Java 异常处理

异常捕获（try–catch–finally）

  • 语法结构：

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    try {
        // 可能抛出异常的代码
    } catch (IOException e) {
        // 针对特定异常的处理
    } catch (Exception e) {
        // 通用异常处理（放在最后）
    } finally {
        // 无论是否发生异常都会执行的代码块（如资源释放）
    }

  • 要点

    • 最多只有一个 finally，可以没有；

    • catch 顺序从最具体到最宽泛；

    • Java 7+ 支持多异常捕获：

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      catch (IOException | SQLException ex) {
          // 统一处理
      }

异常抛出（throw 与 throws）

  • throws 声明：在方法签名中标明可能向上抛出的受检异常，调用者必须处理或继续声明。

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    public void readFile(String path) throws IOException {
        // 读文件逻辑
    }

  • throw 抛出：在方法体内主动抛出一个异常对象。

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    if (input == null) {
        throw new IllegalArgumentException("输入不能为空");
    }

自定义异常

  • 继承：通常继承自 Exception 或 RuntimeException。

    • 受检异常（继承 Exception）：调用者强制捕获或声明；
    • 运行时异常（继承 RuntimeException）：可选捕获。

  • 示例：

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    // 受检异常
    public class MyCheckedException extends Exception {
        public MyCheckedException(String msg) { super(msg); }
    }
    // 运行时异常
    public class MyRuntimeException extends RuntimeException {
        public MyRuntimeException(String msg) { super(msg); }
    }

空指针异常（NullPointerException）

  • 触发场景：对 null 进行方法调用、字段访问或数组操作。

  • 常见避免方式：

    • 显式检查：if (obj == null) { … }；
    • 使用 Objects.requireNonNull(obj, "msg")；
    • Java 8+ 用 Optional<T> 包装可能为空的引用。

使用断言（assert）

  • 作用：在开发/测试阶段检查假设，生产环境默认关闭。

  • 语法：

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    assert condition;
    assert condition : "失败信息";

  • 启用方式：在运行时添加 -ea 或 -enableassertions 参数。

  • 注意：不要在关键业务逻辑或副作用代码中依赖断言。

日志框架对比与使用

JDK Logging (java.util.logging)

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import java.util.logging.*;

Logger logger = Logger.getLogger("MyLogger");
logger.setLevel(Level.INFO);
logger.info("信息日志");
logger.log(Level.WARNING, "警告日志", exception);
  • 优点：无需额外依赖，简单易用。
  • 缺点：配置繁琐，性能与功能不及第三方框架。

Commons Logging (org.apache.commons.logging)

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import org.apache.commons.logging.*;

Log log = LogFactory.getLog(MyClass.class);
log.debug("调试信息");
log.error("错误信息", e);
  • 定位：门面层，自动发现底层实现（Log4j、JDK Logging 等）。
  • 缺点：运行期查找成本较高，调试复杂。

Log4j 1.x / 2.x (org.apache.log4j / org.apache.logging.log4j)

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// Log4j 2.x 示例
import org.apache.logging.log4j.*;

private static final Logger logger = LogManager.getLogger(MyClass.class);
logger.info("启动应用");
logger.error("异常发生", e);
  • 优点：功能丰富（异步、分级、过滤）、性能优秀。
  • 缺点：配置文件多样（XML、YAML、JSON），需要额外依赖。

SLF4J + Logback

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import org.slf4j.*;

private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyClass.class);
logger.info("处理完成");
logger.debug("变量 x={}", x);

  • SLF4J：只提供统一的 API，实际运行时绑定到具体实现。

  • Logback：由 Log4j 作者开发，默认与 SLF4J 搭配，性能优异、配置简单。

  • 优势：

    • 占用内存少，启动快；
    • 支持参数化日志，避免无谓的字符串拼接开销；
    • 丰富的 Appender 与过滤控制。

日志框架选型

框架 优点 适用场景
JDK Logging 无额外依赖，轻量 小型应用、原型开发
Commons Logging 框架无侵入，统一门面 需要兼容多种底层日志库
Log4j 2 功能丰富，异步高性能 企业级项目，高并发场景
SLF4J + Logback 参数化，高性能，配置简洁 大多数新项目的首选方案