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五分钟学会java异常处理
大约 9 分钟
为什么要处理异常
任何程序都会有边界问题，当出现边界问题时，程序大概率会有异常发生，如果不对异常进行处理，轻则异常增多，局部功能不可用；重则服务崩溃，引发链路雪崩。因此需要对异常进行处理，保证线上服务的安全以及业务的正常运行。
java异常分类
在Java中，异常错误被分为三大类：严重错误（ERROR），检查型异常（Checked Exceptions）和非检查型异常（Unchecked Exceptions）。这两类异常的主要区别在于它们如何被处理和传播。
- 严重错误（Error）
Error是Throwable的直接子类之一，它代表严重的问题，通常是由Java虚拟机（JVM）或运行时环境抛出的。Error类表示的错误条件通常是不可恢复的，应用程序不应该尝试捕获或处理这些错误。
- 检查型异常（Checked Exceptions）：
- 检查型异常是编译时异常，这意味着编译器会强制要求程序员处理这些异常。如果一个方法抛出了检查型异常，那么调用这个方法的地方必须要么捕获这个异常并处理，要么在方法签名中声明抛出该异常。
- 检查型异常通常用于表示那些预期之外的情况，但程序员可以合理地预期并处理这些情况，例如文件不存在（
FileNotFoundException）、网络连接失败（IOException）等。 - 检查型异常是
Exception类或其子类，但不包括RuntimeException及其子类。
- 非检查型异常（Unchecked Exceptions）：
- 非检查型异常是运行时异常，编译器不强制要求程序员处理这些异常。如果一个方法抛出了非检查型异常，调用这个方法的地方可以捕获并处理，也可以不处理。
- 非检查型异常通常用于表示程序错误，如逻辑错误、错误的API使用等。这些异常往往是不可恢复的，因为它们通常表示代码中的缺陷。
- 非检查型异常包括
RuntimeException及其子类，如NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException等。
严重错误
在Java中，Error是Throwable的直接子类之一，它代表严重的问题，通常是由Java虚拟机（JVM）或运行时环境抛出的。Error类表示的错误条件通常是不可恢复的，应用程序不应该尝试捕获或处理这些错误。
常见的Error类型如下：
- JVM内部错误：例如，
OutOfMemoryError表示JVM没有足够的内存进行对象分配，StackOverflowError表示方法调用层次过深导致栈溢出。 - 系统错误：例如，
IOError表示底层输入/输出操作失败。 - 库错误：例如，
LinkageError表示类或接口的链接失败。 - 线程死亡：例如，
ThreadDeath表示线程已死亡。 - 虚拟机错误：例如，
VirtualMachineError表示JVM遇到严重问题。
由于Error表示的是严重的系统级问题，因此通常建议应用程序不要捕获这些错误，除非你有明确的恢复措施。在大多数情况下，遇到Error时，应用程序应该让错误传播到顶层，导致程序终止，并记录错误信息以便后续分析。
常见的检查型异常
检查型异常（Checked Exceptions）是那些在编译时必须被处理的异常。在Java中，这些异常通常是外部因素导致的，如I/O错误、文件不存在、网络问题等，这些问题在程序运行时可能发生，也可能不发生，但程序员应该有意识地处理它们。
以下是一些常见的检查型异常：
ClassNotFoundException：尝试加载类时，找不到类定义。CloneNotSupportedException：尝试克隆一个不实现Cloneable接口的对象。IllegalAccessException：尝试反射地创建一个对象的实例，访问字段或者调用方法时，没有相应的访问权限。InstantiationException：尝试使用Class对象的newInstance方法来创建一个类的实例，但该类是一个抽象类或者接口，或者没有无参构造函数。InterruptedException：一个线程在等待、休眠或以其他方式占用状态时被中断。NoSuchFieldException：反射时尝试访问一个不存在的字段。NoSuchMethodException：反射时尝试访问一个不存在的方法。IOException：发生I/O错误。FileNotFoundException：尝试访问一个不存在的文件时。EOFException：已到达文件末尾。SQLException：数据库访问异常。TimeoutException：在规定的时限内未完成操作。GeneralSecurityException：处理安全问题时发生异常。ClassNotFoundException：尝试加载类时，找不到类定义。IllegalAccessException：非法访问异常。UnsupportedEncodingException：不支持的字符编码异常。
这些异常都是Exception的直接或间接子类，但不是RuntimeException的子类。由于它们是检查型异常，任何抛出这些异常的方法都必须在方法签名中声明这些异常，或者在一个try-catch块中捕获并处理它们。
常见的非检查型异常
非检查型异常（Unchecked Exceptions）是Java中的运行时异常，它们不需要在编译时被显式地捕获和处理。这些异常通常表示程序错误，如逻辑错误、错误的API使用等，它们往往是不可恢复的，因为它们通常表示代码中的缺陷。
以下是一些常见的非检查型异常：
ArithmeticException：算术运算错误，如除以零。ArrayIndexOutOfBoundsException：数组访问时索引超出界限。ArrayStoreException：尝试将错误类型的对象存储到数组中。ClassCastException：尝试将对象强制转换为不是实例的子类。IllegalArgumentException：向方法传递了一个不合法或不适当的参数。IllegalStateException：方法在对象的不合适状态下被调用。NullPointerException：尝试使用null对象引用进行操作。NumberFormatException：尝试将字符串转换为数字，但字符串的格式不正确。SecurityException：尝试违反安全性。StringIndexOutOfBoundsException：字符串访问时索引超出界限。UnsupportedOperationException：对象不支持请求的操作。
这些异常都是RuntimeException类或其子类。由于它们是运行时异常，编译器不强制要求程序员处理这些异常。然而，程序员应该尽量编写代码来避免这些异常的发生，并在可能的情况下提供恢复机制。
异常处理最佳实践
在Java中，异常处理是一个非常重要的事情，它有助于编写健壮、可靠和易于维护的代码。以下是一些关于Java异常处理的最佳实践：
- 早抛出，晚捕获：在方法的最底层抛出异常，在高层处理异常。这样可以确保异常被适当处理，并且在捕获异常时，你有足够的上下文信息来做出决策。
- 只捕获你知道如何处理的异常：避免捕获并重新抛出异常，除非你在处理过程中添加了有价值的上下文信息。捕获你不打算处理的异常会导致代码混乱，并可能隐藏问题。
- 提供有用的异常信息：当抛出异常时，提供详细的错误信息，包括异常原因和可能的解决方案。这有助于快速定位问题和调试。
- 使用具体的异常类型：尽量使用具体的异常类型，而不是通用的
Exception类。这有助于调用者更精确地处理异常。 - 避免滥用检查型异常：检查型异常会增加代码的复杂性，因为它们要求调用者必须处理或声明抛出这些异常。如果异常情况可以合理地预期并在运行时处理，考虑使用非检查型异常。
- 清理资源：使用
try-with-resources语句自动关闭资源，以避免资源泄漏。 - 不要吞掉异常：捕获异常后，至少要将其记录下来。完全忽略异常可能会导致问题难以诊断。
- 区分可恢复和不可恢复的异常：对于可恢复的错误，可以使用检查型异常；对于编程错误或不可恢复的错误，应该使用非检查型异常。
- 避免在
finally块中抛出异常：finally块中的异常会覆盖原始异常，从而丢失了重要的错误信息。 - 合理地使用
throws声明：如果一个方法无法处理它可能抛出的异常，应该通过throws声明将这些异常传递给调用者。 - 自定义异常：创建自定义异常时，应该提供多个构造函数，包括一个带有字符串参数的构造函数，以及一个带有
Throwable参数的构造函数，以便于链式异常。 - 使用异常链：在抛出新的异常时，将原始异常作为原因传递，以保持完整的堆栈跟踪。
- 测试异常代码路径：确保你的单元测试涵盖了异常情况，以验证异常是否被正确处理。
- 文档化异常：在
Javadoc中说明方法可能抛出的异常，以及何时会发生这些异常。 - 避免使用异常来控制流程：异常处理机制不应该用于正常的程序流程控制。这会增加程序的复杂性，并可能导致性能问题。
- 保持
catch块简洁：catch块应该保持简单，只包含处理异常所需的代码。
遵循这些原则可以帮助你编写更清晰、更健壮的异常处理代码，并使得调试和维护变得更加容易。