在 Java 里,异常体系是其错误处理机制的核心内容,它能够帮助开发者有效应对程序运行时出现的各种意外状况。
异常体系的基本架构
它主要包含两个重要分支:
- Error(错误):这类异常是程序自身无法处理的严重问题,像
OutOfMemoryError
和StackOverflowError
就属于此类。一般而言,开发者不需要针对这类异常编写特别的处理代码。 - Exception(异常):这是程序在运行过程中能够捕获和处理的异常。它又可以进一步细分为:
- 受检查异常(Checked Exception):这类异常在编译阶段就会被检查,例如
IOException
和SQLException
。程序必须对它们进行捕获或者声明抛出。 - 运行时异常(RuntimeException):也被称作非受检查异常,像
NullPointerException
和ArrayIndexOutOfBoundsException
都属于此类。编译时不会强制要求处理这类异常。
- 受检查异常(Checked Exception):这类异常在编译阶段就会被检查,例如
Error
在 Java 中,Error是Throwable
类的子类,用于表示系统级的严重故障,通常无法通过程序恢复。
一、特点
- 不可恢复:表示 JVM 或系统级的严重问题,程序通常无法处理。
- 不强制捕获:编译器不会检查 Error,也不要求代码处理它。
- 避免捕获:捕获 Error 可能导致程序进入不稳定状态。
二、常见的 Error 类型
1. 内存相关错误
OutOfMemoryError
:内存不足,无法分配对象。
// 示例:创建过大的数组可能导致OutOfMemoryError
byte[] array = new byte[Integer.MAX_VALUE];
StackOverflowError
:方法调用栈深度超过限制(常见于递归无终止条件)。
// 示例:无限递归导致StackOverflowError
public void recursive() {recursive(); // 最终栈溢出
}
2. 类加载相关错误
NoClassDefFoundError
:编译时存在的类,运行时找不到(如依赖库缺失)。ClassFormatError
:类文件格式错误(如.class 文件损坏)。
3. JVM 内部错误
InternalError
:JVM 内部发生错误(如 JIT 编译器故障)。VirtualMachineError
:JVM 崩溃或无法继续运行的严重错误。
Exception
受检查异常(Checked Exception)
特点:
- 在编译阶段就会被编译器检查。
- 程序必须对这类异常进行处理,处理方式有两种:要么使用
try-catch
语句捕获,要么在方法签名中用throws
声明抛出。 - 一般是由程序外部的因素引发的,比如文件系统、网络或者数据库等出现问题。
常见示例:
- IOException:在进行输入输出操作时,如果出现错误,就会抛出此异常。例如,尝试读取一个不存在的文件时。
- SQLException:在访问数据库时,如果出现错误,会引发该异常。比如 SQL 语句执行失败。
- ClassNotFoundException:当使用反射机制加载类,却找不到指定的类时,会产生此异常。
- InterruptedException:当一个线程被另一个线程中断时,会抛出此异常。
处理方式
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;public class CheckedExceptionExample {public static void main(String[] args) {try {readFile(); // 必须捕获或声明抛出} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}public static void readFile() throws IOException {FileInputStream file = new FileInputStream("non_existent_file.txt");}
}
运行时异常(RuntimeException)
特点:
- 属于
RuntimeException
的子类。 - 编译时不会强制要求处理这类异常,也就是说可以不捕获,也不用在方法签名中声明。
- 通常是由程序中的逻辑错误导致的,比如空指针引用、数组越界等。
常见示例:
- NullPointerException:当尝试访问空对象的方法或属性时会抛出此异常
String str = null;
System.out.println(str.length()); // 抛出NullPointerException
2.ArrayIndexOutOfBoundsException:访问数组时,如果使用的索引超出了数组的有效范围,就会引发该异常。
int[] arr = new int[5];
System.out.println(arr[10]); // 抛出ArrayIndexOutOfBoundsException
3.ArithmeticException:进行数学运算时,若出现非法操作,比如除以零,就会抛出此异常。
int result = 10 / 0; // 抛出ArithmeticException
4.IllegalArgumentException:当传入的参数不符合方法的要求时,会产生该异常。
public void setAge(int age) {if (age < 0) {throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");}
}
受检查异常 vs 运行时异常
对比项 | 受检查异常(Checked Exception) | 运行时异常(RuntimeException) |
---|---|---|
编译时检查 | 必须处理,否则编译不通过 | 不强制要求处理 |
继承关系 | 继承自Exception 类(但不包括RuntimeException ) | 继承自RuntimeException 类 |
常见场景 | 外部资源访问(文件、网络、数据库等) | 程序逻辑错误(空指针、数组越界等) |
处理方式 | 捕获(try-catch)或声明抛出(throws) | 可不处理,通过代码逻辑避免 |
异常和错误的区别
对比项 | 异常(Exception) | 错误(Error) |
---|---|---|
设计目的 | 表示程序可处理的意外情况,如文件不存在、网络中断。 | 表示系统级不可恢复的严重故障,如内存溢出、栈溢出。 |
处理要求 | 受检查异常必须被捕获或声明抛出; 运行时异常可选择性处理。 | 通常不捕获,也不应该尝试处理,而是让程序终止。 |
常见子类 | IOException , SQLException , NullPointerException | OutOfMemoryError , StackOverflowError , NoClassDefFoundError |
代码示例 | java<br>try {<br> FileInputStream file = new FileInputStream("test.txt");<br>} catch (FileNotFoundException e) {<br> e.printStackTrace();<br>}<br> | java<br>public void recursive() {<br> recursive(); // 最终导致StackOverflowError<br>}<br> |