Java拋異常總結

Java語言中異常是一個非常重要的概念，被廣泛應用於程序的開發中。當程序出現錯誤或者異常情況時，Java將會拋出相關的異常，開發者可根據異常類型進行事件處理。異常的運用是提升程序健壯性和可讀性的關鍵，本文從多個方面對Java拋異常進行總結。

一、Java異常的概念

Java中的異常是指在程序運行時出現的錯誤或者異常情況。當程序出現這些錯誤時，會拋出相關的異常，讓程序的開發者進行事件處理。異常可以分為兩類：Checked exception 和 Unchecked exception。

Checked exception是指在編譯時出現的異常情況，需要對這些異常進行捕獲和處理。這些異常通常是由外部因素引起，如文件操作異常、網路連接異常等。如果沒有捕獲這些異常，程序將無法編譯通過。

Unchecked exception是指在運行時出現的異常情況，這些異常通常是由程序本身的代碼錯誤引起的。對於這些異常，Java編譯器不會進行強制處理，程序也不需要捕獲這些異常。

二、Java異常的分類

在Java中，異常可以按照異常的類型進行分類。Java中提供了豐富的異常類，可以讓程序開發者根據實際需要進行選擇和使用。

1. ArithmeticException

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 0;
        System.out.println(a / b);
    }
}

上述代碼執行時會拋出java.lang.ArithmeticException異常，因為0不能作為除數，這種異常常出現於算術運算中。

2. NullPointerException

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String name = null;
        System.out.println(name.length());
    }
}

上述代碼執行時會拋出java.lang.NullPointerException異常，因為name沒有被實例化，調用length()方法將會拋出異常。

3. ArrayIndexOutOfBoundsException

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {1, 2, 3};
        System.out.println(array[5]);
    }
}

上述代碼執行時會拋出java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException異常，因為數組下標越界，Java將會拋出異常。

三、Java異常的處理

在Java中，異常的處理通常是使用try-catch語句進行。try-catch語句可以將需要處理的代碼放在try代碼塊中，當發生異常時，catch代碼塊將逐層匹配異常類型，直到匹配到對應的異常類型進行處理。

1. Try-catch語句

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int a = 10;
            int b = 0;
            System.out.println(a / b);
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("除數不能為0");
        }
    }
}

上述代碼在catch代碼塊中捕獲了ArithmeticException異常，並輸出異常信息「除數不能為0」，程序將不會拋出異常而繼續執行。

2. Try-catch-finally語句

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println("Try block");
            throw new Exception();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("Catch block");
        } finally {
            System.out.println("Finally block");
        }
    }
}

上述代碼在try代碼塊中拋出了一個異常，程序將會優先匹配異常處理代碼塊，然後執行finally代碼塊，輸出結果如下：

Try block
Catch block
Finally block

四、Java自定義異常

在Java中，可以通過繼承Exception類或RuntimeException類來創建自定義異常，以滿足應用程序的特定需求。

1. 自定義Checked exception

public class CustomException extends Exception {
    public CustomException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            throw new CustomException("Custom checked exception");
        } catch (CustomException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

上述代碼繼承了Exception類並重寫了父類的構造方法，創建了自定義的Checked Exception，程序在發生異常時輸出自定義的異常信息。

2. 自定義Unchecked exception

public class CustomRuntimeException extends RuntimeException {
    public CustomRuntimeException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        throw new CustomRuntimeException("Custom unchecked exception");
    }
}

上述代碼繼承了RuntimeException類並重寫了父類的構造方法，創建了自定義的Unchecked Exception，程序會在運行時拋出異常並輸出自定義的異常信息。

五、Java異常的日誌記錄

在應用程序開發中，異常的捕獲和處理是必須的，但是如何診斷異常造成的問題卻是另外一個問題。Java提供了日誌記錄的功能，可以幫助開發者更好的掌握應用程序的狀態和異常信息。

1. Log4j2

Log4j2是一個非常常用的日誌記錄框架，可以將日誌信息輸出到控制台、文件、資料庫等多種渠道，並支持多種日誌級別。引入Log4j2可以幫助開發者更好的診斷Java應用程序中的異常信息。

public class CustomException extends Exception {
    private static final Logger LOGGER = LogManager.getLogger(CustomException.class);

    public CustomException(String message) {
        super(message);
        LOGGER.error("CustomException: " + message);
    }
}

上述代碼在自定義的Checked Exception中引入了Log4j2框架，在異常捕獲的時候，將異常信息輸出到日誌文件中，方便開發者進行診斷和定位問題。

2. 通過StackTrace獲取異常信息

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            int a = 10;
            int b = 0;
            System.out.println(a / b);
        } catch (Exception e) {
            StringWriter sw = new StringWriter();
            PrintWriter pw = new PrintWriter(sw);
            e.printStackTrace(pw);
            System.out.println(sw.toString());
        }
    }
}

上述代碼在發生異常後，通過StackTrace獲取異常棧信息，並輸出到控制台中，方便開發者進行診斷和定位問題。

總結

異常處理是Java編程中不可或缺的一部分，本文從Java異常的概念、分類、處理、自定義異常和日誌記錄等多個方面對異常進行了總結。在異常的捕獲和處理過程中，開發者需要根據具體情況選擇合適的異常處理方式，並利用日誌記錄等方式對異常進行診斷。