目錄
- 🚀前言
- 🤔異常的定義與分類
- 💯運行時異常
- 💯編譯時異常
- 💯異常的基本處理
- 🌟異常的作用
- 🐧自定義異常
- 💯自定義運行時異常
- 💯自定義編譯時異常
- ??異常的處理方案
- 💯方案一：異常捕獲與用戶友好提示
- 💯方案二：異常捕獲與自動修復
🚀前言
大家好！我是 EnigmaCoder。
本文介紹java的異常部分，從基礎到自定義，最后到處理方案進行全解析。
🤔異常的定義與分類
定義：Java 中的異常是程序運行時發生的錯誤或意外情況，是Throwable類的子類，用于封裝程序執行過程中出現的不正常事件，可通過異常處理機制進行捕獲和處理，分為可處理的Exception（包括受檢查異常和運行時異常）和不可處理的Error（系統級錯誤）。
異常的分類
Java 異常體系基于Throwable類，主要分為兩大類：
Error：系統級錯誤（如內存溢出OutOfMemoryError），程序無法處理，也就是說系統一旦出現問題，sun公司會把這些問題封裝成Error對象給出來。Exception：指可被程序捕獲和處理的異常，我們程序員通常會用Exception以及它的孩子來封裝程序出現的問題，其進一步分為：- 運行時異常（
RuntimeException）：RuntimeException及其子類，編譯階段不會出現錯誤提示，運行時出現的異常。（如：數組索引越界異常） - 編譯時異常（
Checked Exception）：編譯階段會出現錯誤提示。（如：日期解析異常）
- 運行時異常（
💯運行時異常
特點：編譯階段不會報錯，運行時出現的異常，繼承自RuntimeException類。
示例：
public class Text {public static void main(String[] args) {int []arr={1,2,3,4,5};System.out.println(arr[5]);}
}
這是一段數組越界的的代碼，編譯時沒有報錯，運行時就會出現以下報錯：
💯編譯時異常
public class Text {public static void main(String[] args) {show();}public static void show(){System.out.println("==程序開始==");String str="2025-01-01 00:00:00";SimpleDateFormat sdf=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");Date date=sdf.parse(str);System.out.println(date);System.out.println("==程序結束==");}
}
報錯信息如下：
💯異常的基本處理
-
拋出異常（
throws）在方法上使用
throws關鍵字，可以將方法內部出現的異常拋出去給調用者處理。
格式如下：
方法 throws 異常1,異常2,異常3 ...{...
}
-
捕獲異常（
try...catch）直接捕獲程序出現的異常。
格式如下：
try{//監視可能出現異常的代碼
}catch (異常類型1 變量){//處理異常
}catch (異常類型2 變量){//處理異常
}...
🌟異常的作用
- 作用1：異常是用來定位程序bug的關鍵信息
異常是程序運行過程中發生錯誤或異常情況時拋出的信號。它包含了豐富的調試信息，可以幫助開發者快速定位和修復問題。具體來說：
- 異常類型：指明錯誤的性質，如
NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException等。 - 異常信息：描述錯誤的具體原因，如"
Index 5 out of bounds for length 3"。 - 堆棧跟蹤：顯示異常發生時的調用鏈，幫助定位問題發生的具體位置。
try {int[] arr = new int[3];System.out.println(arr[5]);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {e.printStackTrace();// 輸出：// java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 out of bounds for length 3// at Main.main(Main.java:5)
}通過分析異常信息，開發者可以快速定位到數組越界的問題發生在
Main.java文件的第5行。
- 作用2：可以作為方法內部的一種特殊返回值以便通知上層調用者，方法的執行問題
在方法設計中，異常機制提供了一種優雅的錯誤處理方式，相比傳統的錯誤碼返回具有以下優勢：
- 強制處理：調用者必須處理或繼續拋出檢查型異常（Checked Exception）。
- 信息豐富：可以攜帶詳細的錯誤描述和上下文信息。
- 代碼解耦：將正常業務邏輯與錯誤處理邏輯分離，提高代碼可讀性。
應用場景示例：
public void transfer(Account from, Account to, double amount) throws InsufficientBalanceException {if (from.getBalance() < amount) {throw new InsufficientBalanceException("賬戶余額不足，當前余額：" + from.getBalance());}// 執行轉賬邏輯
}// 調用方法
try {transfer(accountA, accountB, 1000);
} catch (InsufficientBalanceException e) {System.out.println("轉賬失敗：" + e.getMessage());// 輸出：轉賬失敗：賬戶余額不足，當前余額：500.0
}通過拋出異常，
transfer方法清晰地表達了業務約束，調用方可以針對性地處理特定錯誤情況，而不是依賴模糊的錯誤碼或布爾返回值。
🐧自定義異常
java無法為這個世界上全部的問題都提供異常類來代表，如果企業自己的某種問題，想通過異常來表示，以便用異常來管理該問題，那就需要自己來定義異常類了。
💯自定義運行時異常
- 定義一個異常類繼承
RuntimeException。
public class CustomRuntimeException extends RuntimeException {// 類體
}- 重寫構造器
public class CustomRuntimeException extends RuntimeException {// 無參構造器public CustomRuntimeException() {super();}// 帶消息的構造器public CustomRuntimeException(String message) {super(message);}// 帶消息和原因的構造器public CustomRuntimeException(String message, Throwable cause) {super(message, cause);}// 帶原因的構造器public CustomRuntimeException(Throwable cause) {super(cause);}
}- 通過
throw new異常類（xxx）來創建異常對象并拋出。
public void someMethod(int value) {if (value < 0) {throw new CustomRuntimeException("Value cannot be negative");}// 其他邏輯
}特點：編譯階段不報錯，運行時才可能出現。
💯自定義編譯時異常
- 定義一個異常類繼承
Exception。
public class CustomCompileException extends Exception {// 異常類的具體實現
}- 重寫構造器。
public class CustomCompileException extends Exception {// 無參構造器public CustomCompileException() {super();}// 帶有錯誤信息的構造器public CustomCompileException(String message) {super(message);}// 帶有錯誤信息和原因的構造器public CustomCompileException(String message, Throwable cause) {super(message, cause);}// 僅帶有原因的構造器public CustomCompileException(Throwable cause) {super(cause);}
}- 通過
throw new異常類（xxx）創建異常對象并拋出。
public void validateInput(String input) throws CustomCompileException {if (input == null || input.isEmpty()) {throw new CustomCompileException("輸入不能為空");}// 其他邏輯
}特點：編譯階段就報錯，提醒十分激進。
??異常的處理方案
💯方案一：異常捕獲與用戶友好提示
底層異常層層往上拋出，最外層捕獲異常，記錄下異常信息，并響應適合用戶觀看的信息進行提示。
處理流程：
-
異常拋出：在底層代碼中，當檢測到異常情況時，使用
throw關鍵字拋出異常對象。例如，在數據庫操作中，如果查詢失敗，可以拋出SQLException。 -
異常傳遞：異常會沿著調用棧向上傳遞，直到被捕獲。中間層代碼可以選擇不處理異常，繼續向上拋出。例如，在服務層捕獲
SQLException后，可以將其包裝為自定義的業務異常BusinessException并繼續拋出。 -
最外層捕獲：在應用的最外層（如控制器層或主函數）使用
try-catch塊捕獲所有異常。例如，在Spring MVC的控制器中，可以使用@ExceptionHandler注解來統一處理異常。 -
記錄日志：捕獲異常后，使用日志框架（如
Log4j、SLF4J）記錄異常的詳細信息，包括異常類型、堆棧軌跡、發生時間等。這有助于后續的問題排查和分析。 -
用戶提示：根據異常類型，生成適合用戶觀看的提示信息。例如，對于網絡超時異常，可以提示“網絡連接不穩定，請稍后重試”；對于權限不足異常，可以提示“您沒有權限執行此操作”。
示例代碼：
try {// 業務邏輯代碼
} catch (BusinessException e) {logger.error("業務異常: ", e);return new Response("操作失敗，請檢查輸入是否正確");
} catch (Exception e) {logger.error("系統異常: ", e);return new Response("系統繁忙，請稍后重試");
}
應用場景：
- Web 應用中的全局異常處理
- 微服務架構中的服務間調用異常處理
- 桌面應用程序中的用戶操作異常處理
💯方案二：異常捕獲與自動修復
最外層捕獲異常后，嘗試重新修復。
處理流程：
-
異常捕獲：在最外層代碼中捕獲異常，與方案一類似。
-
異常分析：根據異常類型和上下文信息，判斷是否可以進行自動修復。例如，對于網絡連接異常，可以嘗試重新連接；對于文件讀取異常，可以嘗試從備份文件讀取。
-
修復嘗試：
- 重試機制：對于暫時性異常（如網絡抖動），可以設置重試次數和間隔時間，多次嘗試執行操作。
- 備用方案：對于無法直接修復的異常，可以切換到備用方案。例如，主數據庫不可用時，切換到備用數據庫。
- 資源清理：在修復過程中，可能需要釋放已占用的資源，如關閉文件句柄、釋放數據庫連接等。
-
結果處理：
- 如果修復成功，繼續正常執行后續邏輯。
- 如果修復失敗，記錄日志并按照方案一的方式向用戶提示錯誤信息。
示例代碼：
int retryCount = 3;
while (retryCount > 0) {try {// 可能失敗的操作performOperation();break; // 成功則退出循環} catch (NetworkException e) {retryCount--;if (retryCount == 0) {logger.error("網絡連接失敗，重試次數用盡");return new Response("網絡連接失敗，請檢查網絡設置");}Thread.sleep(1000); // 等待1秒后重試}
}
應用場景：
- 分布式系統中的容錯處理
- 實時數據處理系統的故障恢復
- 自動化運維系統中的錯誤自愈
注意事項：
- 自動修復可能會掩蓋潛在的系統問題，應謹慎使用
- 需要設置合理的重試次數和間隔時間，避免無限重試
- 對于關鍵業務操作，建議在自動修復后仍進行人工確認
通過以上兩種方案，可以有效地處理系統中的異常情況，提高系統的穩定性和用戶體驗。具體選擇哪種方案，需要根據業務場景和異常類型來決定。
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