java異常體系結構
一、 異常的概念及分類
異常是指程式執行時出現的錯誤，java語言的異常處理框架是java語言健壯性的一個重要體現。
java把異常當做物件來處理，並定義一個基類java.lang.Throwable作為所有異常的超類。
在javaAPI中已經定義了許多異常類，這些異常類分為兩大類，錯誤（Error）和異常（Exception）。
1、Error和Exception
Throwable是所有異常和錯誤的超類，有兩個子類，分別是Error和Excetion。Exception又分為執行時異常和非執行時異常，用他的兩個子類來表示，程式中應該儘可能的去處理這些異常。
2、執行時異常和非執行時異常
執行時異常都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException異常等。這些異常時不檢查 ，程式中可以選擇捕獲處理也可以不處理，這些錯誤一般是由邏輯錯誤引起的，程式應該從邏輯角度儘可能避免這種異常發生。
非執行時異常時除RuntimeException以外的異常，從語法角度講，是必須處理的異常，如果不處理程式編譯不通過，如IOException和SQLException等以及使用者自定義的異常。
二、異常的捕獲和處理
在java中處理異常的完整語法是
try{
//（嘗試執行的）程式程式碼
}catch(異常型別 異常的變數名){
//異常處理程式碼
}finally{
//總是要執行的程式碼
} catch語句塊會捕獲與自己型別相同的異常型別，並進行異常處理程式碼。
finally是緊跟catch的語句塊，不管try語句塊中的異常是否發生，finally總會執行。
2、使用try、catch、finally時應注意的事情：第一、try，catch，finally均不能單獨使用，3個語句塊只有3中組合形式，try{}catch，try{}finally，try{}catch{}finally{}，catch可以有一個或多個，finally語句最多隻有一個。第二，try，catch，finally3個語句塊內部的變數的作用域是塊內部，分別獨立而不能互相訪問，如需在3個塊中都訪問則需要定義在它們外面。第三，多個catch塊的時候只會匹配一個catch，並且匹配的順序是從上到下。
3、throw和throws關鍵字區別
throw關鍵字是用於方法體內部，用於丟擲一個Throwable型別的異常。如果丟擲了檢查異常，則還應該在方法體頭部宣告方法可能丟擲的異常的型別，該方法的呼叫者也必須檢查處理跑出的異常，如果所有方法都層層上拋獲取的異常，最終JVM會進行處理，處理也很簡單，就是列印異常訊息和堆疊資訊。如果丟擲的是Error或者RuntimeException,則方法的處理者可選擇處理這個異常。
throws關鍵字用於方法體外部的方法宣告部分，用來宣告方法體可能丟擲的某些異常，僅當丟擲了檢查異常，該方法的呼叫者才必須處理或重新丟擲該異常，該方法的呼叫者無法處理該異常的時候，應該繼續丟擲，而不是囫圇吞棗一般在catch中列印一下堆疊資訊做個勉強處理。
三、異常的一般處理原則
1、能早處理就早處理，拋不出去還不能處理的就想法消化掉或者轉換為RuntimeException處理；
2、對於檢查異常，如果不能行之有效的處理還不如轉換為RuntimeException丟擲，這樣也讓上層程式碼有選擇的餘地，可以處理也可以不處理。
3、對於一個應用系統來說，應該有自己的一套異常處理框架，這樣當異常發生時，也能得到統一的異常處理風格，將優雅的異常資訊反饋給客戶。
四、異常的轉譯與異常鏈
1、異常轉譯的原理
所謂的異常轉譯就是將一種異常轉換為另一種新的異常，也許這種異常更能準確表達程式發生異常。在java中有個概念就是異常原因，異常原因是導致當前丟擲異常的那個異常物件，幾乎所有帶異常原因的異常構造方法都使用Throwable型別作為引數型別，這也就為異常的轉譯提供了直接的支援，因為任何形式的異常和錯誤都是Throwable的子類。比如將SQLException轉換成另外一個新的異常DAOException可以這麼寫：
先自定一個DAOException:
public class DAOException extends RuntimeException {
/(省略了部分程式碼)
public DAOException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}DAOException daoEx = new DAOException ( "SQL異常", e);
DAOException daoEx = new DAOException ( "SQL異常", e);
為什麼要這麼做呢？筆者認為，異常的處理存在著一套哲學思想：對於一個應用系統來說， 系統所發生的任何異常或者錯誤對操作使用者來說都是系統"執行時"異常，都是這個應用系統內部的異常。這也是異常轉譯和應用系統異常框架設計的指導原則。在系統中大量處理非檢查異常的負面影響很多，最重要的一個方面就是程式碼可讀性降低，程式編寫複雜，異常處理的程式碼也很蒼白無力。 因此，很有必要將這些檢查異常Exception和錯誤Error轉換為RuntimeException異常，讓程式設計師根據情況來決定是否捕獲和處理所發生的異常。
圖中的三條線標識轉換的方向，分三種情況：
①：Error到Exception：將錯誤轉換為異常，並繼續丟擲。例如Spring WEB框架中，將org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet的doDispatch()方法中，將捕獲的錯誤轉譯為一個NestedServletException異常。這樣做的目的是為了最大限度挽回因錯誤發生帶來的負面影響。因為一個Error常常是很嚴重的錯誤，可能會引起系統掛起。
②：Exception到RuntimeException：將檢查異常轉換為RuntimeException可以讓程式程式碼變得更優雅，讓開發人員集中經理設計更合理的程式程式碼，反過來也增加了系統發生異常的可能性。
③：Error到RuntimeException：目的還是一樣的。把所有的異常和錯誤轉譯為不檢查異常，這樣可以讓程式碼更為簡潔，還有利於對錯誤和異常資訊的統一處理。
2、異常鏈
異常鏈顧名思義就是將異常發生的原因一個傳一個串起來，即把底層的異常資訊傳給上層，這樣逐層丟擲。 Java API文件中給出了一個簡單的模型：
try {
lowLevelOp();
} catch (LowLevelException le) {
throw (HighLevelException)
new HighLevelException().initCause(le);
} 三、設計一個高效合理的異常處理框架
對於一個應用系統來說，發生所有異常在使用者看來都是應用系統內部的異常。因此應該設計一套應用系統的異常框架，以處理系統執行過程中的所有異常。 基於這種觀點，可以設計一個應用系統的異常比如叫做AppException。並且對使用者來說，這些異常都是執行應用系統執行時發生的，因此AppException應該繼承RuntimeException，這樣系統中所有的其他異常都轉譯為AppException，當異常發生的時候，前端接收到AppExcetpion並做統一的處理。
畫出異常處理框架如圖 3 ：
在這個設計圖中，AppRuntimeException是系統異常的基類，對外只丟擲這個異常，這個異常可以由前端（客戶端）接收處理，當異常發生時，客戶端的相關元件捕獲並處理這些異常， 將"友好"的資訊展示給客戶。
在AppRuntimeException下層，有各種各樣的異常和錯誤，最終都轉譯為AppRuntimeException，AppRuntimeException下面還可以設計一些別的子類異常，比如AppDAOException、OtherException等， 這些都根據實際需要靈活處理。 在往下就是如何將捕獲的原始異常比如SQLException、HibernateException轉換為更高階一點AppDAOException。
有關異常框架設計這方面公認比較好的就是Spring，Spring中的所有異常都可以用org.springframework.core.NestedRuntimeException來表示，並且該基類繼承的是RuntimeException。 Spring框架很龐大，因此設計了很多NestedRuntimeException的子類，還有異常轉換的工具， 這些都是非常優秀的設計思想。
四、 Java異常處理總結
回顧全文，總結一下Java異常處理的要點：
1、 異常是程式執行過程過程出現的錯誤，在Java中用類來描述，用物件來表示具體的異常。 Java將其區分為Error與Exception，Error是程式無力處理的錯誤，Exception是程式可以處理的錯誤。 異常處理是為了程式的健壯性。
2、 Java異常類來自於Java API定義和使用者擴充套件。通過繼承Java API異常類可以實現異常的轉譯。
3、 異常能處理就處理，不能處理就丟擲，最終沒有處理的異常JVM會進行處理。
4、 異常可以傳播，也可以相互轉譯，但應該根據需要選擇合理的異常轉譯的方向。
5、 對於一個應用系統，設計一套良好的異常處理體系很重要。這一點在系統設計的時候就應該考慮到。