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异常是指程序在运行时出现的错误或意外情况。Java 提供了异常处理机制来捕获和处理这些异常，以确保程序在遇到问题时能够有适当的响应而不崩溃。

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1. 异常的基本概念与处理方法

定义

异常是 Java 中的对象，表示程序执行过程中发生的异常情况。所有异常类都是从 java.lang.Throwable 类派生的。异常处理是指通过 try-catch-finally 块或 throws 关键字来捕获和处理异常。

常见异常类

父类	异常类	描述
Throwable		所有错误和异常的父类。
	Error	一般表示系统级错误，通常程序无法处理。
		OutOfMemoryError
		StackOverflowError
		NoClassDefFoundError
	Exception	所有可捕获异常的父类。
		非运行时异常（编译时异常）
		ClassNotFoundException
		IOException
		FileNotFoundException
		SQLException
		运行时异常
		RuntimeException
		ArithmeticException
		IllegalArgumentException
		NullPointerException
		IndexOutOfBoundsException

补充说明：

• Error：系统级错误，程序通常无法处理。
• Exception：可捕获和处理的异常，分为运行时异常和编译时异常。
  • 非运行时异常：需要显式处理的异常，如 IOException、SQLException 等。
  • 运行时异常：程序运行时可能发生，但不需要显式捕获和处理的异常，如 NullPointerException、ArithmeticException 等。

异常处理方法

• try-catch 块：用于捕获和处理异常。
• finally 块：无论是否抛出异常，finally 块中的代码都会执行。
• throws 关键字：用于方法声明，表示该方法可能抛出某些异常。
• throw 关键字：用于显式抛出异常。

示例

public void divide(int a, int b) {try {int result = a / b;  // 可能抛出ArithmeticException} catch (ArithmeticException e) {System.out.println("除数不能为0");} finally {System.out.println("运算完成");}
}

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2.如何自定义异常类

自定义异常类用于处理程序中特定的异常情况。自定义异常通常继承自 Exception 或 RuntimeException，并提供有意义的异常信息。

步骤

1. 创建一个类继承 Exception 或 RuntimeException。
2. 提供一个构造方法来传递错误消息或其他相关信息。
3. 在需要的地方通过 throw 抛出该自定义异常。

示例

class InvalidAgeException extends Exception {public InvalidAgeException(String message) {super(message);}
}public class Person {public void setAge(int age) throws InvalidAgeException {if (age < 0) {throw new InvalidAgeException("年龄不能为负数");}}
}

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3. Java 中的 Checked 和 Unchecked 异常的区别

Checked 异常

• 定义：Checked 异常是编译时异常，必须通过 try-catch 块处理或使用 throws 关键字声明。
• 特点：
  • 需要程序员显式处理。
  • 继承自 Exception 类，但不包括 RuntimeException。
  • 常见的 Checked 异常：IOException、SQLException 等。

Unchecked 异常

• 定义：Unchecked 异常是运行时异常，程序员可以选择处理，但不强制要求处理。
• 特点：
  • 继承自 RuntimeException。
  • 如果不处理，程序在运行时可能会中断，但编译不会报错。
  • 常见的 Unchecked 异常：NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException 等。

示例

// Checked 异常
public void readFile(String fileName) throws IOException {FileReader file = new FileReader(fileName);  // 编译时异常，必须处理
}// Unchecked 异常
public void divide(int a, int b) {int result = a / b;  // 运行时异常，程序员可以选择处理或不处理
}

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4. 如何处理数据库事务中的异常

在处理数据库事务时，异常的管理非常关键。为了保证数据的完整性和一致性，当事务处理出现异常时，通常需要进行回滚操作。

常见场景

• 提交事务：在操作完成后，提交数据库事务。
• 回滚事务：在发生异常时，撤销事务操作。

处理方式

1. 开启事务：在执行数据库操作前，开启事务。
2. 捕获异常：使用 try-catch 捕获数据库操作中的异常。
3. 回滚事务：在异常块中进行回滚操作。
4. 提交事务：在所有操作成功时提交事务。
5. 释放资源：在 finally 块中释放数据库连接等资源。

示例

Connection conn = null;
try {conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/db", "user", "password");conn.setAutoCommit(false);  // 开启事务// 执行数据库操作// ...conn.commit();  // 提交事务
} catch (SQLException e) {if (conn != null) {try {conn.rollback();  // 回滚事务} catch (SQLException ex) {ex.printStackTrace();}}e.printStackTrace();
} finally {if (conn != null) {try {conn.close();  // 释放连接} catch (SQLException e) {e.printStackTrace();}}
}

讨论

• 事务回滚：确保在发生异常时能够撤销对数据库的操作，保证数据的完整性和一致性。
• 异常日志记录：记录异常信息以便后续调试和错误分析。
• 重试机制：在某些情况下，数据库操作失败后，可以引入重试机制，以应对短暂的网络问题或数据库锁等情况。

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总结

• 异常处理是 Java 程序设计的重要组成部分，通过 try-catch-finally 和自定义异常类，可以有效地捕获并处理运行时异常。
• Checked 和 Unchecked 异常在 Java 中有着明确的区分，前者需要显式处理，后者可选择处理。
• 数据库事务中的异常处理不仅要捕获和回滚异常，还需要确保事务的一致性和完整性。