Java 异常

介绍一下Java 的异常体系？

Java 的异常体系结构呈现出清晰的继承关系，顶层是 Throwable，其下分为 Error 和 Exception。
Error 类代表 JVM 层面的严重错误，如内存溢出（OutOfMemoryError）、栈溢出（StackOverflowError）等，这类异常通常不可恢复，应用程序无需捕获处理。
Exception 表示程序运行中可以预料并处理的问题。又分为两类：

• 编译时异常（Checked Exception）：如 IOException、SQLException，强制要求在代码中使用 try-catch 或通过 throws 显式声明，否则编译报错。这类异常强调显式处理，增强程序的健壮性。
• 运行时异常（Unchecked Exception）：如 NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException，是 RuntimeException 及其子类，编译器不会强制处理。它们通常由程序逻辑错误导致，应该通过优化代码逻辑避免。

良好的异常处理机制有助于提升系统稳定性、容错能力与调试效率。掌握异常分类对设计可靠 API 接口及调试生产问题至关重要。

常见的 Exception 有哪些？

在 Java 中，Exception 是程序可处理的异常类型，可进一步分为两类：

1. 运行时异常（RuntimeException 及其子类）：
这类异常在编译时不会被强制检查，程序可以选择处理或不处理。常见的有：

• NullPointerException：访问 null 引用
• IndexOutOfBoundsException：数组或集合越界
• ClassCastException：类型强制转换失败
• ArithmeticException：算术运算错误，如除以零
  这些异常往往源自程序员的疏忽，应通过单元测试、代码审查和静态检查工具尽量避免。

2. 编译时异常（Checked Exception）：
这类异常必须在代码中显式处理，否则编译器报错。典型代表包括：

• IOException：文件读写异常
• SQLException：数据库操作异常
• ClassNotFoundException：类加载失败
  这些异常反映了外部环境的不确定性，必须用健壮的捕获机制包裹，确保程序稳定运行。

了解常见异常类型有助于快速定位错误根因，也利于合理设计 API 抛出策略。

throw 和 throws 的区别？

Java 中的异常处理语法中，throw 和 throws 虽仅差一个字母，但语义完全不同：

• throw 是一个操作符，用于在方法体内部抛出一个具体异常对象。使用方式是：

throw new IllegalArgumentException("参数错误");

此时程序将立即终止当前位置执行，并跳转到调用栈上的异常处理逻辑。抛出的异常对象必须是 Throwable 的子类。

• throws 是用在方法签名上的关键字，用于声明该方法可能会抛出哪些受检异常。调用方在使用该方法时，必须处理或继续抛出这些异常。例如：

public void readFile() throws IOException { ... }

throws 声明多个异常时以逗号分隔，若子类重写父类方法，所声明异常范围不能比父类更宽泛。

总结：

• throw：抛出一个异常对象，位置在方法内部
• throws：声明可能抛出哪些异常，位置在方法签名

理解两者关系，是深入掌握异常机制和构建可靠方法契约的关键。

Error 和 Exception 的区别？

Java 异常体系中，Throwable 是所有错误与异常的根类，分为 Error 和 Exception 两大类。

Error：
表示系统级错误，通常是 JVM 层面的内部故障，程序无法也不应尝试处理。例如：

• OutOfMemoryError：内存耗尽
• StackOverflowError：递归调用过深导致栈空间溢出
• VirtualMachineError：虚拟机内部崩溃

这些错误通常表示系统处于不可恢复状态，适合直接终止程序或等待 JVM 自动处理。

Exception：
表示程序在运行过程中遇到的可预期问题，是代码级逻辑错误或外部输入异常引起的，开发者应通过捕获、重试或兜底处理机制予以解决。典型如：

• NullPointerException：空引用访问
• IOException：文件读写失败
• SQLException：数据库连接异常

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try-catch-finally 中，如果 catch 中 return 了，finally 还会执行吗？

Java 的异常处理机制规定：finally 块无论是否发生异常、是否有 return、是否抛出异常，只要执行到了 try-catch 结构，就一定会在最后执行 finally 中的代码。
即使 try 或 catch 中包含 return 语句，JVM 会在真正返回前先执行 finally 中的代码。

例如：

public int test() {
    try {
        return 1;
    } catch (Exception e) {
        return 2;
    } finally {
        System.out.println("finally 执行");
    }
}

执行结果中一定包含 "finally 执行"。
但如果 finally 中也包含 return，它会覆盖 try 或 catch 中原本的返回值，造成意外的结果。

因此，建议不要在 finally 中写 return 语句，避免程序逻辑混乱与可维护性下降。

finally 一定会被执行吗？

Java 中 finally 块的设计初衷是无论是否发生异常，都能执行清理资源、关闭连接等收尾逻辑。但以下几种特殊情况会导致它无法执行：

1. 程序未进入 try 块：例如在进入之前已 return，那么 finally 块不会被触发。
2. JVM 终止线程：如使用 System.exit(0)，线程被强制中止，finally 不会执行。
3. 异常未被捕获，JVM 崩溃：如连续抛出未捕获的严重错误导致线程死亡，可能来不及进入 finally。
4. 物理中断：极端情况如断电、操作系统崩溃、kill -9 等，会中断所有执行。

因此虽然 finally 块"尽可能"会被执行，但不能视为绝对保障，关键清理逻辑（如数据库关闭）应搭配 try-with-resources 或资源守卫机制实现更安全的保障。

总结：99% 情况下 finally 会执行，但并非绝对。