Java异常处理与如何自定义异常#

在Java编程中，异常处理是一个核心组成部分，用于管理运行时错误，保证程序的健壁性与安全性。本篇博客将深入探讨Java中的异常处理机制，并指导如何自定义异常，以满足特定的业务需求。

Java异常的基本概念#

在Java中，异常（Exception）被用来表示程序运行过程中出现的非正常情况，比如用户输入错误、文件未找到、网络连接失败等。Java的异常处理机制基于三个关键词：try, catch, 和 finally。

• try块: 将可能抛出异常的代码包裹在try块中。
• catch块: 当try块中的代码抛出异常时，catch块会被执行，用来捕捉异常并进行相应处理。
• finally块: 无论是否捕获到异常，finally块中的代码总会被执行，常用于资源释放操作。

异常分类#

Java中的异常分为两大类：检查型异常（checked exceptions）和非检查型异常（unchecked exceptions）。

• 检查型异常: 在编译时必须处理的异常（例如 IOException, SQLException等）。
• 非检查型异常: 包括运行时异常（例如 NullPointerException, IndexOutOfBoundsException等）和错误（例如 OutOfMemoryError, StackOverflowError等）。

自定义异常#

在实际开发中，使用Java内置的异常类型可能无法完全满足需求。这时候，我们就需要定义自己的异常类。自定义异常可以提供更丰富的错误信息，并能更好地与业务逻辑结合。

步骤 1: 定义异常类#

自定义异常类通常是Exception或RuntimeException的子类。选择继承哪一个，取决于你想定义的是检查型异常还是非检查型异常。

// 检查型自定义异常
public class BusinessException extends Exception {
    public BusinessException(String message) {
        super(message);
    }
}

// 非检查型自定义异常
public class BusinessException extends RuntimeException {
    public BusinessException(String message) {
        super(message);
    }
}

步骤 2: 抛出异常#

在你的业务代码中，当某个条件不满足时，可以抛出上面定义的异常。

public void processOrder(Order order) throws BusinessException {
    if (order.getItems().size() == 0) {
        throw new BusinessException("订单不能为空");
    }
    // 其他逻辑处理
}

步骤 3: 捕获并处理异常#

在调用可能抛出自定义异常的方法时，使用try-catch结构来捕获并处理异常。

try {
    orderProcessor.processOrder(myOrder);
} catch (BusinessException e) {
    System.out.println("处理订单时发生错误：" + e.getMessage());
}

常见异常#

• RuntimeException
  • java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException 数组索引越界异常。当对数组的索引值为负数或大于等于数组大小时抛出。
  • java.lang.ArithmeticException 算术条件异常。譬如：整数除零等。
  • java.lang.NullPointerException 空指针异常。当应用试图在要求使用对象的地方使用了null时，抛出该异常。譬如：调用null对象的实例方法、访问null对象的属性、计算null对象的长度、使用throw语句抛出null等等。
  • java.lang.ClassNotFoundException 找不到类异常。当应用试图根据字符串形式的类名构造类，而在遍历CLASSPAH之后找不到对应名称的class文件时，抛出该异常。
  • java.lang.NegativeArraySizeException 数组长度为负异常
  • java.lang.ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
  • java.lang.SecurityException 安全性异常
  • java.lang.IllegalArgumentException 非法参数异常
• IOException
  • IOException：操作输入流和输出流时可能出现的异常。
  • EOFException 文件已结束异常
  • FileNotFoundException 文件未找到异常
• 其他
  • ClassCastException 类型转换异常类
  • ArrayStoreException 数组中包含不兼容的值抛出的异常
  • SQLException 操作数据库异常类
  • NoSuchFieldException 字段未找到异常
  • NoSuchMethodException 方法未找到抛出的异常
  • NumberFormatException 字符串转换为数字抛出的异常
  • StringIndexOutOfBoundsException 字符串索引超出范围抛出的异常
  • IllegalAccessException 不允许访问某类异常
  • InstantiationException 当应用程序试图使用Class类中的newInstance()方法创建一个类的实例，而指定的类对象无法被实例化时，抛出该异常

实践：自定义邮箱地址格式异常，检查邮箱地址是否合法#

为了创建用于检查电子邮件地址格式是否合法的自定义异常，我们可以继承Java的Exception类。下面是一个名为InvalidEmailException的自定义异常类的示例，这个异常类将用于在电子邮件格式不符合预期的情况下抛出异常。

自定义异常类：InvalidEmailException#

public class InvalidEmailException extends Exception {
    // 构造函数，允许传入错误信息
    public InvalidEmailException(String message) {
        super(message);
    }
}

接下来，我们创建一个工具方法validateEmail来检查电子邮件地址是否合法。我将使用一个简单的正则表达式来验证电子邮件的格式，如果电子邮件不符合格式，则抛出我们自定义的InvalidEmailException。

import java.util.regex.Pattern;

public class EmailValidator {

    // 正则表达式来检验邮箱格式
    private static final String EMAIL_REGEX = "^[a-zA-Z0-9_+&*-]+(?:\\.[a-zA-Z0-9_+&*-]+)*@(?:[a-zA-Z0-9-]+\\.)+[a-zA-Z]{2,7}$";

    public static void validateEmail(String email) throws InvalidEmailException {
        // 使用 Pattern 和 Matcher 类来检查邮箱格式
        if (email == null || !Pattern.matches(EMAIL_REGEX, email)) {
            throw new InvalidEmailException("Email address is invalid: " + email);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            EmailValidator.validateEmail("w2084151024@gmail.com");
            System.out.println("电子邮箱地址合法");
        } catch (InvalidEmailException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }

        try {
            EmailValidator.validateEmail("abcabcabc");
            System.out.println("电子邮箱地址不合法");
        } catch (InvalidEmailException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

在这个示例中，EmailValidator类包含了一个validateEmail方法，它使用正则表达式来检查输入的电子邮件是否符合标准格式。如果不符合，方法会抛出InvalidEmailException。在main方法中，我们针对有效和无效的电子邮件地址分别测试了这个方法。