S04-J09 · 异常体系：受检与否、`finally` 的四种失效与资源关闭

适用读者：写业务代码总被"异常怎么处理"卡住的人；要答"为什么 Java 要受检异常"的人。
前置：S04-J07、J08（Error/Exception 都在 java.lang）。
覆盖旧文：2744–2748（异常基础、throw/throws、自定义异常、try）+ 2988–2992（同题重复）+ 4428（遇到的错误总结）→ 12 篇 / 约 8 万字符。
扩展点：E-S04-027（Throwable 三层结构与何时捕获）、E-S04-028（finally 失效的四种情形）、E-S04-029（try-with-resources 与 suppressed 异常顺序）。
下一篇：S04-J10 · 集合与 IO 补编。

1. 一句话结论

Java 异常的唯一设计原则是"调用方能否做点什么"——能处理的就是受检异常（必须声明），不能处理的（程序 bug、环境崩溃）就是运行时异常或 Error（不必声明）。判断标准不是"严重程度"，而是"可恢复性"。

出处：A-2744–A-2748（异常四章）、A-2988–A-2992、A-4428（错误总结）。

2. Throwable 三层结构（E-S04-027）

Throwable
├── Error            不要捕获（OutOfMemoryError / StackOverflowError / NoClassDefFoundError）
└── Exception
    ├── RuntimeException（非受检）  编程错误：NPE / IndexOutOfBounds / IllegalArgument / ClassCast
    └── 其他（受检）               外部条件：IOException / SQLException / InterruptedException

类型	是否必须声明	典型来源	处理策略
`Error`	否	JVM 资源耗尽、链接失败	记录 + 快速失败（多数无法恢复）
`RuntimeException`	否	代码缺陷	修 bug，不要用 `catch` 掩盖
受检 `Exception`	✅	IO、网络、数据库、并发中断	重试 / 降级 / 包装后上抛

判据：catch (Exception e) {} 空实现是最高频的技术债——它把"失败"变成"静默错数据"。

2.1 `throw` 与 `throws`

public void read(String p) throws IOException {   // throws：声明可能抛出（受检必须声明）
    if (p == null) throw new IllegalArgumentException("path is null");  // throw：抛出一个实例
}

边界：throws 只对受检异常强制；子类重写方法不能抛出比父类更宽的受检异常（可以更窄，也可以不抛）。

2.2 自定义异常：两条规约

public class BizException extends RuntimeException {   // 业务异常通常用非受检
    private final String code;
    public BizException(String code, String msg) { super(msg); this.code = code; }
    public BizException(String code, String msg, Throwable cause) { super(msg, cause); this.code = code; }
}

规约	原因
保留 `cause` 链	丢 `cause` 会切断栈，排障时看不到根因
业务异常继承 `RuntimeException`	避免污染每个方法签名；由统一异常处理器兜底

3. `finally` 失效的四种情形（E-S04-028）

try { ... } finally { ... }

情形	`finally` 是否执行	说明
正常返回 / 抛异常	✅	常规路径
`finally` 里有 `return`	✅ 执行，但覆盖 try 的返回值/异常	最危险的写法
`System.exit(0)` / JVM 崩溃	❌	进程终止
守护线程被强制结束 / `Runtime.halt`	❌	非正常终止

static int f() {
    try { return 1; } finally { return 2; }   // 返回 2，try 的 1 被丢弃
}
static int g() {
    int x = 1;
    try { return x; } finally { x = 2; }      // 返回 1（返回值已入栈）
}

坑 1：finally 里 return/throw 会吞掉 try 中的异常——线上表现为"日志里没有异常，但结果错了"。

4. try-with-resources（E-S04-029）

try (var in = new FileInputStream("a.txt");
     var out = new FileOutputStream("b.txt")) {     // Java 9+ 可省略类型
    in.transferTo(out);
}   // 逆序自动 close，close 抛出的异常进 suppressed

问题	答
关闭顺序	逆序（后声明的先关）
主异常 + close 异常并存	主异常抛出，close 的异常挂在 `getSuppressed()`
资源类要求	必须实现 `AutoCloseable`（`Closeable` 是其子接口，抛 `IOException`）
`close()` 里再抛异常	不会覆盖主异常（与 `finally` 的手写 `close` 相反）

判据："手写 finally close"的代码几乎都能换成 try-with-resources——前者会把主异常替换成 close 异常，这是排障时"根因丢失"的常见来源。

5. 异常处理的四条工程规约

规约	反例	后果
不要空 catch	`catch (Exception e) {}`	失败静默，数据错乱
不要用异常控流程	`try { ... } catch (NullPointerException e) { }`	栈开销 + 掩盖真实缺陷
包装要带 cause	`throw new BizException("失败")`	栈断裂
分层处理	Controller 层统一兜底、Service 层转换、DAO 层透传	各层职责清晰

// 统一兜底（Spring 风格示意）
@RestControllerAdvice
class GlobalHandler {
    @ExceptionHandler(BizException.class)
    ResponseEntity<?> biz(BizException e) { return ResponseEntity.badRequest().body(e.getCode()); }
    @ExceptionHandler(Exception.class)
    ResponseEntity<?> other(Exception e) { log.error("unexpected", e); return ResponseEntity.status(500).build(); }
}

6. 常见异常速查（来自 `A-4428` 错误总结）

异常	真实原因	处理
`NullPointerException`	空引用调用/自动拆箱 `Integer` 为 null	提前判空、`Objects.requireNonNull`、Optional
`ClassCastException`	泛型擦除后强转	用 `instanceof` 先判断（见 J08）
`ConcurrentModificationException`	遍历中修改集合	`removeIf` / 迭代器 `remove`（见 J01）
`NumberFormatException`	字符串转数字非法	校验 + `tryParse` 封装
`InterruptedException`	线程被中断	捕获后必须 `Thread.currentThread().interrupt()` 恢复标志位
`OutOfMemoryError: Metaspace`	类加载过多（热部署/动态代理）	见 S25-J08 四类 OOM
`NoClassDefFoundError` vs `ClassNotFoundException`	前者类初始化失败/运行期缺类；后者编译期存在、运行期找不到	查依赖冲突与类加载器

7. 反例：五种"看起来更安全"的错法

写法	为什么错
`catch (Exception e) { log(e); }` 后继续执行	上层拿到"成功"但数据没写
`finally { return; }`	吞异常、覆盖返回值
手写 `finally { close(); }`	close 异常覆盖主异常
`catch (InterruptedException e) { }`	丢失中断标志，线程池无法优雅停机
把受检异常全部转成 `RuntimeException`	丢失"调用方应处理"的契约

8. 自测

受检与非受检的划分标准是什么？Error 为何不捕获？
finally 在哪些情况下不执行？finally 里 return 会怎样？
try-with-resources 的关闭顺序？主异常与 close 异常如何共存？
捕获 InterruptedException 后必须做什么？
NoClassDefFoundError 与 ClassNotFoundException 的区别？

答案

调用方是否能恢复处理；Error 多为 JVM 级不可恢复故障。
System.exit/JVM 崩溃/守护线程强制结束；return 覆盖返回值并吞异常。
逆序关闭；主异常抛出，close 异常进 getSuppressed()。
恢复中断标志 Thread.currentThread().interrupt()。
前者是运行期类初始化/加载失败（曾编译通过），后者是显式按名加载找不到类。

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S04-J10 · 集合与 IO 补编 —— Vector/Stack 为何废弃、Queue 两套语义、List/Set/Map 接口差异、字节流与字符流的桥接、Files 工具类与四种 IO 模型。

本篇属于系列《S04 · Java 语言核心》。旧文来源：A-2744–2748、A-2988–2992、A-4428；扩展点 E-S04-027/028/029。对照实验数字为机制推断，未经 JMH 实测。