非常详细的Java异常处理机制知识整理大全

异常定义

异常（Exception）：程序在执行过程中出现的错误。

异常分类

Java中的异常分为三类，分别是检查性异常（Checked Exception）、运行时异常（Runtime Exception）和错误（Error）。

检查性异常（Checked Exception）

检查性异常指在编译期间能够被检查出来的异常，如Java中的IOException和SQLException等。

运行时异常（Runtime Exception）

运行时异常指程序在执行过程中出现的异常，如NullPointerException和ArrayIndexOutOfBoundsException等。

错误（Error）

错误指程序在执行过程中出现的错误，如OutOfMemoryError和StackOverflowError等。

异常处理机制

异常处理机制分为抛出与捕获两个部分。

抛出异常

在Java中，使用throw关键字抛出一个异常，他的语法结构为：

throw throwableInstance;

其中throwableInstance是一个Throwable类型的实例，可以是一个已有的异常对象或者是一个我们自己创建的异常对象。

下面是一个使用throw关键字手动抛出异常的示例：

public class ThrowExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        int number = 20;
        if (number < 50) {
            throw new RuntimeException("Number is too small.");
        }
    }
}

这个示例中，我们手动抛出了一个RuntimeException异常，并且为该异常提供了一个自定义的消息。

在上面的示例中，代码执行到if语句会首先判断number是否小于50，如果小于50，那么抛出一个RuntimeException异常。

捕获异常

在Java中，使用try-catch语句捕获异常。

try-catch语句的语法结构如下：

try {
    // 可能会出现异常的代码
} catch (ExceptionType e) {
    // 异常处理代码
}

在try语句块中编写可能会出现异常的代码，在catch语句块中编写异常处理代码。如果try语句块中的代码抛出异常，那么程序将跳转到最近的catch语句块中执行异常处理的代码。

下面是一个使用try-catch语句捕获异常的示例：

public class CatchExceptionExample {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int number1 = Integer.parseInt(args[0]);
            int number2 = Integer.parseInt(args[1]);
            int result = number1 / number2;
            System.out.println(result);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除数不能为0");
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("请提供数字");
        } catch (NumberFormatException e) {
            System.out.println("数字格式不正确");
        }
    }
}

这个示例中，我们尝试解析命令行参数并进行除法运算，而在这个过程中可能抛出多个类型的异常。

因此，我们使用了多个catch语句块来捕获不同类型的异常，并针对不同类型的异常编写不同的异常处理代码。如果出现了多个异常类型，那么程序将按照捕获处理的顺序执行对应的catch实例。

finally代码块

finally代码块是可选的，在try-catch语句块中使用，无论是否抛出异常都会执行里面的代码。finally代码块通常用来释放资源、关闭文件等操作。

下面是一个使用try-catch-finally语句块关闭文件的示例：

public class CloseFileExample {
    public static void main(String[] args) {
        BufferedReader br = null;
        try {
            br = new BufferedReader(
                new FileReader("file.txt")
            );
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println(line);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件不存在");
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("读取文件出错");
        } finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("关闭文件出错");
                }
            }
        }
    }
}

在上面的示例中，我们尝试读取一个名为file.txt的文件，如果读取出错或者文件不存在，我们打印出对应的错误消息。并且在finally代码块中关闭文件。

自定义异常

除了Java SDK中提供的异常类外，我们还可以自己定义异常。在创建自定义异常类时，通常要继承Exception或RuntimeException类。

下面是一个自定义异常的示例：

public class UserNotFoundException extends RuntimeException {
    public UserNotFoundException(String message) {
        super(message);
    }
}

这个示例中，我们自定义了一个UserNotFoundException异常类，继承了RuntimeException类，用户在查询用户时，如果用户不存在，就可以抛出这个异常。

关于try-with-resources

在Java 7中引入了try-with-resources来解决资源管理的问题。

当使用try-with-resources时，可以将需要关闭的资源作为try语句的一部分进行声明，Java会自动关闭这个资源。

下面是一个使用try-with-resources关闭文件的示例：

public class TryWithResourcesExample {
    public static void main(String[] args) {
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(
                 new FileReader("file.txt"));
             BufferedWriter bw = new BufferedWriter(
                 new FileWriter("new-file.txt"))) {
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                bw.write(line);
                bw.newLine();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在上面的示例中，我们使用try-with-resources同时声明了需要关闭的BufferedReader和BufferedWriter，当try语句块结束时，Java会自动关闭这两个资源。

通过使用try-with-resources，我们可以通过更紧凑的语法结构来管理资源，而无需显式地编写finally代码块。

总结

异常处理是Java程序设计中非常重要的一部分，当程序出现异常时，合理地处理异常可以提高程序的健壮性和可维护性。这篇文章介绍了异常的基本概念以及异常处理的流程，涵盖了Java中所有类型的异常的处理方式，并提供了多个示例以便读者更好地理解异常处理的相关知识。