在 Java 编程中，异常处理是每个开发者必须掌握的基本技能。程序中往往存在各种潜在的错误，如空指针异常（NullPointerException）、数组越界异常（ArrayIndexOutOfBoundsException）、SQL 异常等，这些错误可能导致程序崩溃、数据损坏或者用户体验不佳。如何合理地捕捉和处理这些异常，避免程序崩溃，提升系统的稳定性和容错能力，是开发者在实际开发中必须面对的挑战。
本文将通过分析常见的异常类型，结合 try-catch-finally 语句的使用规范，介绍 自定义异常类的设计，以及如何在 Web 服务 和 命令行工具 中实现高效的异常处理体系，展示如何记录异常信息并提供友好的用户提示，从而防止程序崩溃并帮助开发者打造更为稳健的应用程序。
在 Java 中，异常主要分为 检查型异常（Checked Exception） 和 运行时异常（Runtime Exception）：
- 检查型异常（Checked Exception）：指的是程序必须显式捕获的异常，如 、 等。编译器要求开发者必须处理这些异常，否则编译无法通过。
- 运行时异常（Runtime Exception）：指的是程序在运行过程中可能发生的异常，如 、 等。运行时异常通常是由于程序中的错误引起的，通常不需要强制捕获。
1.1 异常处理的最佳实践
异常处理的目标是保证程序在出现错误时仍然能够尽可能地恢复正常，并提供有用的错误信息供开发者排查。良好的异常处理包括以下几个方面：
- 捕获并处理可预见的异常：如 、 等，这些异常通常是外部环境引发的，程序应该能够优雅地处理。
- 尽量避免捕获 类型的异常：这类异常通常是程序中的逻辑错误，应通过代码优化和验证避免发生。
- 异常链（Exception Chain）：通过封装底层异常为业务异常，使得异常信息传递更加清晰，有助于排查问题。
- 日志记录与反馈：对于发生的异常，特别是运行时异常，应记录日志，便于开发人员进行后续排查，同时应避免将异常信息暴露给用户。
在 Java 中，异常通常通过 语句块进行捕获和处理。我们可以通过这种方式实现对不同异常的灵活处理，并确保必要的资源能在异常发生后被正确释放。
2.1 基本使用
基本结构
- 块：用于包含可能抛出异常的代码。
- 块：用于捕获并处理异常。可以捕获多种不同类型的异常，每个 块针对不同类型的异常进行处理。
- 块：无论是否发生异常，都会执行的代码。常用于释放资源，如关闭文件、数据库连接等。
示例：捕获和处理
2.2 使用规范
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尽量精确捕获异常：捕获特定类型的异常，而不是使用 来捕获所有异常，这样可以更好地定位问题并进行针对性的处理。
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异常链：在处理异常时，可以将底层的异常封装成自定义的业务异常，通过构造函数传递原始异常，这样可以保留异常的栈信息，有助于调试。
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块的作用： 块用于执行资源释放的操作，确保即使发生异常，资源也能被正确关闭。尽量避免在 块中抛出新的异常，这可能会掩盖原始异常。
在复杂的业务场景中，标准的 Java 异常往往不能满足需求，尤其是在分层架构或微服务架构中，开发者需要根据具体的业务需求设计自定义异常。
3.1 设计自定义异常类
自定义异常类应继承自 （对于检查型异常）或 （对于运行时异常）。通常自定义异常类需要包含错误码、错误消息等字段，方便定位和处理。
3.2 异常处理与业务逻辑分离
为了使异常处理更加清晰，可以在业务逻辑层抛出自定义异常，然后在控制层或服务层统一捕获并处理。这样可以将业务逻辑与异常处理解耦，提高代码的可维护性。
4.1 异常日志记录
良好的异常日志记录对于后期的故障排查至关重要。我们可以使用常见的日志框架，如 SLF4J 和 Logback，来记录异常信息。尤其是在生产环境中，我们应该详细记录异常信息，包括异常的堆栈跟踪、用户操作、请求参数等。
4.2 友好的用户提示
在处理用户输入或请求时，我们应该避免将技术性错误信息（如堆栈跟踪）直接暴露给用户。应根据不同的异常类型给出友好的提示信息，例如：
在开发 Web 服务时，异常处理尤为重要，因为用户的请求可能会导致各种异常。我们可以结合 Spring Boot 进行异常处理设计，确保服务能够优雅地
处理各种错误，并向用户返回友好的提示信息。
5.1 Spring Boot 中的全局异常处理
Spring Boot 提供了 和 注解来进行全局异常处理：
通过这种方式，我们能够统一处理 Web 服务中的异常，提高系统的健壮性和容错能力。