异常处理机制和体系结构
Java异常是指在程序运行过程中出现错误，从而影响程序流程的正常运行。而异常处理机制可以保证程序出现错误后，控制接下来的程序流程，是选择定位错误信息，还是抛出异常或捕获异常、还是避免程序非正常退出，都取决于我们。
异常体系结构（附网图一张）
通过上面的异常体系结构图可以清晰看出Java把所有异常都当做对象来处理，所有异常的基类是Throwable类(可抛出)，两大子类分别是Error和Exception，Error异常表示程序出现了十分严重、不可恢复的错误，例如Java虚拟机出现错误，这种情况仅凭程序自身是无法处理的，在程序中也不会对Error异常进行捕捉和抛出。Exception又分为RuntimeException(未检查异常)和CheckedException(检查异常)，两者区别如下：
RuntimeException(运行时异常)：
只有在运行过程中出现错误，才会被检查的异常，是unchecked Exception，编译器不会对运行时异常进行检查和处理。但如果出现了运行时异常，则表明编程出现了错误，则应该找到错误并修改，而不是对其捕获。
CheckedException(检查异常，即非运行时异常)：
所有非RuntimeException且来自于Exception的异常都是检查异常，该异常会在程序运行之前被编译器检查，对于检查异常，必须对其进行处理，可以选择捕获或抛出。但应该遵循该原则：谁知情谁处理，谁负责谁处理，谁导致谁处理。
异常处理方式
try、catch、finally、throw、throws，关于它们的用法和注意点，会在下面一一介绍，并附带实例。
- try、catch和finally都是不能单独使用的，只能像try-catch 或者 try-finally，或者三者一起使用try-catch-finally。
- try语句块监控代码，出现异常就停止执行下面的代码，然后将异常移交给catch语句块来处理。
- finally语句块中的代码一定会被执行，常用于回收资源 。
- throws：往上级调用者抛出一个异常。
- throw ：抛出一个异常，至于该异常被捕获还是继续抛出都与它无关。
//使用if-else来处理异常
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
test(5, 0);
}
public static void test(int a, int b) {
//处理除数为0的情况
if(b == 0) {
System.out.println("不能为0");//给出错误提示
System.out.println("程序结束");
}else {
System.out.println("a / b = " + a / b);
}
}
} 如果不使用异常处理机制，用if-else来处理异常，首先影响代码阅读，逻辑层次不清楚，容易把核心代码和异常处理代码搞混，还需要频繁进行逻辑判断，影响程序运行效率，当处理异常过多时，就显得过于鸡肋了，这时候就应该使用异常处理机制来解决。
1.try-catch语句块处理异常
public static void main(String[] args) {
try {
test(5, 0);
}catch(Exception e) {//捕获异常
System.out.println("传值错误，除数不能为0");
System.out.println("程序结束");
e.printStackTrace(); //打印异常信息
}
}
public static void test(int a, int b) {
System.out.println("a / b = " + a / b);
} 比起通过if-else来处理异常的方式，通过try语句块把异常处理和核心代码分开，不仅可以提高可读性，还能通过try语句块来提升程度健壮性，提供更多功能。
上面只是用到try-catch，那么finally语句的用法是怎样呢？实例如下：
2.try-catch-finally处理异常
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
try {
int a = sc.nextInt(); //从键盘输入一个整型
System.out.println(a);
}catch(Exception e){
System.out.println("输入类型不符");
System.out.println("--catch语句执行完成--");
throw e; //把捕获的异常再次抛出
}finally {
System.out.println("--finally语句被执行--");
}
}
}
//输入数字，没有引发异常，结果：
15
15
--finally语句被执行--
//输入字符，引发异常，结果：
abc
输入类型不符
--catch语句执行完成--
--finally语句被执行--
Exception in thread "main" java.util.InputMismatchException
//省略后续异常定位代码... 上面执行结果表明了finally语句块无论是代码正常执行或是捕获到异常，finally语句块中的代码都会执行。但如果我们在try-catch-finally三个语句块中分别使用return，它们的执行顺序又是怎样呢？
3.try-catch-finally使用return的执行顺序
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Demo02.test());
}
public static String test() {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
try {
int a = sc.nextInt(); //从键盘输入一个整型
System.out.println(a);
return "try-return";
}catch(Exception e){
System.out.println("--catch语句执行--");
// throw e; 抛出异常后，后面的代码不再执行。
return "catch-return";
}finally {
System.out.println("--finally语句执行--");
return "finally-return";
}
}
}
//输入数字，没有引发异常，结果：
20
20
--finally语句执行--
finally-return
//输入字符，引发异常，结果：
abc
--catch语句执行--
--finally语句执行--
finally-return 结论先不急着给出，我们将finally语句块注释掉，再看看try-catch的return语句又是怎样的执行顺序？
//省略部分没必要的代码
public static String test() {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
try {
int a = sc.nextInt(); //从键盘输入一个整型
System.out.println(a);
return "try-return";
}catch(Exception e){
System.out.println("--catch语句执行--");
// throw e; 抛出异常后，后面的代码不再执行。
return "catch-return";
}/** 省略finally语句块 */
}
//try语句块正常执行完成，结果：
10
10
try-return
//引发异常，结果：
abc
--catch语句执行--
catch-return关于return语句在try-catch-finally语句块的执行顺序结论
- 首先，finally语句块一定会执行，若finally存在return语句，则会优先于try和catch中的return语句执行，当执行了return，则try和catch中的return语句不再执行。
- 如果finally语句中没有return，按照正常流程执行，try或catch在执行return语句之前，会先执行finally中的代码，然后再反回去执行return。
- 如果没有finally语句，则try或catch就按照正常程序流程执行。
- 反过来想，当finally语句存在时，若try或catch执行了return，那finally语句就得不到执行，那finally语句就毫无作用，两者引起悖论。
finally遇见如下情况不会被执行
- 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
- finally语句块中发生了异常。
- 程序所在的线程死亡。
- 关闭CPU。
4.try-finally的应用场景
try-finally通常用来保证某些操作一定会被执行，例如关闭数据库资源、关闭锁等操作。
public static void main(String[] args) {
Connection conn = null;
PreparedStatement pst = null;
ResultSet rs = null;
try {
conn = JDBCUtils.getConnection();
pst = conn.prepareStatement("select * from user");
rs = pst.executeQuery();
//省略后续代码
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}finally {
JDBCUtils.close(rs, pst, conn); //保证打开的资源一定会被关闭
}
} 由于代码篇幅过多，所以上面封装了连接和关闭的代码没给出。
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
//需要加锁的代码
}finally {
lock.unlock(); //保证锁一定被释放
} 使用Lock来保证资源安全时，就需要用到try-finally，如果出现错误，导致锁对象没法释放，那么线程就会出现阻塞，严重时甚至会造成死锁。
抛出异常：throw与throws
throw抛出异常：
throw语句用于抛出异常，可以是Java已有异常，也可以是自定义异常，它只负责抛出，怎么处理和它无关。抛出之后，throw之后的代码不再执行。
throws声明异常：
如果方法中有异常，但又无法处理，就可以使用throws来声明该方法中所有无法处理的异常，用于向上级调用者传递异常。如果有多个异常，则依次在方法签名后排列。
public void getLen(int length)
throws CertificateException, LastOwnerException {
//随便瞎搞的两个异常，别太在意
if(length < 5)
throw new LastOwnerException();
if(length > 10)
throw new CertificateException();
}throw抛出异常，但未被处理，所以throws对未处理的异常进行声明，交给调用者。例子如下：
public void getLen(int length)
throws CertificateException, LastOwnerException {
//随便瞎搞的两个异常，别太在意
if(length < 5)
throw new LastOwnerException();
if(length > 10)
throw new CertificateException();
}
//无法处理，选择继续抛出
void test1() throws CertificateException, LastOwnerException {
getLen(5);
}
//对异常进行处理
void test2() {
try {
test1();
} catch (CertificateException | LastOwnerException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}最终对其进行捕获进行处理，如果继续往上抛，最后就是交给JVM来处理，但这样做非常不可取。对于异常，有能力处理就处理！上面同时捕获多个异常，触发其中一个异常都会进行统一处理，也可以对每一个异常进行分别捕捉处理。这需要根据你的要求来定。
声明异常和捕获异常应遵循的原则：
- 声明异常的第一位不要声明Exception异常，因为Exception是所有检查异常的父类，所以会忽略剩下的异常。
- 捕捉异常时第一位不要捕获Exception，应该放在最后面，保证前面的异常能被捕获到。
- 即父类异常要放在子类异常之后，避免异常匹配时被屏蔽。
自定义异常
要明白一点：异常最有用的信息就是异常名，但有时候对于某些情况，Java自带异常不能很好地进行描述时，就可以使用自定义异常来进行准确描述。
一个简单的自定义异常：
public class LengthException extends Exception {
public LengthException() {}
public LengthException(String s) {
super(s);
}
@Override
public String getMessage() {
return super.getMessage();
}
}
public class Demo02 {
public static void main(String[] args) {
try {
test(3);
} catch (LengthException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void test(int len) throws LengthException {
if(len < 5) throw new LengthException();
System.out.println(len);
}
//处理异常，结果：
com.exceptions.test.LengthException
}自定义异常就是一个普通类继承Exception类就可以，对于自定义异常，不需要太多功能，类名能准确描述问题是关键。
《Think in Java》中对异常的总结
- 在恰当的级别处理问题。（在知道该如何处理的情况下了捕获异常。）
- 解决问题并且重新调用产生异常的方法。
- 进行少许修补，然后绕过异常发生的地方继续执行。
- 用别的数据进行计算，以代替方法预计会返回的值。
- 把当前运行环境下能做的事尽量做完，然后把相同的异常重抛到更高层。
- 把当前运行环境下能做的事尽量做完，然后把不同的异常抛到更高层。
- 终止程序。
- 进行简化（如果你的异常模式使问题变得太复杂，那么用起来会非常痛苦）。
- 让类库和程序更安全。
