一、为什么需要异常处理？
在程序运行中，硬件故障、用户输入错误、软件bug等都会导致程序崩溃。异常处理的核心价值是：
– 让错误处理和正常业务逻辑分离，代码更清晰易维护
– 防止程序直接崩溃，能给出友好提示或体面退出
– 集中处理错误，避免传统编程中大量的 if-else 错误判断导致逻辑混乱
二、异常的基础概念
1. 什么是异常？
异常（Exception）是程序运行中发生的非正常事件，比如：
– 文件不存在（ FileNotFoundException ）
– 数组下标越界（ ArrayIndexOutOfBoundsException ）
– 空指针访问（ NullPointerException ）
– 类型转换错误（ ClassCastException ）
2. Java异常类的层次结构
所有异常都继承自 Throwable ，它有两个核心分支：
类名 特点 示例
Error 系统级错误，程序无法处理，如JVM崩溃、硬件故障 VirtualMachineError 、 ThreadDeath
Exception 程序级错误，可通过代码处理 分为RuntimeException和CheckedException
RuntimeException 运行时异常，编译器不强制处理，多为逻辑错误 NullPointerException 、 ArrayIndexOutOfBoundsException
CheckedException 编译时异常，编译器强制要求捕获或声明抛出 IOException 、 FileNotFoundException
三、Java的异常处理机制
Java提供了两种核心处理方式：捕获异常 和 声明抛出异常
1. 捕获异常： try-catch-finally
语法结构
try {
// 可能抛出异常的代码
} catch (异常类型1 e) {
// 处理异常类型1
} catch (异常类型2 e) {
// 处理异常类型2
} finally {
// 无论是否发生异常，都会执行的代码（如资源关闭）
}
关键要点
– try ：标记可能出错的代码块
– catch ：捕获并处理对应类型的异常，必须先捕获子类异常，再捕获父类异常（否则会出现 Unreachable catch block 错误）
– finally ：主要用于释放资源（如文件流、数据库连接），确保资源一定被回收
2. 声明抛出异常： throws
如果方法无法处理异常，可以在方法声明中用 throws 声明抛出异常，交给调用者处理。
public static void main(String[] args) throws IOException {
FileInputStream fis = new FileInputStream("test.txt");
// …
}
– 一个方法可以声明抛出多个异常，用逗号分隔
– main 方法声明的异常会直接交给JVM处理，程序会终止
3. 主动抛出异常： throw
程序中可以手动创建并抛出异常对象，用于处理自定义错误场景：
if (numBoxes < 0) {
throw new NegativeNumberException(); // 抛出自定义异常
}
四、自定义异常类
当Java内置的异常无法满足业务需求时，可以自定义异常类，步骤如下：
1. 继承 Exception （或其子类，如 RuntimeException ）
2. 编写构造方法（至少包含无参和带String参数的构造）
教材示例：自定义负数异常
class NegativeNumberException extends Exception {
public NegativeNumberException() {
super();
}
public NegativeNumberException(String message) {
super(message);
}
}
使用时通过 throw new NegativeNumberException() 抛出，再用 catch 捕获处理。
五、核心对比：传统错误处理 vs 异常处理
对比维度 传统编程技术 异常处理技术
代码结构 大量嵌套 if-else ，业务逻辑和错误处理混在一起 正常逻辑和错误处理分离，代码更清晰
维护性 错误处理代码分散，难以修改和扩展 集中处理异常，新增错误类型只需添加 catch 块
可读性 正常业务逻辑被错误判断打断，难以阅读 核心业务逻辑连贯，错误处理集中在 catch 块
六、关键工具：日志类 java.util.logging.Logger
Java自带的日志系统的核心用法：
1. 获取 Logger 实例： Logger logger = Logger.getLogger("包名.类名");
2. 配置日志处理器： FileHandler 将日志写入文件， SimpleFormatter 格式化日志
3. 记录不同级别的日志：
– logger.severe() ：严重错误
– logger.warning() ：警告信息
– logger.info() ：普通信息
4. 日志级别优先级： SEVERE > WARNING > INFO > CONFIG > FINE > FINER > FINEST ，设置级别后，高于等于该级别的日志才会输出
