java中的异常包含哪些？

在 Java 中，异常（Exception）是程序运行时出现的非预期情况，会中断正常执行流程。Java 异常体系以 Throwable 为根类，分为 Error（错误） 和 Exception（异常） 两大分支，各自包含不同类型的异常情况。以下是详细讲解：

一、异常体系结构



Throwable（所有异常/错误的根类）
├─ Error（错误）：JVM 无法处理的严重问题，程序通常无法恢复
│  ├─ VirtualMachineError（虚拟机错误）
│  │  ├─ OutOfMemoryError（OOM，内存溢出）
│  │  └─ StackOverflowError（栈溢出）
│  ├─ NoClassDefFoundError（类定义未找到，运行时类缺失）
│  └─ AWTError（GUI 组件错误，如图形环境异常）
│
└─ Exception（异常）：程序可处理的问题，分两类
   ├─ 受检异常（Checked Exception）：编译期必须处理（捕获或声明抛出）
   │  ├─ IOException（I/O 操作异常）
   │  │  ├─ FileNotFoundException（文件未找到）
   │  │  └─ EOFException（文件读取到末尾）
   │  ├─ SQLException（数据库操作异常）
   │  ├─ ClassNotFoundException（反射时类未找到）
   │  └─ InterruptedException（线程被中断异常）
   │
   └─ 非受检异常（Unchecked Exception）：编译期无需处理，运行时可能出现
      ├─ RuntimeException（运行时异常，非受检异常的核心）
      │  ├─ NullPointerException（空指针异常，调用 null 对象的方法/属性）
      │  ├─ IndexOutOfBoundsException（索引越界，如数组/集合下标超范围）
      │  │  ├─ ArrayIndexOutOfBoundsException（数组索引越界）
      │  │  └─ StringIndexOutOfBoundsException（字符串索引越界）
      │  ├─ ClassCastException（类型转换异常，如将 String 强转为 Integer）
      │  ├─ ArithmeticException（算术异常，如除以 0）
      │  ├─ IllegalArgumentException（参数非法，如传递不符合要求的参数）
      │  └─ NumberFormatException（数字格式异常，如 "abc" 转 int）
      │
      └─ 其他非 RuntimeException 的非受检异常（极少，如 ThreadDeath）

二、核心分类详解

1. Error（错误）

本质：由 JVM 生成，代表系统级的严重错误，超出程序本身的处理能力，通常是不可恢复的。

特点：程序无需捕获或处理（也无法有效处理），需通过修改代码或调整环境解决。

常见类型：

StackOverflowError：栈内存溢出，通常因递归调用无终止条件（每次递归都会占用栈空间）。



public void recursive() {
    recursive(); // 无限递归，最终抛出 StackOverflowError
}

OutOfMemoryError（OOM）：堆内存溢出，如创建大量对象且未被垃圾回收（如循环创建对象存入集合）。

NoClassDefFoundError：编译时存在的类，运行时因类路径错误或类被删除而无法找到。

2. Exception（异常

程序可通过代码处理的异常，分为 受检异常 和 非受检异常，核心区别在于编译期是否强制检查。

（1）受检异常（Checked Exception）

定义：所有非 RuntimeException 及其子类的异常，编译期必须显式处理（捕获或声明抛出），否则编译报错。

设计目的：提醒开发者处理可预见的外部依赖风险（如文件操作、网络请求可能失败）。

常见类型及场景:

IOException：I/O 操作相关异常，如文件读写、网络传输失败。

子类 FileNotFoundException：试图读取不存在的文件时抛出。
SQLException：数据库操作异常，如连接失败、SQL 语法错误、表不存在等。ClassNotFoundException：通过反射（如 Class.forName("com.example.User")）加载类时，类未找到。InterruptedException：线程在休眠（sleep）或等待（wait）时被其他线程中断。

处理示例：

必须通过 try-catch 捕获或 throws 声明，否则编译不通过：



// 编译报错：未处理 IOException
public void readFile() {
    FileReader fr = new FileReader("test.txt"); // FileReader 构造方法声明抛出 IOException
}
 
// 正确处理方式 1：声明抛出
public void readFile() throws IOException {
    FileReader fr = new FileReader("test.txt");
}
 
// 正确处理方式 2：捕获并处理
public void readFile() {
    try {
        FileReader fr = new FileReader("test.txt");
    } catch (IOException e) {
        System.out.println("文件读取失败：" + e.getMessage());
    }
}

（2）非受检异常（Unchecked Exception）

定义：RuntimeException 及其子类（或特殊的非 Exception 类型，如 ThreadDeath），编译期不强制处理，运行时才可能抛出。

设计目的：通常由程序逻辑错误导致，应通过代码优化避免（而非依赖 try-catch）。

常见类型及场景：

NullPointerException（NPE）：最常见异常，当调用 null 对象的方法或属性时抛出。



String s = null;
s.length(); // 抛出 NPE，因 s 为 null

IndexOutOfBoundsException：索引超出容器范围（如数组、ArrayList、String）。



int[] arr = new int[3];
arr[5] = 10; // 数组索引越界（ArrayIndexOutOfBoundsException）

ClassCastException：类型强制转换失败，如将父类对象转为不兼容的子类。



Object obj = "hello";
Integer num = (Integer) obj; // 抛出 ClassCastException（String 不能转 Integer）

ArithmeticException：算术运算错误，典型场景是除以 0。


int result = 10 / 0; // 抛出 ArithmeticException

IllegalArgumentException：方法接收非法参数，如传递负数给要求正数的方法。



public void setAge(int age) {
    if (age < 0) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄不能为负数");
    }
}

NumberFormatException：字符串转数字失败（如非数字字符串转 int）。


Integer.parseInt("abc"); // 抛出 NumberFormatException

三、异常处理机制

Java 通过 try-catch-finally、throws、throw 关键字实现异常处理：

try：包裹可能抛出异常的代码块。catch：捕获并处理指定类型的异常（可多个 catch 块，按 “子类在前、父类在后” 顺序排列）。finally：无论是否发生异常，都会执行（常用于释放资源，如关闭文件流、数据库连接）。throws：在方法声明处标注可能抛出的异常，由调用者处理。throw：主动抛出异常对象（如检测到非法参数时）。

示例：



public int divide(int a, int b) {
    if (b == 0) {
        throw new ArithmeticException("除数不能为 0"); // 主动抛出异常
    }
    return a / b;
}
 
public static void main(String[] args) {
    try {
        int result = new Demo().divide(10, 0);
        System.out.println("结果：" + result);
    } catch (ArithmeticException e) {
        System.out.println("捕获异常：" + e.getMessage()); // 处理异常
    } finally {
        System.out.println("无论是否异常，都会执行"); // 释放资源等操作
    }
}
// 输出：
// 捕获异常：除数不能为 0
// 无论是否异常，都会执行