在 Java 中，异常处理是一种应对程序运行过程中可能发生的各种错误的机制。异常机制能够使程序在发生错误时保持稳定，并且为开发者提供详细的错误信息，以便进行调试和修复。Java 的异常处理机制主要包括 try-catch、throw、throws 和 finally 等关键字。

异常的分类

Java 中的异常主要分为两大类：

1. 受检异常（Checked Exception）：受检异常是在编译期间强制要求处理的异常，例如 IOException、SQLException 等。这类异常需要使用 try-catch 处理或在方法声明中使用 throws 抛出。

2. 非受检异常（Unchecked Exception）：非受检异常是在运行期间出现的异常（继承自RuntimeException），例如 NullPointerException、ArithmeticException 等。它们通常是程序逻辑错误造成的，不强制要求进行处理。

3. 错误（Error）：Error 是 JVM 无法处理的严重问题，例如 OutOfMemoryError。通常情况下，我们不需要捕获或处理这些错误。

异常的层次结构

在 Java 中，所有异常都是 Throwable 类的子类，异常的层次结构如下：

• Throwable
  • Exception
    • IOException
    • SQLException
    • RuntimeException
      • NullPointerException
      • ArithmeticException
  • Error
    • OutOfMemoryError
    • StackOverflowError

异常处理的关键字

1. try-catch：用于捕获和处理异常。

   try {
       int result = 10 / 0;
   } catch (ArithmeticException e) {
       System.out.println("不能除以零：" + e.getMessage());
   }
   

2. finally：用于在异常发生后执行一些清理操作，无论是否发生异常，finally 块中的代码都会执行。

   try {
       int result = 10 / 0;
   } catch (ArithmeticException e) {
       System.out.println("不能除以零：" + e.getMessage());
   } finally {
       System.out.println("这是 finally 块，无论是否发生异常都会执行。");
   }
   

3. throw：用于手动抛出异常。

   public void checkAge(int age) {
       if (age < 18) {
           throw new IllegalArgumentException("年龄必须大于等于 18 岁。");
       }
   }
   

4. throws：用于在方法声明中指明该方法可能抛出的异常类型，调用者需要处理这些异常。

   public void readFile(String fileName) throws IOException {
       FileReader file = new FileReader(fileName);
       BufferedReader reader = new BufferedReader(file);
       reader.readLine();
   }
   

自定义异常

Java 允许开发者自定义异常，通过继承 Exception 或 RuntimeException 类来创建自己的异常类型。

public class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class TestCustomException {
    public void test(int value) throws CustomException {
        if (value < 0) {
            throw new CustomException("值不能为负数。");
        }
    }
}

异常处理的最佳实践

1. 不要滥用异常：异常应只在异常情况下使用，不应将其作为正常的控制流。
2. 捕获特定异常：尽量捕获特定的异常，而不是使用 catch (Exception e)，这样可以更准确地处理错误。
3. 在 finally 中释放资源：对于需要释放的资源（如文件、网络连接等），应该在 finally 块中关闭，以确保资源不被泄露。
4. 记录异常信息：使用日志工具记录异常信息，便于排查问题。

try-with-resources

在 JDK 7 中，引入了 try-with-resources 语法，用于简化资源的管理。实现 AutoCloseable 接口的资源可以在使用后自动关闭。

try (FileReader file = new FileReader("test.txt");
     BufferedReader reader = new BufferedReader(file)) {
    String line = reader.readLine();
    System.out.println(line);
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

这种方式可以有效避免资源泄露，简化代码编写。