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如何合理管控Java語言的異常

 更新時間：2025年05月13日 14:16:10   作者：找不到、了  
這篇文章主要介紹了如何合理管控Java語言的異常問題,具有很好的參考價值,希望對大家有所幫助,如有錯誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

異常是程序運行過程中出現(xiàn)的錯誤。而異常的處理框架，是Java語言健壯性的一個重要體現(xiàn)。

1、介紹

Java把異常當(dāng)作對象來處理，并定義一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的超類。

異常類分為兩大類，錯誤Error和異常Exception。Java異常體系結(jié)構(gòu)呈樹狀，其層次結(jié)構(gòu)圖如圖所示：

2、Thorwable類

Thorwable類所有異常和錯誤的超類，有兩個子類Error和Exception，分別表示錯誤和異常。

3、Error

系統(tǒng)錯誤（system error) 是由 Java 虛擬機拋出的，用 Error 類表示。

Error 類描述的是內(nèi)部系統(tǒng)錯誤，這樣的錯誤很少發(fā)生。如果發(fā)生，除了通知用戶以及盡量穩(wěn)妥地終止程序外，幾乎什么也不能做。

  • OutOfMemoryError ：內(nèi)存耗盡 ；
  • NoClassDefFoundError ：無法加載某個Class ；
  • StackOverflowError ：棧溢出。

4、Exception類

異常類Exception又分為運行時異常(RuntimeException)和非運行時異常，這兩種異常有很大的區(qū)別，也稱之為不檢查異常（Unchecked Exception）和檢查異常（Checked Exception）。

4.1、檢查異常

這類異常在編譯時就會被編譯器檢查，程序必須對其進行處理（捕獲或聲明拋出），否則無法通過編譯。常見的受檢查異常有：

  • IOException：輸入輸出操作時可能出現(xiàn)的異常，如文件讀取失敗。
  • SQLException：執(zhí)行 SQL 語句時可能出現(xiàn)的異常。

4.2、運行時異常

這類異常在編譯時不會被編譯器檢查，程序可以選擇處理也可以不處理。常見的不受檢查異常有：

  • NullPointerException：當(dāng)嘗試訪問一個空對象的方法或?qū)傩詴r拋出。
  • ArrayIndexOutOfBoundsException：當(dāng)訪問數(shù)組時使用的索引超出數(shù)組范圍時拋出。

5、處理方式

5.1. 捕獲異常

使用 try-catch 塊可以捕獲并處理異常。try 塊中包含可能會拋出異常的代碼，catch 塊用于捕獲并處理特定類型的異常。

public class TryCatchExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] numbers = {1, 2, 3};
            // 這里會拋出 ArrayIndexOutOfBoundsException
            System.out.println(numbers[3]); 
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("捕獲到數(shù)組越界異常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

5.2. 多重捕獲

可以在一個 try 塊后面跟隨多個 catch 塊，用于捕獲不同類型的異常。

public class MultipleCatchExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] numbers = null;
            // 這里會拋出 NullPointerException
            System.out.println(numbers[0]); 
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("捕獲到數(shù)組越界異常: " + e.getMessage());
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("捕獲到空指針異常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

5.3. thorws

如果一個方法可能會拋出受檢查異常，但不想在該方法內(nèi)部處理，可以使用 throws 關(guān)鍵字在方法聲明中聲明拋出該異常，將異常處理的責(zé)任交給調(diào)用者。

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.util.Scanner;
 
public class ThrowsExample {
    public static void readFile() throws FileNotFoundException {
        File file = new File("nonexistent.txt");
        Scanner scanner = new Scanner(file);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            readFile();
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("捕獲到文件未找到異常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

5.4. throw 關(guān)鍵字

可以使用 throw 關(guān)鍵字在代碼中手動拋出一個異常對象。

public class ThrowExample {
    public static void checkAge(int age) {
        if (age < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("年齡不能為負數(shù)");
        }
        System.out.println("年齡合法: " + age);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            checkAge(-5);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("捕獲到非法參數(shù)異常: " + e.getMessage());
        }
    }
}

5.5. finally 塊

finally 塊通常和 try-catch 塊一起使用，無論 try 塊中是否拋出異常，finally 塊中的代碼都會被執(zhí)行。

public class FinallyExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int[] numbers = {1, 2, 3};
            // 這里會拋出 ArrayIndexOutOfBoundsException
            System.out.println(numbers[3]); 
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("捕獲到數(shù)組越界異常: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("finally 塊中的代碼一定會執(zhí)行");
        }
    }
}

6、執(zhí)行順序

舉個簡單的例子，

1、在return的配合下，finally的return就是必須要執(zhí)行。

public static void main(String[] args) {
        int test = test();
        System.out.println("test==="+test);
    }
 
private static int test() {
    int x = 1;
        try {
            x= x/0;
            return 1;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("出現(xiàn)異常了：x="+x);
            return 2;
        } finally {
           return 3;
    }
}
 
輸出：
出現(xiàn)異常了：x=1
test===3

2、finally如果沒有return，則判斷try代碼塊里面是否有異常，

  • 如果有，則返回catch里面return；
  • 如果沒有，則返回catch塊里面的return；
public static void main(String[] args) {
        int test = test();
        System.out.println("test==="+test);
    }
 
private static int test() {
        int x = 1;
        try {
            x= x/0;
            return 1;
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("出現(xiàn)異常了：x="+x);
            return 2;
        } finally {
          // return 3;
        }
}
 
輸出：
出現(xiàn)異常了：x=1
test===2

7、常見異常

1、java.lang.NullPointerException

空指針異常；出現(xiàn)原因：調(diào)用了未經(jīng)初始化的對象或者是不存在的對象。

public class NullArrayIterationExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = null;
        // 這里會拋出 NullPointerException，因為 numbers 為 null
        for (int num : numbers) { 
            System.out.println(num);
        }
    }
}

2、java.lang.ClassNotFoundException

指定的類找不到；出現(xiàn)原因：類的名稱和路徑加載錯誤；通常都是程序試圖通過字符串來加載某個類時可能引發(fā)異常。

public class ClassNotFoundForNameExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 嘗試加載一個不存在的類
            Class<?> clazz = Class.forName("com.example.NonExistentClass");
            System.out.println("類加載成功：" + clazz.getName());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.out.println("捕獲到 ClassNotFoundException: " + e.getMessage());
        }
    }
}

3、java.lang.NumberFormatException

字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字異常；出現(xiàn)原因：字符型數(shù)據(jù)中包含非數(shù)字型字符。

public class StringToIntExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "abc";
        try {
            // 嘗試將非數(shù)字字符串轉(zhuǎn)換為整數(shù)
            int num = Integer.parseInt(str);
            System.out.println("轉(zhuǎn)換后的整數(shù): " + num);
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("捕獲到 NumberFormatException: " + e.getMessage());
        }
    }
}

4、java.lang.IndexOutOfBoundsException

數(shù)組角標越界異常，常見于操作數(shù)組對象時發(fā)生。

public class ArrayIndexOutOfBoundsExample {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 2, 3, 4, 5};
        try {
            // 嘗試訪問數(shù)組中不存在的索引位置
            int element = array[10]; 
            System.out.println("訪問到的元素是: " + element);
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("捕獲到 ArrayIndexOutOfBoundsException: " + e.getMessage());
        }
    }
}

5、java.lang.IllegalArgumentException

方法傳遞參數(shù)錯誤。

public class CustomMethodExample {
    public static void calculateArea(int length, int width) {
        if (length <= 0 || width <= 0) {
            throw new IllegalArgumentException("長度和寬度必須為正數(shù)");
        }
        int area = length * width;
        System.out.println("矩形的面積是: " + area);
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 傳入不合法的參數(shù)
            calculateArea(-5, 10);
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("捕獲到 IllegalArgumentException: " + e.getMessage());
        }
    }
}

6、java.lang.ClassCastException

當(dāng)試圖將對象強制轉(zhuǎn)換為它并不是的類型時會拋出該異常。

class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating.");
    }
}
 
class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("Dog is barking.");
    }
}
 
class Cat extends Animal {
    public void meow() {
        System.out.println("Cat is meowing.");
    }
}
 
public class BasicClassCastExample {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat();
        try {
            // 嘗試將 Cat 對象強制轉(zhuǎn)換為 Dog 類型，會拋出異常
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.bark();
        } catch (ClassCastException e) {
            System.out.println("捕獲到 ClassCastException: " + e.getMessage());
        }
    }
}

7、文件已結(jié)束異常：EOFException

當(dāng)輸入過程中意外到達文件末尾（EOF）或者流結(jié)束時，就會拋出這個異常。通常在使用輸入流讀取數(shù)據(jù)時，如果嘗試讀取超出流末尾的數(shù)據(jù)，就會觸發(fā)該異常。

import java.io.EOFException;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
 
public class EOFExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("data.ser"))) {
            while (true) {
                // 嘗試從文件中讀取對象
                Object obj = ois.readObject();
                System.out.println(obj);
            }
        } catch (EOFException e) {
            // 當(dāng)?shù)竭_文件末尾時，捕獲 EOFException
            System.out.println("已到達文件末尾，讀取結(jié)束。");
        } catch (IOException | ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

8、文件未找到異常：FileNotFoundException

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
 
public class FileNotFoundExample1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 嘗試打開一個不存在的文件
            FileInputStream fis = new FileInputStream("nonexistentfile.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件未找到: " + e.getMessage());
        }
    }
}

9、實例化異常：java.lang.InstantiationException

class AbstractClassExample {
    // 這是一個抽象類
    public abstract static class MyAbstractClass {
        public abstract void doSomething();
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 嘗試實例化抽象類
            MyAbstractClass obj = MyAbstractClass.class.newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            System.out.println("實例化異常: " + e.getMessage());
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

10、UnsupportedOperationException - 不支持的操作異常

import java.util.AbstractList;
import java.util.List;
 
public class ImmutableListExample {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> immutableList = new AbstractList<String>() {
            @Override
            public String get(int index) {
                return "Element " + index;
            }
 
            @Override
            public int size() {
                return 10;
            }
 
            @Override
            public boolean add(String s) {
                throw new UnsupportedOperationException("此列表為不可變列表，不支持添加操作");
            }
        };
 
        try {
            immutableList.add("New Element");
        } catch (UnsupportedOperationException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

總結(jié)

通過掌握 Java 的異常處理機制，可以編寫出更健壯、可靠的程序，有效應(yīng)對各種異常情況。

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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