一句话总结

Error 和 Exception 都是 Throwable 的子类，但它们代表了两种完全不同性质的问题：

• Error (错误)：指程序无法处理的严重问题，通常是 JVM 层面的问题，比如系统崩溃、虚拟机错误、内存溢出等，这类问题一旦发生，JVM 一般会选择终止线程。我们通常不、也不应该尝试去捕获和处理 Error。
• Exception (异常)：指程序可以处理的异常情况，是程序在运行时发生的事件，它会中断正常的指令流，文件找不到、网络连接中断、试图除以零等，这类问题是可以被捕获并处理的，我们应该编写代码来预见和处理这些异常。

类继承体系图

理解它们在 Java 类库中的位置是关键。

java.lang.Object
       |
       +-- java.lang.Throwable
             |
             +-- java.lang.Error  (错误)
             |      |
             |      +-- VirtualMachineError ( OutOfMemoryError)
             |      +-- ThreadDeath
             |      +-- ... (其他JVM错误)
             |
             +-- java.lang.Exception (异常)
                   |
                   +-- RuntimeException (运行时异常 / 非受检异常)
                   |      |
                   |      +-- NullPointerException
                   |      +-- IllegalArgumentException
                   |      +-- IndexOutOfBoundsException
                   |      +-- ... (其他编程错误或逻辑漏洞导致的异常)
                   |
                   +-- IOException and its subclasses (受检异常)
                   |      |
                   |      +-- FileNotFoundException
                   |      +-- EOFException
                   |      +-- ... (通常由I/O操作失败引起的异常)

Error (错误) 详细说明

Error 表示仅靠程序本身无法恢复的严重问题，它描述的是合理的应用程序不应该试图捕获的严重问题。

主要特点：

1. 严重性：通常是灾难性的，如 JVM 耗尽了所有可用内存（OutOfMemoryError），或者发生了内部错误（VirtualMachineError）。
2. 可恢复性：几乎无法恢复，即使捕获了，程序也无法继续正常运行。
3. 处理方式：不应该被捕获。Error 发生，最佳策略是让程序终止，并记录错误日志，然后由系统管理员或开发者来修复根本原因（比如增加内存、修复 JVM Bug 等）。
4. 来源：主要来自 JVM 运行时环境。

常见的 Error 示例：

• OutOfMemoryError: 当 JVM 没有足够内存来为新对象分配空间，并且垃圾回收器也无法释放更多内存时抛出。

  // 示例代码会抛出 OutOfMemoryError
  public class OOMErrorDemo {
      public static void main(String[] args) {
          List<byte[]> list = new ArrayList<>();
          try {
              while (true) {
                  // 不断分配大块内存，最终会耗尽 JVM 堆内存
                  list.add(new byte[10 * 1024 * 1024]); // 10MB
              }
          } catch (OutOfMemoryError e) {
              // 捕获了，但程序状态已经不可用，通常无法继续
              System.err.println("Caught OutOfMemoryError, but program is likely in an unstable state.");
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

• StackOverflowError: 当应用程序递归调用过深，超出了 JVM 栈的深度限制时抛出。

  
  （图片来源网络，侵删）

  // 示例代码会抛出 StackOverflowError
  public class StackOverflowErrorDemo {
      public static void recursiveCall() {
          recursiveCall(); // 无限递归
      }
      public static void main(String[] args) {
          try {
              recursiveCall();
          } catch (StackOverflowError e) {
              System.err.println("Caught StackOverflowError.");
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

• NoClassDefFoundError: 当 JVM 试图加载一个类时，但在运行时找不到该类的定义文件（.class 文件）时抛出。

Exception (异常) 详细说明

Exception 是程序本身可以处理的异常，它是我们日常编码中需要重点关注和处理的部分。

Exception 又分为两大类：受检异常 和 非受检异常。

A. 受检异常

主要特点：

1. 编译器检查：Java 编译器会强制要求你处理这类异常，要么使用 try-catch 块捕获它，要么在方法签名中使用 throws 关键字声明它可能抛出该异常。
2. 来源：通常由外部因素引起，比如文件不存在、网络中断、数据库连接失败等，这些是程序可以预见但无法完全避免的。
3. 处理方式：必须处理，这是 Java 强制程序员考虑“失败”场景的机制，有助于编写更健壮的代码。

常见的受检异常示例：

• IOException: 处理 I/O 操作失败。
  • FileNotFoundException: 试图打开一个不存在的文件。
  • EOFException: 在读取文件或流时，意外到达了文件末尾。
• SQLException: 与数据库交互时发生错误。
• ClassNotFoundException: 当应用程序试图通过其字符串名称加载类时，找不到该类的定义。

代码示例（必须处理）：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class CheckedExceptionDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 使用 try-catch 捕获
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream("non_existent_file.txt");
            // ... 读取文件
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.err.println("文件未找到，请检查路径: " + e.getMessage());
            // 这里可以进行一些恢复操作，比如提示用户重新输入文件名
        }
        // 2. 在方法签名中使用 throws 声明，并将处理责任交给调用者
        try {
            readFile();
        } catch (IOException e) {
            System.err.println("调用 readFile 方法时发生I/O错误: " + e.getMessage());
        }
    }
    public static void readFile() throws IOException, FileNotFoundException {
        // 这个方法不处理异常，而是把它“抛”给调用者
        FileInputStream fis = new FileInputStream("some_file.txt");
        // ...
    }
}

B. 非受检异常

主要特点：

1. 编译器不检查：编译器不会强制你处理这类异常，你可以选择捕获，也可以不捕获。
2. 来源：通常是由程序员的逻辑错误或API使用不当引起的，比如试图在一个空对象上调用方法、访问数组越界等。
3. 处理方式：应该修复代码，而不是捕获异常，捕获非受检异常通常意味着你隐藏了一个本应在开发阶段就发现的 Bug。

常见的非受检异常示例：

• RuntimeException 及其子类：
  • NullPointerException: 当你试图在 null 对象上调用方法或访问其字段时抛出。

    String str = null;
    System.out.println(str.length()); // 抛出 NullPointerException

  • IllegalArgumentException: 当向方法传递了一个不合法或不适当的参数时抛出。

    Thread t = new Thread(null, new Runnable() { ... }, "MyThread", -1); // 负的栈大小，抛出 IllegalArgumentException

  • IndexOutOfBoundsException: 当访问数组、列表或字符串的非法索引时抛出。

    int[] arr = new int[5];
    System.out.println(arr[10]); // 抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException

  • ClassCastException: 当试图将一个对象强制转换为它不是实例的子类时抛出。

    Object obj = new Integer(10);
    String str = (String) obj; // 抛出 ClassCastException

  • ArithmeticException: 算术运算错误，如除以零。

    int a = 10;
    int b = 0;
    System.out.println(a / b); // 抛出 ArithmeticException

Error vs. Exception 对比总结