Java錯誤處理、Java斷言和日誌
Java錯誤處理：
在計算機執行過程中，錯誤總是會出現：
使用者輸入的錯誤；
讀寫檔案的錯誤；
網路錯誤，記憶體耗盡等等。
如果一個方法調用出錯，呼叫方如何得知這個錯誤呢？
異常：
Java使用異常來表示錯誤。異常是class，本身帶有型別資訊。異常可以在任何地方丟擲。異常只需要在上層捕獲，和方法呼叫分離。
如：
Java的異常體系：
Java規定，必須捕獲的異常包括Exception及其子類，但不包括RuntimeException及其子類。
我們把Exception及其子類稱為Checked Exception。
不需要捕獲的異常包括Error及其子類，RuntimeException及其子類。
因為Error是發生了嚴重錯誤，程式一般對此無能為力。而Exception是發生了執行時的邏輯錯誤，應該捕獲異常並處理。
捕獲並處理錯誤：IOException，NumberFormatException；
修復程式：NullPointerException，IndexOutOfBoundsException。
我們使用try...catch捕獲異常，可能發生異常的語句放在try{...}中，使用catch捕獲對應的Exception及其子類。
如：
對可能丟擲Checked Exception的方法呼叫，我們可以捕獲Exception處理，如果不捕獲則可以用過throws宣告，但通過throws聲明後仍然需要在上層捕獲。main()方法是最後捕獲Exception的機會。如果仍沒有捕獲，JVM就會報錯並退出。
如：
總結：
Java使用異常來表示錯誤，並通過try{...}catch{...}捕獲異常；
Java的異常是class，並且從Throwable繼承；
Error是無需捕獲的嚴重錯誤；
Exception是應該捕獲的可處理的錯誤；
RuntimeException無需強制捕獲，非RunimeException（Checked Exception）需強制捕獲，或者用throws宣告。
捕獲異常：
我們可以通過try{...}catch{...}捕獲異常。
還可以使用多個catch子句來捕獲不同的Exception及其子類。
如：
catch捕獲時可以用或操作符“|”在一條catch子句中同時捕獲多種錯誤。
如：
寫的時候注意catch的順序，子類必須寫前面，因為是按從上到下的順序捕獲的。如果父類在前，由於某個子類也屬於這個父類，那麼就會先被父類的catch給捕獲。
如：
finally語句可以保證有無錯誤都會執行。finally語句不是必須的，finally總是最後才執行。
如：
總結：
catch子句的匹配順序非常重要，子類必須放前面；
finally子句保證有無異常都會執行，finally是可選的；
catch可以匹配多個非繼承關係的異常（JDK>=1.7）。
丟擲異常：
當某個方法丟擲異常時，如果當前方法沒有捕獲，異常就會被拋到上層呼叫方法，直到遇到某個try...catch被捕獲。
如：
printStackTrace()可以打印出方法的呼叫棧，對於除錯錯誤非常有用。
如：
這樣的就是方法呼叫棧。從中我們可以一步一步找出異常最初是從哪裡來的。
觀察呼叫棧，我們可以找出異常是從哪裡被丟擲的。
如何丟擲異常？
建立某個Exception的例項，用throw語句丟擲。
如：
轉換異常：
如果一個方法捕獲了某個異常後，又在catch中丟擲新的異常，就相當於把丟擲的異常型別給“轉換”了。
如：
新的異常會丟失原有的異常資訊，我們可以讓新的Exception持有原始異常資訊。
如：
注意：
在丟擲異常前，finally語句會保證執行。如果finally語句丟擲異常，則catch語句將要丟擲的異常不再執行。
如：
箭頭所指的沒有被丟擲的異常稱為“被遮蔽”的異常（suppressed exception）。
如何儲存所有的異常資訊？
我們可以用origin變數儲存原始異常；如果存在原始異常，用addSuppressed()新增新異常；如果存在原始異常，或者新異常，最後在finally丟擲。
如：
我們可以用getSupperssed()獲取所有的Suppressed Exception。
如：
總結：
printStackTrace()可以列印異常的傳播棧，對除錯很有用；
捕獲異常並再次丟擲新的異常時，應該持有原始異常資訊；
如果在finally中丟擲異常，應該把新丟擲的異常新增到原有異常中；
用getSuppressed()可以獲取所有新增的Supperssed Exception；
處理Suppressed Exception要求JDK>=1.7。
自定義異常：
首先看看JDK已有的異常：
我們還可以定義新的異常型別，新的異常型別可以從合適的Exception派生，推薦從RuntimeException派生，這樣我們就不需要強制捕獲自定義的異常。也不需要在方法中宣告需要丟擲異常。
我們可以定義新的異常關係樹：從適合的Exception派生BaseException，其他Exception從BaseException派生。
如：
自定義的異常應該提供多個構造方法。
總結：
自定義異常應該從合適的Exception派生；
推薦用RuntimeException；
自定義異常應該提供多個構造方法；
可以使用IDE根據父類快速建立構造方法。
Java斷言和日誌：
斷言：
斷言（Assertion）是一種程式除錯的方式，使用assert關鍵字，斷言條件預期為true，如果斷言失敗，丟擲AssertionError。我們還可以設定一個斷言訊息。
如：
斷言的特點：
斷言失敗時會丟擲AssertionError，導致程式結束退出；
不能用於可恢復的程式錯誤（可恢復的程式錯誤不應該使用斷言）；
只應該用於開發和測試階段。
JVM預設關閉斷言指令：
給Java虛擬機器傳遞-ea引數啟用斷言；
可以指定特定的類啟用斷言；
可以指定特定的包啟用斷言。
總結：
斷言是除錯方式，斷言失敗會丟擲AssertionError；
只能在開發和測試階段啟用斷言；
對可恢復的錯誤不能使用斷言，應該丟擲異常；
斷言很少被使用，更好地方法是編寫單元測試。
日誌：
日誌（logging）是為了取代System.out.println()語句。
日誌可以設定輸出樣式；可以設定輸出級別，禁止某些級別輸出；可以被重定向到檔案；可以按包名控制日誌級別。
JDK內建了Logging（即JDK Logging），在java.util.logging包中。
如：
JDK Logging定義了7個日誌級別：
如果設定為INFO，則輸出INFO以上的3個級別的日誌。
JDK Logging的侷限：
JVM啟動時讀取配置檔案並完成初始化；
JVM啟動後無法修改配置；
需要在JVM啟動時傳遞引數-Djava.util.logging.config.file=config-file-name。
總結：
日誌是為了替代System.out.println()，可以定義格式，重定向到檔案等；
日誌可以存檔，便於追蹤問題；
日誌記錄可以按級別分類，便於開啟或者關閉某些級別；
可以根據配置檔案調整日誌，無需修改程式碼；
JDK提供了Logging：java.util.logging。
Commons Logging：
Commons Logging是Apache建立的日誌模組：
可以掛接不同的日誌系統；
可以通過配置檔案指定掛接的日誌系統；
自動搜尋並使用Log4j；
使用JDK Logging（JDK>=1.4）。
如：
Commons Logging定義了6個日誌級別：
如何在Eclipse中引入jar包：
Project -> Property -> Java Build Path -> Libraries -> Add Jars...
建議在工程目錄下建立一個lib資料夾，把所有引用的jar包都放到這個資料夾內。
初始化Log物件：
final Log log = LogFactory.getLog(getClass());
總結：
Commons Logging是使用最廣泛的日誌模組；
Commons Logging的API非常簡單；
Commons Logging可以自動使用其他日誌模組。
Log4j：
Log4j是目前最流行的日誌框架。目前已有2.X版本。
Appender可以把同一個log輸出到不同的目的地：Console（螢幕）、File、Socket（遠端）；Filter是過濾器，決定哪些log需要被輸出；Layout用來格式化log資訊。
Commons Logging如果在classpath中發現了log4j，就會使用log4j。
最佳使用方法：
使用Commons Logging介面來寫入日誌；
開發階段無需引用Log4j；
使用Log4j只需要把正確的配置檔案和相關jar包放入工程的classpath中；
使用配置檔案可以靈活修改日誌的輸出，無需修改程式碼。
總結：
通過Commons Logging實現日誌，不需要修改程式碼即可使用Log4j；
使用Log4j只需要把log4j2.xml和相關jar放入classpath；
如果要更換Log4j，只需要移除log4j2.xml和相關jar；
只有擴充套件Log4j時，才需要引用Log4j的介面。