异常体系（Throwable、Error、Exception）

概述

Java 用异常（Exception）机制表示程序运行时的异常情况。所有异常类型的根类是 Throwable，其下分为 Error 和 Exception：Error 表示 JVM 或系统级严重错误，通常不应被捕获；Exception 表示可被程序处理的异常，又分为受检异常和非受检异常。理解这套体系有助于在编码时正确选择「捕获」「声明抛出」或「不处理」。

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继承关系

Throwable
├── Error                    （严重错误，一般不捕获）
│   ├── OutOfMemoryError
│   ├── StackOverflowError
│   └── ...
└── Exception                （可处理的异常）
    ├── RuntimeException     （非受检异常）
    │   ├── NullPointerException
    │   ├── IllegalArgumentException
    │   ├── IndexOutOfBoundsException
    │   └── ...
    └── 其他 Exception 子类   （受检异常，如 IOException、SQLException）

类型	说明	是否必须处理
Error	JVM 或系统级错误，程序通常无法恢复	一般不捕获
受检异常	除 RuntimeException 及其子类外的 Exception	必须 try-catch 或 throws
非受检异常	RuntimeException 及其子类	不强制，可按需捕获

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Throwable：异常与错误的根类

Throwable 是所有可被「抛出」的类型的父类。只有 Throwable 及其子类的实例才能作为 throw 的对象，并出现在 catch 子句中。

常用方法：

• getMessage()：获取异常信息字符串
• printStackTrace()：将堆栈跟踪打印到标准错误流
• getCause()：获取导致当前异常的 cause（若存在）

try {
    throw new RuntimeException("出错了");
} catch (Throwable t) {
    System.out.println(t.getMessage());  // 出错了
    t.printStackTrace();                  // 打印堆栈
}

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Error：不应捕获的严重错误

Error 及其子类表示 JVM 或底层资源出现的严重问题，例如内存耗尽、栈溢出、类加载失败等。这类错误通常不应在业务代码里用 try-catch 捕获，因为程序往往无法从中恢复，捕获后也难以做有意义的处理。

常见子类：

类型	典型场景
OutOfMemoryError	堆内存不足
StackOverflowError	递归过深导致栈溢出
NoClassDefFoundError	类在编译时存在、运行时找不到

// 仅作演示：递归导致栈溢出，抛出 StackOverflowError（Error 子类）
public static void overflow() {
    overflow();
}
// 业务代码中不要试图 catch Error，应排查并修复根本原因

注意

不要用 catch (Error e) 来「吞掉」严重错误。若在特殊场景（如插件容器）必须捕获 Error，应在捕获后记录并考虑重新抛出或终止进程。

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Exception：可被程序处理的异常

Exception 及其子类表示程序可以且应该处理的异常，例如文件不存在、网络中断、参数不合法等。Exception 又分为两类：

受检异常（Checked Exception）

除 RuntimeException 及其子类以外的 Exception 子类都是受检异常。编译器会强制要求：要么用 try-catch 捕获，要么在方法签名上用 throws 声明抛出，否则无法通过编译。

常见受检异常：

类型	典型场景
IOException	文件读写、流操作失败
SQLException	数据库访问异常
ClassNotFoundException	找不到指定类（如 Class.forName）
InterruptedException	线程在等待/睡眠时被中断

// 受检异常必须处理：try-catch 或 throws
public void readFile(String path) throws IOException {
    Files.readAllLines(Path.of(path));  // 可能抛出 IOException
}

// 或在此处捕获
public void readFileSafe(String path) {
    try {
        Files.readAllLines(Path.of(path));
    } catch (IOException e) {
        System.err.println("读取失败: " + e.getMessage());
    }
}

非受检异常（Unchecked Exception）

RuntimeException 及其子类称为非受检异常。编译器不强制在方法上声明或捕获，是否捕获由开发者根据业务决定。常见如空指针、下标越界、非法参数等，多与编程错误或无效状态有关。

常见非受检异常：

类型	典型场景
NullPointerException	对 null 调用方法或访问字段
IllegalArgumentException	参数不合法
IndexOutOfBoundsException	数组/列表下标越界
NumberFormatException	字符串转数字格式错误
IllegalStateException	对象状态不符合操作前提

// 非受检异常不强制声明或捕获
public int parseAge(String s) {
    return Integer.parseInt(s);  // 若 s 格式错误，抛出 NumberFormatException
}

// 可按需在调用方捕获
public void useAge(String s) {
    try {
        int age = parseAge(s);
        System.out.println("年龄: " + age);
    } catch (NumberFormatException e) {
        System.err.println("无效年龄: " + s);
    }
}

提示

受检异常强调「调用方必须意识到并处理这种错误」；非受检异常多表示编程错误或不可恢复状态，可由上层统一处理（如全局异常处理器）。

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如何区分：何时用受检异常、何时用非受检异常

• 受检异常：可预期、可恢复或调用方必须知晓的异常（如 IO、网络、数据库）。通过强制声明或捕获，保证调用方不会忽略。
• 非受检异常：多为前置条件不满足、参数错误、空指针等，与「正确使用 API」相关。不强制处理，避免在每一层都写 throws 或 try-catch。

自定义异常时，若希望调用方必须处理，可继承 Exception（受检）；若表示编程错误或不可恢复状态，可继承 RuntimeException（非受检）。详见 自定义异常。

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常见误区与注意事项

不要笼统捕获 Throwable 或 Exception

在业务代码中避免 catch (Exception e) 或 catch (Throwable t) 后仅打印日志而不做任何处理，否则会吞掉本应暴露的问题。应按异常类型分别处理，或只捕获你真正能处理的类型。

受检异常不能「消失」

受检异常必须要么在方法内 try-catch，要么在方法签名上 throws，不能既不捕获也不声明。

• 打印堆栈：调试时可用 printStackTrace()，生产环境更推荐用日志框架记录完整堆栈，而不是直接打印到控制台。
• 异常链：在包装异常时，应使用带 cause 的构造方法（如 new RuntimeException("操作失败", e)），便于排查根因。

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相关链接

• 异常处理（try-catch-finally、throws、try-with-resources）
• 自定义异常
• 异常处理最佳实践
• Oracle Java 教程 - 异常