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簡介
程序運行時，發(fā)生的不被期望的事件，它阻止了程序按照程序員的預期正常執(zhí)行，這就是異常。異常發(fā)生時，是任程序自生自滅，立刻退出終止，還是輸出錯誤給用戶？或者用C語言風格：用函數(shù)返回值作為執(zhí)行狀態(tài)？。
Java提供了更加優(yōu)秀的解決辦法：異常處理機制。
異常處理機制能讓程序在異常發(fā)生時，按照代碼的預先設定的異常處理邏輯，針對性地處理異常，讓程序盡最大可能恢復正常并繼續(xù)執(zhí)行，且保持代碼的清晰。
Java中的異?？梢允呛瘮?shù)中的語句執(zhí)行時引發(fā)的，也可以是程序員通過throw 語句手動拋出的，只要在Java程序中產(chǎn)生了異常，就會用一個對應類型的異常對象來封裝異常，JRE就會試圖尋找異常處理程序來處理異常。
Throwable類是Java異常類型的頂層父類，一個對象只有是 Throwable 類的（直接或者間接）實例，他才是一個異常對象，才能被異常處理機制識別。JDK中內(nèi)建了一些常用的異常類，我們也可以自定義異常。
Java異常的分類和類結構圖
Java標準褲內(nèi)建了一些通用的異常，這些類以Throwable為頂層父類。
Throwable又派生出Error類和Exception類。
錯誤 ：Error類以及他的子類的實例，代表了JVM本身的錯誤。錯誤不能被程序員通過代碼處理，Error很少出現(xiàn)。因此，程序員應該關注Exception為父類的分支下的各種異常類。
異常 ：Exception以及他的子類，代表程序運行時發(fā)送的各種不期望發(fā)生的事件?？梢员籎ava異常處理機制使用，是異常處理的核心。
總體上我們根據(jù)Javac對異常的處理要求，將異常類分為2類。
非檢查異常 （unckecked exception）：Error 和 RuntimeException 以及他們的子類。javac在編譯時，不會提示和發(fā)現(xiàn)這樣的異常，不要求在程序處理這些異常。所以如果愿意，我們可以編寫代碼處理（使用try...catch...finally）這樣的異常，也可以不處理。 對于這些異常，我們應該修正代碼，而不是去通過異常處理器處理 。這樣的異常發(fā)生的原因多半是代碼寫的有問題。 如除0錯誤ArithmeticException，錯誤的強制類型轉(zhuǎn)換錯誤ClassCastException，數(shù)組索引越界ArrayIndexOutOfBoundsException，使用了空對象NullPointerException等等。
檢查異常 （checked exception）：除了Error 和 RuntimeException的其它異常。javac強制要求程序員為這樣的異常做預備處理工作（使用try...catch...finally或者throws）。在方法中要么用try-catch語句捕獲它并處理，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會通過。這樣的異常一般是由程序的運行環(huán)境導致的。 因為程序可能被運行在各種未知的環(huán)境下，而程序員無法干預用戶如何使用他編寫的程序，于是程序員就應該為這樣的異常時刻準備著 。如SQLException , IOException,ClassNotFoundException 等。
需要明確的是：檢查和非檢查是對于javac來說的，這樣就很好理解和區(qū)分了。
初識異常
下面的代碼會演示2個異常類型：ArithmeticException 和 InputMismatchException。前者由于整數(shù)除0引發(fā)，后者是輸入的數(shù)據(jù)不能被轉(zhuǎn)換為int類型引發(fā)。
異常是在執(zhí)行某個函數(shù)時引發(fā)的，而函數(shù)又是層級調(diào)用，形成調(diào)用棧的，因為，只要一個函數(shù)發(fā)生了異常，那么他的所有的caller都會被異常影響。當這些被影響的函數(shù)以異常信息輸出時，就形成的了 異常追蹤棧 。
異常最先發(fā)生的地方，叫做 異常拋出點 。
從上面的例子可以看出，當devide函數(shù)發(fā)生除0異常時，devide函數(shù)將拋出ArithmeticException異常，因此調(diào)用他的CMDCalculate函數(shù)也無法正常完成，因此也發(fā)送異常，而CMDCalculate的caller——main 因為CMDCalculate拋出異常，也發(fā)生了異常，這樣一直向調(diào)用棧的棧底回溯。 這種行為叫做異常的冒泡，異常的冒泡是為了在當前發(fā)生異常的函數(shù)或者這個函數(shù)的caller中找到最近的異常處理程序。 由于這個例子中沒有使用任何異常處理機制，因此異常最終由main函數(shù)拋給JRE，導致程序終止。
上面的代碼不使用異常處理機制，也可以順利編譯，因為2個異常都是非檢查異常。但是下面的例子就必須使用異常處理機制，因為異常是檢查異常。
代碼中我選擇使用throws聲明異常，讓函數(shù)的調(diào)用者去處理可能發(fā)生的異常。但是為什么只throws了IOException呢？因為FileNotFoundException是IOException的子類，在處理范圍內(nèi)。
異常處理的基本語法
在編寫代碼處理異常時， 對于檢查異常，有2種不同的處理方式：使用try...catch...finally語句塊處理它?；蛘?，在函數(shù)簽名中使用throws 聲明交給函數(shù)調(diào)用者caller去解決。
try...catch...finally語句塊
try{//try塊中放可能發(fā)生異常的代碼。//如果執(zhí)行完try且不發(fā)生異常，則接著去執(zhí)行finally塊和finally后面的代碼（如果有的話）。//如果發(fā)生異常，則嘗試去匹配catch塊。}catch(SQLException SQLexception){//每一個catch塊用于捕獲并處理一個特定的異常，或者這異常類型的子類。Java7中可以將多個異常聲明在一個catch中。//catch后面的括號定義了異常類型和異常參數(shù)。如果異常與之匹配且是最先匹配到的，則虛擬機將使用這個catch塊來處理異常。//在catch塊中可以使用這個塊的異常參數(shù)來獲取異常的相關信息。異常參數(shù)是這個catch塊中的局部變量，其它塊不能訪問。//如果當前try塊中發(fā)生的異常在后續(xù)的所有catch中都沒捕獲到，則先去執(zhí)行finally，然后到這個函數(shù)的外部caller中去匹配異常處理器。//如果try中沒有發(fā)生異常，則所有的catch塊將被忽略。}catch(Exception exception){//...}finally{//finally塊通常是可選的。//無論異常是否發(fā)生，異常是否匹配被處理，finally都會執(zhí)行。//一個try至少要有一個catch塊，否則， 至少要有1個finally塊。但是finally不是用來處理異常的，finally不會捕獲異常。//finally主要做一些清理工作，如流的關閉，數(shù)據(jù)庫連接的關閉等。}
需要注意的地方
1、try塊中的局部變量和catch塊中的局部變量（包括異常變量），以及finally中的局部變量，他們之間不可共享使用。
2、每一個catch塊用于處理一個異常。異常匹配是按照catch塊的順序從上往下尋找的，只有第一個匹配的catch會得到執(zhí)行。匹配時，不僅運行精確匹配，也支持父類匹配，因此， 如果同一個try塊下的多個catch異常類型有父子關系，應該將子類異常放在前面，父類異常放在后面 ，這樣保證每個catch塊都有存在的意義。
3、java中，異常處理的任務就是將執(zhí)行控制流從異常發(fā)生的地方轉(zhuǎn)移到能夠處理這種異常的地方去 。也就是說：當一個函數(shù)的某條語句發(fā)生異常時，這條語句的后面的語句不會再執(zhí)行，它失去了焦點。 執(zhí)行流跳轉(zhuǎn)到最近的匹配的異常處理catch代碼塊去執(zhí)行，異常被處理完后，執(zhí)行流會接著在“處理了這個異常的catch代碼塊”后面接著執(zhí)行。
有的編程語言當異常被處理后，控制流會恢復到異常拋出點接著執(zhí)行，這種策略叫做： resumption model of exception handling （恢復式異常處理模式 ）
而Java則是讓執(zhí)行流恢復到處理了異常的catch塊后接著執(zhí)行，這種策略叫做： termination model of exception handling （終結式異常處理模式）
throws 函數(shù)聲明
throws聲明：如果一個方法內(nèi)部的代碼會拋出檢查異常（checked exception），而方法自己又沒有完全處理掉，則javac保證你必須在方法的簽名上使用throws關鍵字聲明這些可能拋出的異常，否則編譯不通過。
throws是另一種處理異常的方式，它不同于try...catch...finally，throws僅僅是將函數(shù)中可能出現(xiàn)的異常向調(diào)用者聲明，而自己則不具體處理。
采取這種異常處理的原因可能是：方法本身不知道如何處理這樣的異常，或者說讓調(diào)用者處理更好，調(diào)用者需要為可能發(fā)生的異常負責。
public void foo() throws ExceptionType1 , ExceptionType2 ,ExceptionTypeN{//foo內(nèi)部可以拋出 ExceptionType1 , ExceptionType2 ,ExceptionTypeN 類的異常，或者他們的子類的異常對象。}
finally塊
finally塊不管異常是否發(fā)生，只要對應的try執(zhí)行了，則它一定也執(zhí)行。只有一種方法讓finally塊不執(zhí)行：System.exit()。因此finally塊通常用來做資源釋放操作：關閉文件，關閉數(shù)據(jù)庫連接等等。
良好的編程習慣是：在try塊中打開資源，在finally塊中清理釋放這些資源。
需要注意的地方:
1、finally塊沒有處理異常的能力。處理異常的只能是catch塊。
2、在同一try...catch...finally塊中 ，如果try中拋出異常，且有匹配的catch塊，則先執(zhí)行catch塊，再執(zhí)行finally塊。如果沒有catch塊匹配，則先執(zhí)行finally，然后去外面的調(diào)用者中尋找合適的catch塊。
3、在同一try...catch...finally塊中 ，try發(fā)生異常，且匹配的catch塊中處理異常時也拋出異常，那么后面的finally也會執(zhí)行：首先執(zhí)行finally塊，然后去外圍調(diào)用者中尋找合適的catch塊。
這是正常的情況，但是也有特例。 關于finally有很多惡心，偏、怪、難的問題，我在本文最后統(tǒng)一介紹了，電梯速達-> ：
throw 異常拋出語句
throw exceptionObject
程序員也可以通過throw語句手動顯式的拋出一個異常。throw語句的后面必須是一個異常對象。
throw 語句必須寫在函數(shù)中，執(zhí)行throw 語句的地方就是一個異常拋出點，它和由JRE自動形成的異常拋出點沒有任何差別。
異常的鏈化
在一些大型的，模塊化的軟件開發(fā)中，一旦一個地方發(fā)生異常，則如骨牌效應一樣，將導致一連串的異常。假設B模塊完成自己的邏輯需要調(diào)用A模塊的方法，如果A模塊發(fā)生異常，則B也將不能完成而發(fā)生異常，但是B在拋出異常時，會將A的異常信息掩蓋掉，這將使得異常的根源信息丟失。異常的鏈化可以將多個模塊的異常串聯(lián)起來，使得異常信息不會丟失。
異常鏈化: 以一個異常對象為參數(shù)構造新的異常對象。新的異對象將包含先前異常的信息。 這項技術主要是異常類的一個帶Throwable參數(shù)的函數(shù)來實現(xiàn)的。這個當做參數(shù)的異常，我們叫他根源異常（cause）。
查看Throwable類源碼，可以發(fā)現(xiàn)里面有一個Throwable字段cause，就是它保存了構造時傳遞的根源異常參數(shù)。 這種設計和鏈表的結點類設計如出一轍 ，因此形成鏈也是自然的了。
下面是一個例子，演示了異常的鏈化：從命令行輸入2個int，將他們相加，輸出。輸入的數(shù)不是int，則導致 getInputNumbers異常，從而導致add函數(shù)異常，則可以在add函數(shù)中拋出一個鏈化的異常。
public static void main(String[] args){System.out.println("請輸入2個加數(shù)"); int result; try{result = add();System.out.println("結果:"+result);} catch (Exception e){e.printStackTrace();}}//獲取輸入的2個整數(shù)返回private static List<Integer> getInputNumbers(){List<Integer> nums = new ArrayList<>();Scanner scan = new Scanner(System.in); try { int num1 = scan.nextInt(); int num2 = scan.nextInt();nums.add(new Integer(num1));nums.add(new Integer(num2));}catch(InputMismatchException immExp){ throw immExp;}finally {scan.close();} return nums;}//執(zhí)行加法計算private static int add() throws Exception{ int result; try {List<Integer> nums =getInputNumbers();result = nums.get(0) + nums.get(1);}catch(InputMismatchException immExp){ throw new Exception("計算失敗",immExp); /////////////////////////////鏈化:以一個異常對象為參數(shù)構造新的異常對象。} return result;}/*請輸入2個加數(shù)r 1java.lang.Exception: 計算失敗 at practise.ExceptionTest.add(ExceptionTest.java:53) at practise.ExceptionTest.main(ExceptionTest.java:18)Caused by: java.util.InputMismatchException at java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:864) at java.util.Scanner.next(Scanner.java:1485) at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2117) at java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2076) at practise.ExceptionTest.getInputNumbers(ExceptionTest.java:30) at practise.ExceptionTest.add(ExceptionTest.java:48) ... 1 more*/
自定義異常
如果要自定義異常類，則擴展Exception類即可，因此這樣的自定義異常都屬于檢查異常（checked exception）。如果要自定義非檢查異常，則擴展自RuntimeException。
按照國際慣例，自定義的異常應該總是包含如下的構造函數(shù)：
一個無參構造函數(shù)
一個帶有String參數(shù)的構造函數(shù)，并傳遞給父類的構造函數(shù)。
一個帶有String參數(shù)和Throwable參數(shù)，并都傳遞給父類構造函數(shù)
一個帶有Throwable 參數(shù)的構造函數(shù)，并傳遞給父類的構造函數(shù)。
下面是IOException類的完整源代碼，可以借鑒。
異常的注意事項
1、當子類重寫父類的帶有 throws聲明的函數(shù)時，其throws聲明的異常必須在父類異常的可控范圍內(nèi)——用于處理父類的throws方法的異常處理器，必須也適用于子類的這個帶throws方法 。這是為了支持多態(tài)。
例如，父類方法throws 的是2個異常，子類就不能throws 3個及以上的異常。父類throws IOException，子類就必須throws IOException或者IOException的子類。
至于為什么？我想，也許下面的例子可以說明。
class Father{public void start() throws IOException{ throw new IOException();}}class Son extends Father{public void start() throws Exception{ throw new SQLException();}}/**********************假設上面的代碼是允許的（實質(zhì)是錯誤的）***********************/class Test{public static void main(String[] args){Father[] objs = new Father[2];objs[0] = new Father();objs[1] = new Son(); for(Father obj:objs){ //因為Son類拋出的實質(zhì)是SQLException，而IOException無法處理它。//那么這里的try。。catch就不能處理Son中的異常。//多態(tài)就不能實現(xiàn)了。try {obj.start();}catch(IOException){ //處理IOException}}}}View Code
2、Java程序可以是多線程的。每一個線程都是一個獨立的執(zhí)行流，獨立的函數(shù)調(diào)用棧。如果程序只有一個線程，那么沒有被任何代碼處理的異常 會導致程序終止。如果是多線程的，那么沒有被任何代碼處理的異常僅僅會導致異常所在的線程結束。
也就是說，Java中的異常是線程獨立的，線程的問題應該由線程自己來解決，而不要委托到外部，也不會直接影響到其它線程的執(zhí)行。
finally塊和return
首先一個不容易理解的事實：在 try塊中即便有return，break，continue等改變執(zhí)行流的語句，finally也會執(zhí)行。
public static void main(String[] args){ int re = bar();System.out.println(re);}private static int bar(){ try{ return 5;} finally{System.out.println("finally");}}/*輸出：finally5*/
很多人面對這個問題時，總是在歸納執(zhí)行的順序和規(guī)律，不過我覺得還是很難理解。我自己總結了一個方法。用如下GIF圖說明。
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也就是說：try...catch...finally中的return 只要能執(zhí)行，就都執(zhí)行了，他們共同向同一個內(nèi)存地址（假設地址是0x80）寫入返回值，后執(zhí)行的將覆蓋先執(zhí)行的數(shù)據(jù)，而真正被調(diào)用者取的返回值就是最后一次寫入的。那么，按照這個思想，下面的這個例子也就不難理解了。
finally中的return 會覆蓋 try 或者catch中的返回值。
public static void main(String[] args) { int result;result = foo();System.out.println(result); /////////2result = bar();System.out.println(result); /////////2} @SuppressWarnings("finally") public static int foo() {trz{ int a = 5 / 0;} catch (Exception e){ return 1;} finally{ return 2;}} @SuppressWarnings("finally") public static int bar() { try { return 1;}finally { return 2;}}
finally中的return會抑制（消滅）前面try或者catch塊中的異常
class TestException{ public static void main(String[] args) { int result; try{result = foo();System.out.println(result); //輸出100} catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage()); //沒有捕獲到異常} try{result = bar();System.out.println(result); //輸出100} catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage()); //沒有捕獲到異常}} //catch中的異常被抑制@SuppressWarnings("finally") public static int foo() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1;}catch(ArithmeticException amExp) { throw new Exception("我將被忽略，因為下面的finally中使用了return");}finally { return 100;}} //try中的異常被抑制@SuppressWarnings("finally") public static int bar() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1;}finally { return 100;}}}
finally中的異常會覆蓋（消滅）前面try或者catch中的異常
class TestException{ public static void main(String[] args) { int result; try{result = foo();} catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage()); //輸出：我是finaly中的Exception} try{result = bar();} catch (Exception e){System.out.println(e.getMessage()); //輸出：我是finaly中的Exception}} //catch中的異常被抑制@SuppressWarnings("finally") public static int foo() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1;}catch(ArithmeticException amExp) { throw new Exception("我將被忽略，因為下面的finally中拋出了新的異常");}finally { throw new Exception("我是finaly中的Exception");}} //try中的異常被抑制@SuppressWarnings("finally") public static int bar() throws Exception { try { int a = 5/0; return 1;}finally { throw new Exception("我是finaly中的Exception");}}}
上面的3個例子都異于常人的編碼思維，因此我建議：
不要在fianlly中使用return。
不要在finally中拋出異常。
減輕finally的任務，不要在finally中做一些其它的事情，finally塊僅僅用來釋放資源是最合適的。
將盡量將所有的return寫在函數(shù)的最后面，而不是try ... catch ... finally中。
