16.java异常处理
概念
程序运行时，发生的不被期望的事件，它阻止了程序按照程序员的预期正常执行，这就是异常。
异常是程序中的一些错误，但并不是所有的错误都是异常，并且错误有时候是可以避免的。
比如说，你的代码少了一个分号，那么运行出来结果是提示是错误java.lang.Error；如果你用System.out.println(11/0)，那么你是因为你用0做了除数，会抛出java.lang.ArithmeticException的异常。
异常处理机制能让程序在异常发生时，按照代码的预先设定的异常处理逻辑，针对性地处理异常，让程序尽最大可能恢复正常并继续执行，且保持代码的清晰。
Java中的异常可以是函数中的语句执行时引发的，也可以是程序员通过throw 语句手动抛出的，只要在Java程序中产生了异常，就会用一个对应类型的异常对象来封装异常，JRE就会试图寻找异常处理程序来处理异常。
异常的体系结构
Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。
在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception。
java异常层次结构图：
总从图中可以看出所有异常类型都是内置类Throwable的子类，因而Throwable在异常类的层次结构的顶层。
接下来Throwable分成了两个不同的分支，一个分支是Error，它表示不希望被程序捕获或者是程序无法处理的错误。另一个分支是Exception，它表示用户程序可能捕捉的异常情况或者说是程序可以处理的异常。其中异常类Exception又分为运行时异常(RuntimeException)和非运行时异常。
Java异常又可以分为非检查异常（Unchecked Exception）和检查异常（Checked Exception）。
下面将详细讲述这些异常之间的区别与联系：
- Error：Error类对象由 Java 虚拟机生成并抛出，大多数错误与代码编写者所执行的操作无关。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当JVM不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止；还有发生在虚拟机试图执行应用时，如类定义错误（NoClassDefFoundError）、链接错误（LinkageError）。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在Java中，错误通常是使用Error的子类描述。
- Exception：在Exception分支中有一个重要的子类RuntimeException（运行时异常），该类型的异常自动为你所编写的程序定义ArrayIndexOutOfBoundsException（数组下标越界）、NullPointerException（空指针异常）、ArithmeticException（算术异常）、MissingResourceException（丢失资源）、ClassNotFoundException（找不到类）等异常，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生；而RuntimeException之外的异常我们统称为非运行时异常，类型上属于Exception类及其子类，从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。
Error和Exception的区别
Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机（JVM）一般会选择终止线程；Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常。
检测异常和不受检查异常
不受检查异常：包括RuntimeException及其子类和Error。
检查异常：在正确的程序运行过程中，很容易出现的、情理可容的异常状况，在一定程度上这种异常的发生是可以预测的，并且一旦发生该种异常，就必须采取某种方式进行处理。除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于检查异常，当程序中可能出现这类异常，要么使用try-catch语句进行捕获，要么用throws子句抛出，否则编译无法通过。
不受检查异常为编译器不要求强制处理的异常，检查异常则是编译器要求必须处置的异常。
异常的处理
Java的异常处理本质上是抛出异常和捕获异常
- 抛出异常：要理解抛出异常，首先要明白什么是异常情形（exception condition），它是指阻止当前方法或作用域继续执行的问题。其次把异常情形和普通问题相区分，普通问题是指在当前环境下能得到足够的信息，总能处理这个错误。对于异常情形，已经无法继续下去了，因为在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题，你所能做的就是从当前环境中跳出，并把问题提交给上一级环境，这就是抛出异常时所发生的事情。抛出异常后，会有几件事随之发生。首先，是像创建普通的java对象一样将使用new在堆上创建一个异常对象；然后，当前的执行路径（已经无法继续下去了）被终止，并且从当前环境中弹出对异常对象的引用。此时，异常处理机制接管程序，并开始寻找一个恰当的地方继续执行程序，这个恰当的地方就是异常处理程序或者异常处理器，它的任务是将程序从错误状态中恢复，以使程序要么换一种方式运行，要么继续运行下去。
- 捕获异常：在方法抛出异常之后，运行时系统将转为寻找合适的异常处理器（exception handler）。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时，即为合适的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。
注意:对于运行时异常、错误和检查异常，Java技术所要求的异常处理方式有所不同。 对于方法运行中可能出现的Error，当运行方法不欲捕捉时，Java允许该方法不做任何抛出声明。因为，大多数Error异常属于永远不能被允许发生的状况，也属于合理的应用程序不该捕捉的异常。 由于运行时异常及其子类的不可查性，为了更合理、更容易地实现应用程序，Java规定，运行时异常将由Java运行时系统自动抛出，允许应用程序忽略运行时异常。 对于所有的检查异常，Java规定：一个方法必须捕捉，或者声明抛出方法之外。也就是说，当一个方法选择不捕捉检查异常时，它必须声明将抛出异常。
java异常处理涉及到五个关键字，分别是：try、catch、finally、throw、throws。
- try -- 用于监听。将要被监听的代码(可能抛出异常的代码)放在try语句块之内，当try语句块内发生异常时，异常就被抛出。
*catch -- 用于捕获异常。catch用来捕获try语句块中发生的异常。在编写多个catch的时候，捕获范围大的异常一定要放在捕获范围小的异常后面。
- finally -- finally语句块总是会被执行。它主要用于回收在try块里打开的物力资源(如数据库连接、网络连接和磁盘文件)。只有finally块执行完成之后，才会回来执行try或者catch块中的return或者throw语句，如果finally中使用了return或者throw等终止方法的语句，则就不会跳回执行，直接停止。
- throw -- 用于抛出一个实例化的异常对象。
- throws -- 用在方法签名中，用于声明该方法可能抛出的异常，如果方法真的出现异样，将交由调用者来处理。调用了具有throws申明的方法之后，不管异常是否出现，调用者必须使用try...catch处理。调用声明了运行时异常的函数，可以不强制处理，将交给jvm默认处理。
throws 语法如下:
public void info() throws Exception
{
//body of method
}
Exception 是该方法可能引发的所有的异常,也可以是异常列表，中间以逗号隔开。
Throws抛出异常的规则： * 如果是不受检查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。 * 必须声明可抛出的任何检查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误。 * 仅当抛出了异常，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣。 * 调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。
断言 assert
什么是断言？
就是肯定某一个操作的返回结果是正确的，如果程序执行到断言语句的时候，发现断言不正确了，返回结果是错误的了，则通过断言检查肯定，会为用户提示错误的信息。在jdk1.4引入了assert关键字。
断言的使用格式：
assert boolean 表达式； assert boolean 表达式：详细信息；
默认断言是不会影响程序正常运行的，在断言不成立时，也只会将信息显示出来。除非使用 java -ea 程序 手工启动断言。
自定义异常
虽然java已经提供了很多系统性异常，但在开发中还是无法满足实际的需要。所以java允许用户自定义异常。语法如下:
class 自定义异常类 extends 系统提供的异常类{
public 构造函数(String msg){
super(msg);
//...
}
//...
}
总结
- 处理运行时异常时，采用逻辑去合理规避，同时辅助使用try-catch处理。
- 在多重catch块后面，加一个catch(Exception)来处理可能遗漏的异常。
- 对于不确定的代码，也可以加上try-catch，处理潜在的异常。
- 尽量去处理异常，切记只是简单的调用printStackTrace()去打印输出。
- 尽量添加finally块去释放所占用的资源。
6.具体如果处理异常，要根据不同的业务需求和异常类型去决定。
正文到此结束
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