一，基本概念

  異常是程式在執行時出現的不正常情況。是Java按照面向物件的思想將問題進行物件封裝。這樣就方便於操作問題以及處理問題。
  異常處理的目的是提高程式的健壯性。你可以在catch和finally程式碼塊中給程式一個修正機會，使得程式不因不可控制的異常而影響程式的流程。同時，通過獲取Java異常資訊，也為程式的開發維護提供了方便。
Java異常類層次結構圖

Java中的異常用物件來處理,並定義java.lang.Throwable作為所有異常的超類。Throwable分成了兩個不同的分支，Exception（異常）和 Error（錯誤）；

其中異常類Exception又分為執行時異常(RuntimeException)和非執行時異常。或不受檢查異常（Unchecked Exception）和檢查異常（Checked Exception）；

異常是針對 方法 來說的，丟擲、宣告丟擲、捕獲和處理異常都是在方法中進行的；

Java異常處理通過5個關鍵字try、catch、throw、throws、finally進行管理；

Error（錯誤）：災難性的致命的錯誤，是程式無法控制和處理的。

  Error類物件由 Java 虛擬機器生成並丟擲，大多數錯誤與程式碼編寫者所執行的操作無關。例如，Java虛擬機器執行錯誤、記憶體溢位。這些異常發生時，Java虛擬機器（JVM）一般會選擇執行緒終止；還有發生在虛擬機器試圖執行應用時，如類定義錯誤、連結錯誤。這些錯誤是不可查的，因為它們在應用程式的控制和處理能力之外，而且絕大多數是程式執行時不允許出現的狀況。對於設計合理的應用程式來說，即使確實發生了錯誤，本質上也不應該試圖去處理它所引起的異常狀況。
Exception（異常）：通常情況下是可以被程式處理的，並且在程式中應該儘可能的去處理這些異常。。

執行時異常和受檢查異常

執行時異常 (unChecked異常)：

  RuntimeException類及其子類都被稱為執行時異常。這些異常一般是由程式邏輯錯誤引起的，屬於應該解決的Bug，程式應該從邏輯角度避免這類異常的發生，不推薦try-catch來捕獲處理，但是有時候為了增強使用者體驗，保證Crash次數降到最低，會人為捕捉一些執行時異常。這種異常的特點是Java編譯器不去檢查它，也就是說，當程式中可能出現這類異常時，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws字句宣告丟擲它，還是會編譯通過。但在執行時會被系統自動丟擲。
非執行時異常 (checked異常)：

  除了RuntimeException類及其子類外，其他的Exception類及其子類都屬於非執行時異常，從程式語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理程式就不能編譯通過。
異常轉型和異常鏈：

  我們做的JEE專案時候，一般會有三層的結構：持久層、邏輯層、展現層。異常也是如此的，當我們各個層之間傳遞異常，我們就需要先封裝，然後傳遞。
異常鏈示例

catch (SQLException e)
{
throw new JdbcException(e);
}

三、異常處理機制

  在 Java 應用程式中，異常處理機制為：丟擲異常，捕捉異常。
丟擲異常
  當一個方法出現錯誤引發異常時，方法建立異常物件並交付執行時系統，異常物件中包含了異常型別和異常出現時的程式狀態等異常資訊。執行時系統負責尋找處置異常的程式碼並執行。
  該方法的呼叫者必須處理或者重新丟擲該異常。當方法的呼叫者無力處理該異常的時候，應該繼續丟擲，所經方法都層層上拋獲取的異常，若最終都沒有被處理，將交由虛擬機器處理。處理也很簡單，就是列印異常訊息和堆疊資訊，記錄日誌。
捕捉異常
  在方法丟擲異常之後，執行時系統將轉為尋找合適的異常處理器(exception handler)。潛在的異常處理器是異常發生時依次存留在呼叫棧中的方法的集合。當異常處理器所能處理的異常型別與方法丟擲的異常型別相符時，即為合適的異常處理器。
  執行時系統從發生異常的方法開始，依次回查呼叫棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法並執行。當執行時系統遍歷呼叫棧而未找到合適的異常處理器，如果出現異常的執行緒為主執行緒，則整個程式執行終止；如果非主執行緒，則終止該執行緒，其他執行緒繼續執行。
  在方法中用try-catch語句捕獲並處理異常，catach語句可以有多個，用來匹配處理異常。並且儘量將捕獲底層異常類的catch子句放在前面。
  異常總是先被丟擲，後被捕捉的。
Java規定
  對於可查異常必須捕捉、或者宣告丟擲。允許忽略不可查的RuntimeException和Error。
  RuntimeException由業務邏輯保證。
3.1、丟擲異常例項（throws 和 throw）

public class Throws
 {
 public static void main(String[] args) throws Exception
 {//丟擲異常類
 System.out.println(10 / 0);
 throw new Exception("丟擲異常物件");
 //System.out.println("throw後面的程式碼不再執行");
 }
}

3.2、捕獲異常例項（try-catch 和 finally）

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class TryCatch {
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);

try { //可能會發生異常的程式程式碼
System.out.print("請輸入一個數字:");
int a = input.nextInt();
} catch (InputMismatchException e) {// 捕捉異常
System.err.println("資料型別不符!");
e.printStackTrace();
System.err.println(e.getMessage());
// return; 若捕捉到異常會先執行finally, 再return。
} catch (Exception e) {// catch 先寫子類，再寫父類
System.out.println("再捕捉一次!");
// System.exit(0);
} finally {// 除非執行System.exit(0)，否則都會執行
System.out.println("finally 被執行!");
// 應用舉例：確保關閉資料庫，關閉流
}

System.out.println("我還是被執行了!");
// 如果提前return，則不執行了
}
}

throw 和throws關鍵字的區別
throw用於丟擲異常物件，後面跟的是異常物件；throw用在方法內。
throws用於丟擲異常類，後面跟的異常類名，可以跟多個，用逗號隔開。throws用在方法方法簽名上。
通常情況：方法內容如果有throw，丟擲異常物件，並沒有進行處理，那麼方法上一定要宣告，否則編譯失敗。
四、Java常見異常

4.1、Error

LinkageError：連結錯誤;
ThreadDeath：執行緒死鎖;
OutOfMemoryError：記憶體溢位;
StackOverflowError ：堆疊溢位；
NoClassDefFoundError：類定義錯誤;
Virtual MachineError：虛擬機器執行錯誤。
4.2、執行時異常（unChecked異常）

SecurityException：安全性異常；
NullPointerException：空指標異常；
ClassCastException：型別強制轉換異常；
ClassNotFoundException：找不到類異常；
IllegalArgumentException：非法引數異常；
NegativeArraySizeException：陣列長度為負異常；
ArithmeticException：算術條件異常。如：整數除零；
ArrayIndexOutOfBoundsException：陣列下標越界異常；
ArrayStoreException：陣列中包含不相容的值丟擲的異常；
StringIndexOutOfBoundsException：字串下標越界異常；
ArrayStoreException：向陣列中存放與宣告型別不相容物件異常；
4.3、非執行時異常（checked異常）

IOException：輸入輸出流異常；
SQLException：資料庫操作異常；
EOFException：檔案已結束異常；
TimeoutException：執行超時異常；
DataFormatException：資料格式化異常；
NoSuchFieldException：沒有匹配的屬性異常；
ClassNotFoundException：沒有匹配的類異常；
FileNotFoundException：沒有匹配的檔案異常；
NoSuchMethodException：沒有匹配的方法異常；
4.4、Throwable類的主要方法

public String getMessage()：返回關於發生的異常的詳細資訊。這個訊息在Throwable 類的建構函式中初始化了。
public Throwable getCause()：返回一個Throwable 物件代表異常原因。
public String toString()：使用getMessage()的結果返回類的串級名字。
public void printStackTrace()：列印toString()結果和棧層次到System.err，即錯誤輸出流。
public StackTraceElement [] getStackTrace()：返回一個包含堆疊層次的陣列。下標為0的元素代表棧頂，最後一個元素代表方法呼叫堆疊的棧底。
public Throwable fillInStackTrace()：用當前的呼叫棧層次填充Throwable 物件棧層次，新增到棧層次任何先前資訊中。
五、自定義異常例項

例項一：

class UserException extends Exception { // 繼承父類
public UserException() {
super();
}
public UserException(String message) {
super(message);
}
}

public void activatioin(String code) throws UserException {
try {
User user = userDao.findByCode(code);
if(user == null) throw new UserException("無效的啟用碼！");
if(user.isStatus()) throw new UserException("您已經啟用過了");
userDao.updateStatus(user.getUid(), true); // 修改狀態
} catch(SQLException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}

例項二：

package Test; 
import java.lang.Exception; 
public class TestException { 
static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定義方法丟擲異常 
if (y < 0) { // 判斷引數是否小於0 
throw new MyException("除數不能是負數"); // 異常資訊 
} 
return x/y; // 返回值 
} 
public static void main(String args[]) { // 主方法 
int a =3; 
int b =0; 
try { // try語句包含可能發生異常的語句 
int result = quotient(a, b); // 呼叫方法quotient() 
} catch (MyException e) { // 處理自定義異常 
System.out.println(e.getMessage()); // 輸出異常資訊 
} catch (ArithmeticException e) { // 處理ArithmeticException異常 
System.out.println("除數不能為0"); // 輸出提示資訊 
} catch (Exception e) { // 處理其他異常 
System.out.println("程式發生了其他的異常"); // 輸出提示資訊 
} 
}

} 
class MyException extends Exception { // 建立自定義異常類 
String message; // 定義String型別變數 
public MyException(String ErrorMessagr) { // 父類方法 
message = ErrorMessagr; 
}

public String getMessage() { // 覆蓋getMessage()方法 
return message; 
} 
} 

六、Java異常處理的原則和技巧

不要把自己能處理的異常拋給別人；
catch塊儘量保持一個塊捕獲一類異常；
細化異常的型別，不要不管什麼型別的異常都寫成Excetpion；
避免過大的try塊，不要把不會出現異常的程式碼放到try塊裡面；

如果把父類的異常放到前面，後面的catch語句塊將得不到執行的機會；

儘量將異常統一拋給上層呼叫者，由上層呼叫者統一決定如何進行處理。
不要用try-catch參與控制程式流程，異常控制的根本目的是處理程式的非正常情況;
只要不是retry或者queue的情況，基本上所有的異常都是需要繼續向上拋的，最終交給頂層異常處理機制（應用或者容器）。

Java異常處理三原則

具體明確

提早丟擲

通過提早丟擲異常（又稱＂迅速失敗＂），異常得以清晰又準確。堆疊資訊立即反映出什麼出了錯（提供了非法引數值），為什麼出錯（檔名不能為空值），以及哪裡出的錯（readPreferences()的前部分）。
延遲捕獲

異常發生時，不應立即捕獲，而是應該考慮當前作用域是否有有能力處理這一異常的能力，如果沒有，則應將該異常繼續向上丟擲，交由更上層的作用域來處理。
如何記錄異常(寫入日誌)

在異常最開始發生的地方進行日誌資訊記錄；
如果捕獲到一個異常，但是這個異常是可以處理的。則無須記錄異常;
捕獲到一個未記錄過的異常或外部系統異常時，應該記錄異常的詳細資訊。
記錄checked異常還是unChecked異常

如果一個異常是可以恢復的，可以被呼叫者正確處理的，使用checked異常；
如果一個異常是致命的，不可恢復的。或者呼叫者去捕獲它沒有任何益處，使用unChecked異常；
在使用unChecked異常時，必須在在方法宣告中詳細的說明該方法可能會丟擲的unChekced異常。由呼叫者自己去決定是否捕獲unChecked異常；
受檢異常儘可能轉化為非受檢異常。

在類繼承的時候，方法覆蓋時如何進行異常處理

如果父類的方法宣告一個異常，則子類在重時宣告的異常範圍應該不小於 父類；
如果父類或者介面中的方法沒有丟擲過異常，那麼子類是不可以丟擲異常的，如果子類的覆蓋的方法中出現了異常，只能try不能throws；
如果這個異常子類無法處理，已經影響了子類方法的具體運算，這時可以在子類方法中，通過throw丟擲RuntimeException異常或者其子類，這樣，子類的方法上是不需要throws宣告的。