异常体系

lucy

2026-04-04

Java

异常是什么

就是程序运行的时候出了意外状况，比如你去ATM取钱，余额不足——这就是一个”异常”

Java不会让程序直接崩掉，而是把这个意外包装成一个对象，你可以接住它、处理它

所有异常相关的类都在 java.lang 包下，不用额外import

Throwable 层次结构

Java异常体系就像一棵家族树，顶端是 Throwable，下面分两大分支

Throwable（所有异常的祖宗）
├── Error（JVM级别的严重错误，你管不了）
│   ├── OutOfMemoryError（内存不够了）
│   ├── StackOverflowError（方法递归太深，栈溢出了）
│   └── VirtualMachineError（虚拟机要挂了）
│
└── Exception（程序可以处理的异常）
├── 受检异常 Checked Exception（编译器逼你处理）
│   ├── IOException（文件读写出错）
│   ├── SQLException（数据库操作出错）
│   ├── FileNotFoundException（文件找不到）
│   └── ClassNotFoundException（类找不到）
│
└── RuntimeException（运行时异常，编译器不管你）
    ├── NullPointerException（空指针，最常见！）
    ├── ArrayIndexOutOfBoundsException（数组越界）
    ├── ClassCastException（类型转换错误）
    ├── ArithmeticException（算术错误，比如除以0）
    ├── NumberFormatException（数字格式错误）
    └── IllegalArgumentException（非法参数）

Error 和 Exception 的区别

Error 是 JVM 层面的灾难，程序员处理不了，出现了基本就是要崩

Exception 是程序层面的问题，程序员可以写代码来应对

受检异常 vs 非受检异常

这是异常体系里最核心的区分，面试必问

受检异常（Checked Exception）

编译器强制你处理，你不处理就编译不过

就像出门前老妈逼你带伞——“天气预报说要下雨，你不带伞别想出门”

典型代表：IOException、SQLException、FileNotFoundException

处理方式：要么 try-catch 捕获，要么 throws 甩给调用者

非受检异常（Unchecked Exception / RuntimeException）

编译器不管，但运行时可能炸

就像你走路可能摔跤——没人能提前阻止你，但你可以注意脚下

典型代表：NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException

通常是程序员写了bug，应该从代码层面避免，而不是 try-catch

对比项	受检异常 Checked	非受检异常 Unchecked
继承关系	继承 `Exception`（不含RuntimeException）	继承 `RuntimeException`
编译器是否强制处理	强制，不处理编译报错	不强制，编译能过
出现时机	通常是外部环境问题（文件、网络、数据库）	通常是代码逻辑问题（空指针、越界）
处理方式	`try-catch` 或 `throws`	修复代码逻辑，必要时才 catch
典型代表	`IOException`、`SQLException`	`NullPointerException`、`ClassCastException`
设计理念	“这个问题可能会发生，你必须提前准备”	“这个问题是你代码写错了，去改代码”

常见异常对照表

异常名	什么情况下出现	怎么避免
`NullPointerException`	对null对象调用方法或访问属性	使用前先判null，或用Optional
`ArrayIndexOutOfBoundsException`	数组下标超出范围（< 0 或 >= length）	循环条件写对，`i < arr.length`
`ClassCastException`	强制类型转换失败，比如把Dog转成Cat	转换前用 `instanceof` 判断
`ArithmeticException`	整数除以0	除法前检查除数是否为0
`NumberFormatException`	字符串转数字失败，比如 `Integer.parseInt("abc")`	转换前校验字符串格式
`StringIndexOutOfBoundsException`	字符串下标越界	检查下标范围
`StackOverflowError`	递归没有正确退出条件，无限递归	确保递归有终止条件
`OutOfMemoryError`	创建了太多对象，内存不够	检查内存泄漏，调整JVM参数
`IOException`	文件读写、网络通信出错	try-catch处理，检查文件是否存在
`FileNotFoundException`	要读的文件不存在	先用 `File.exists()` 判断
`ConcurrentModificationException`	遍历集合时修改了集合	用Iterator的remove，或用CopyOnWriteArrayList

代码示例：异常的基本演示

@Test
public void testCommonExceptions() {
System.out.println("=== 常见异常演示 ===");

// 1. NullPointerException —— 最常见的异常，没有之一
String str = null;
try {
    int len = str.length(); // 对null调用方法，炸了
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("空指针异常：" + e.getMessage());
}

// 2. ArrayIndexOutOfBoundsException
int[] arr = {1, 2, 3};
try {
    int val = arr[5]; // 数组只有3个元素，你要第6个？
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.println("数组越界：" + e.getMessage());
}

// 3. ArithmeticException
try {
    int result = 10 / 0; // 除以0，数学不允许
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("算术异常：" + e.getMessage());
}

// 4. ClassCastException
try {
    Object obj = "hello";
    Integer num = (Integer) obj; // 字符串不能强转成Integer
} catch (ClassCastException e) {
    System.out.println("类型转换异常：" + e.getMessage());
}

// 5. NumberFormatException
try {
    int num = Integer.parseInt("abc"); // "abc"不是数字
} catch (NumberFormatException e) {
    System.out.println("数字格式异常：" + e.getMessage());
}
}

常见坑

坑1：catch了Exception就觉得万事大吉

不要无脑 catch (Exception e) {}，空catch块会吞掉异常，出了问题你都不知道

至少打个日志：e.printStackTrace() 或者用日志框架记录

坑2：把Error也catch了

catch (Throwable t) 会连Error一起接住，但Error你根本处理不了

正确做法：只catch你能处理的异常

坑3：用异常来控制流程

别写 try { ... } catch (Exception e) { ... } 来代替 if-else 判断

异常是用来处理意外情况的，不是用来做正常逻辑控制的，性能也差

练习题

题1：看代码说输出

public static void main(String[] args) {
try {
    int[] arr = new int[3];
    arr[5] = 10;
    System.out.println("A");
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("B");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.println("C");
} catch (Exception e) {
    System.out.println("D");
}
System.out.println("E");
}
// 输出是什么？答案：C E
// 数组越界 → 被第二个catch接住 → 打印C → try-catch结束 → 打印E

题2：以下哪些是受检异常？

A. NullPointerException → 非受检（RuntimeException子类）

B. IOException → 受检

C. ArrayIndexOutOfBoundsException → 非受检（RuntimeException子类）

D. SQLException → 受检

E. ClassCastException → 非受检（RuntimeException子类）

答案：B和D

题3：Error和Exception的区别是什么？分别举例

Error：JVM级别的严重错误，程序无法处理。如 OutOfMemoryError、StackOverflowError

Exception：程序级别的异常，可以通过代码处理。如 IOException、NullPointerException