异常简介

1. Java 内部错误发生异常，Java 虚拟机产生的异常。
2. 编写的程序代码中的错误所产生的异常，例如空指针异常、数组越界异常等。
3. 通过 throw 语句手动生成的异常，一般用来告知该方法的调用者一些必要信息。

Java 通过面向对象的方法来处理异常。在一个方法的运行过程中，如果发生了异常，则这个方法会产生代表该异常的一个对象，并把它交给运行时的系统，运行时系统寻找相应的代码来处理这一异常。
我们把生成异常对象，并把它提交给运行时系统的过程称为拋出（throw）异常。运行时系统在方法的调用栈中查找，直到找到能够处理该类型异常的对象，这一个过程称为捕获（catch）异常。

异常类型

为了能够及时有效地处理程序中的运行错误，Java 专门引入了异常类。在 Java 中所有异常类型都是内置类 java.lang.Throwable 类的子类，即 Throwable 位于异常类层次结构的顶层。Throwable 类下有两个异常分支 Exception 和 Error，如图 1 所示。

由图 2 可以知道，Throwable 类是所有异常和错误的超类，下面有 Error 和 Exception 两个子类分别表示错误和异常。其中异常类 Exception 又分为运行时异常和非运行时异常，这两种异常有很大的区别，也称为不检查异常（Unchecked Exception）和检查异常（Checked Exception）。

• Exception 类用于用户程序可能出现的异常情况，它也是用来创建自定义异常类型类的类。
• Error 定义了在通常环境下不希望被程序捕获的异常。一般指的是 JVM 错误，如堆栈溢出。

本节不讨论关于 Error 类型的异常处理，因为它们通常是灾难性的致命错误，不是程序可以控制的。接下来将讨论 Exception 类型的异常处理。

运行时异常都是 RuntimeException 类及其子类异常，如 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException 等，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。这些异常一般由程序逻辑错误引起，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

非运行时异常是指 RuntimeException 以外的异常，类型上都属于 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、ClassNotFoundException 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

Error（错误）和 Exception（异常）都是 java.lang.Throwable 类的子类，在 Java 代码中只有继承了 Throwable 类的实例才能被 throw 或者 catch。

Exception 和 Error 体现了 Java 平台设计者对不同异常情况的分类，Exception 是程序正常运行过程中可以预料到的意外情况，并且应该被开发者捕获，进行相应的处理。Error 是指正常情况下不大可能出现的情况，绝大部分的 Error 都会导致程序处于非正常、不可恢复状态。所以不需要被开发者捕获。

Error 错误是任何处理技术都无法恢复的情况，肯定会导致程序非正常终止。并且 Error 错误属于未检查类型，大多数发生在运行时。Exception 又分为可检查（checked）异常和不检查（unchecked）异常，可检查异常在源码里必须显示的进行捕获处理，这里是编译期检查的一部分。不检查异常就是所谓的运行时异常，通常是可以编码避免的逻辑错误，具体根据需要来判断是否需要捕获，并不会在编译器强制要求。

如下是常见的 Error 和 Exception：

1）运行时异常（RuntimeException）：

• NullPropagation：空指针异常；
• ClassCastException：类型强制转换异常
• IllegalArgumentException：传递非法参数异常
• IndexOutOfBoundsException：下标越界异常
• NumberFormatException：数字格式异常

2）非运行时异常：

• ClassNotFoundException：找不到指定 class 的异常
• IOException：IO 操作异常

3）错误（Error）：

• NoClassDefFoundError：找不到 class 定义异常
• StackOverflowError：深递归导致栈被耗尽而抛出的异常
• OutOfMemoryError：内存溢出异常

处理异常

前面介绍了异常的产生是不可避免的，那么为了保证程序有效地执行，需要对发生的异常进行相应的处理。

Java 的异常处理通过 5 个关键字来实现：try、catch、throw、throws 和 finally。try catch 语句用于捕获并处理异常，finally 语句用于在任何情况下（除特殊情况外）都必须执行的代码，throw 语句用于拋出异常，throws 语句用于声明可能会出现的异常。

本节先主要介绍异常处理的机制及基本的语句结构。

Java 的异常处理机制提供了一种结构性和控制性的方式来处理程序执行期间发生的事件。异常处理的机制如下：

• 在方法中用 try catch 语句捕获并处理异常，catch 语句可以有多个，用来匹配多个异常。
• 对于处理不了的异常或者要转型的异常，在方法的声明处通过 throws 语句拋出异常，即由上层的调用方法来处理。

以下代码是异常处理程序的基本结构：

try {
    逻辑程序块
} catch(ExceptionType1 e) {
    处理代码块1
} catch (ExceptionType2 e) {
    处理代码块2
    throw(e);    // 再抛出这个"异常"
} finally {
    释放资源代码块
}