异常-Exception

异常的概念

Java 异常是一个描述在代码段中发生异常的对象，当发生异常情况时，一个代表该异常的对象被创建并且在导致该异常的方法中被抛出，而该方法可以选择自己处理异常或者传递该异常。

异常继承体系

Throwable 可以用来表示任何可以作为异常抛出的类，分为两种： Error 和 Exception。

• Error：通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些错误时，建议终止程序；
• Exception：通常情况下是可以被程序处理的，捕获后可能恢复，并且在程序中应该尽可能地去处理这些异常。

Java 异常分为两种：

• 受检异常：除了 RuntimeException 及其子类以外，其他的 Exception 类及其子类都属于这种异常。
• 非受检异常：包括 RuntimeException 及其子类和 Error。

注意：非受检查异常为编译器不要求强制处理的异常，受检异常则是编译器要求必须处置的异常。

Exception 这类异常分为运行时异常和非运行时异常（编译异常）：

• 运行时异常 ：包括 RuntimeException 及其子类。比如 NullPointerException、IndexOutOfBoundsException。属于非受检异常，可以进行捕捉处理，也可以不处理。
• 非运行时异常（编译异常）：RuntimeExcaption 以外的 Exception。IOException、SQLException 已经自定义的异常，必须要进行处理。

Java 异常的处理机制

Java 异常处理机制本质上就是抛出异常和捕捉异常。

抛出异常

i.普通问题:指在当前环境下能得到足够的信息，总能处理这个错误。

ii.异常情形:是指阻止当前方法或作用域继续执行的问题。对于异常情形，已经程序无法执行继续下去了，
因为在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题，我们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。

iii.抛出异常后，会有几件事随之发生：
​
第一：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

第二：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。
​
捕捉异常

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、错误和受检异常，Java技术所要求的异常处理方式有所不同。

（1）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。

（2）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。

（3）对于所有的受检异常，
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受检异常时，它必须声明将抛出异常。

Java 异常的处理原则

• 具体明确：抛出的异常应能通过异常类名和message准确说明异常的类型和产生异常的原因；
• 提早抛出：应尽可能早地发现并抛出异常，便于精确定位问题；
• 延迟捕获：异常的捕获和处理应尽可能延迟，让掌握更多信息的作用域来处理异常

Java 常见异常以及错误

try-catch-finally语句块的执行

(1) try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个 catch 块，如果没有 catch 块，则必须跟一个 finally 块。

(2) catch 块：用于处理try捕获到的异常。

(3) finally 块：无论是否捕获或处理异常，finally 块里的语句都会被执行。
当在 try 块或 catch 块中遇到 return 语句时，finally 语句块将在方法返回之前被执行。

在以下 4 种特殊情况下，finally 语句块不会被执行：

• 在finally语句块中发生了异常
• 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
• 程序所在的线程死亡。
• 关闭 CPU。

try catch代码块的性能如何

• 会影响 JVM 的重排序优化；
• 异常对象实例需要保存栈快照等信息，开销比较大。

try-with-resources

适用范围：任何实现 java.lang.AutoCloseable 或者 java.io.Closeable 的对象。

在 try-with-resources 语句中，任何 catch 或 finally 代码块在声明的资源关闭后运行。

使用 try-catch-finally 关闭资源：

//读取文本文件的内容
Scanner scanner = null;
try {
    scanner = new Scanner(new File("D://read.txt"));
    while (scanner.hasNext()) {
        System.out.println(scanner.nextLine());
    }
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (scanner != null) {
        scanner.close();
    }
}

使用 try-with-resources 语句改造上面的代码：

try (Scanner scanner = new Scanner(new File("test.txt"))) {
    while (scanner.hasNext()) {
        System.out.println(scanner.nextLine());
    }
} catch (FileNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

使用 try-with-resources 语句关闭多个资源：

try (BufferedInputStream bin = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("test.txt")));  // 这里采用 ";" 进行分割
     BufferedOutputStream bout = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(new File("out.txt")))) {
    int b;
    while ((b = bin.read()) != -1) {
        bout.write(b);
    }
}
catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
}

final & finally & finalize

final：最终的意思，可以修饰类，修饰成员变量，修饰成员方法

修饰类：类不能被继承

修饰变量：变量是常量

修饰方法：方法不能被重写（Override）

(2)finally：是异常处理的关键字，用于释放资源。一般来说，代码必须执行（特殊情况：在执行到finally JVM就退出了）

(3)finalize：是Object的一个方法，用于垃圾回收。

看程序写结果

public class TestException {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(getInt());
    }

    public static int getInt(){
        int a=10;
        try{
            System.out.println(a/0);
        }catch (ArithmeticException e){
            a=30;
            return a; 
        }finally {
            a=40;
        }
        System.out.println("a="+a);
        return a;
    }
}

结果为：

30