什麼是異常
從事Java開發的小夥伴對於「異常」應該不陌生，因為每天都會遇到不少異常，或捕獲，或拋出。那究竟什麼是異常？異常即非正常的，不同於平常、一般化的情況。在平時生活中，醫生會說你身體的某個部位有異常，該異常會有什麼什麼的影響，是由某某原因引起的；我每天都準時打卡，按時上下班，那麼我本月的考勤是正常的，反之，但凡有遲到、曠工、早退的情況之一的，我本月的考情就會有異常。
而在程序中，代碼在運行中如果出現運行錯誤，程序會終止運行，這時由於錯誤導致程序運行終止的情況就是程序出現了異常。異常並不是指語法錯誤，因為如果語法錯了，編譯就通不過，不會產生JVM能夠識別的字節碼文件，是沒法運行起來的，所以只有運行中的程序才會有異常一說。
Java 異常體系
異常處理是衡量一門語言是否成熟的標準之一，C系列的語言諸如：Java、C++、C 等都支持異常處理，有自己的一套異常處理機制。異常處理機制可以讓程序有更好的容錯性，使代碼更加健壯；但C語言卻沒有異常處理機制，C程式設計師一般都是利用方法的返回值來實現異常處理，使用 if + 條件 來判斷正常和異常情況，使用特定返回值來表示異常情況。
引入異常處理機制可以解決的問題有：
使用方法的返回值來表示異常情況有局限性，需要無窮列舉所有的異常情況；異常流程代碼和正常流程代碼混合一起，代碼往往很臃腫，也很複雜性；代碼的可讀性和可維護性都不高；隨著系統規模的不斷擴大，代碼很難維護，特別是系統可拓展性差；通過一下這個案例來說明引入異常之前的處理方式：
// 汽車class Car {// 汽車是否正常運行 public static final boolean IS_OK = true; // 汽車運行 public boolean run(int wheelNum) { if (wheelNum == 4) { return true; } return false; }}// 上班族class Officer { private Car car; public Officer(Car car) { this.car = car; } // 開車去上班 public boolean goWorkByCar(int wheelNum) { if (car == null) { // 只能選擇其他出行方式了 goWorkByOther(); return false; } boolean result = car.run(wheelNum); if (result) { System.out.println("升職，加薪，迎娶白富美"); return true; } System.out.println("遲到，扣薪，領導天天噴"); return false; } // 其他方式上班 public void goWorkByOther() { System.out.println("其他方式上班"); }}// 運行demopublic class WorkDemo { public static void main(String[] args) { Car car = new Car(); Officer officer = new Officer(car); officer.goWorkByCar(4); }}
上述案例中，只是簡單粗暴地把汽車的狀態分為true和false兩種，細化不夠，不能體現出汽車的詳細狀態；業務邏輯也很局限，如果要拓展，就要花費更大的成本。
針對於上述的問題，Java基於面向對象的思想提出了解決方案：
把不同類型的異常情況使用不同的類來表示，不同的異常類有共同的父類；分離異常流程代碼和正確流程代碼；規範了異常處理機制，靈活處理異常，能處理就將其捕獲並處理，如果處理不了異常，就將其交給調用者來處理；Java 異常體系：Java API文檔中的詳細介紹如下
Error：表示錯誤，一般指JVM相關的不可修復的錯誤，如：系統崩潰、內存溢出、JVM內部錯誤等，由JVM拋出，我們一般情況下不需要處理，幾乎其所有的子類都是以「Error」作為類名後綴；比如：StackOverflowError，當應用程式遞歸太深而發生內存溢出時，就會拋出該錯誤。Exception：表示異常，指程序中出現不正常的情況，異常一般都是需要程式設計師來處理的（可以捕獲或者拋出）；幾乎其所有的子類都是以「Exception」作為類名的後綴；Throwable：在Java 體系中，Throwable類是所有錯誤和異常的父類；當出現了沒見過的異常時，可以將異常類的類名拿到Java API文檔中去查找，通過文章介紹即可獲得異常的詳細信息，以及其在Java中的繼承、實現體系；常見的Exception有：
NullPointerException：空指針異常，一般當對象為null的時候，對該對象做操作時會出現該異常；ArrayIndexOutOfBoundsException：數組的索引越界，操作數組時使用的索引超出了數組的數據範圍會出現；NumberFormatException：數字格式化異常，把非數字的數據類型轉換為數字類型時使用了非法的轉換對象；Java 的異常詳解：
運行結果如下：
如果出現異常，會立刻中斷運行中的程序，所以必須處理異常，而處理方式有兩種：
throws：當前方法不處理，而是聲明拋出，由該方法的調用者來處理；try-catch：在當前方法中使用try-catch的語句塊來處理異常；
捕獲異常 try-catch
出現異常之後，程序會中斷執行，所以異常必須處理；處理的方式有兩種：捕獲和拋出，兩種方式二選一即可。我們先來運行一個案例來證明：
運行結果如下：
通過查看運行結果，是我們期望的運行結果，代碼運行成功；那麼接下來我們對上述案例稍作修改，再來看其運行結果如何：
運行結果如下：
通過查看運行結果，運行結果並不是我們想要的，代碼中出現了異常，代碼被中斷運行。對比兩次的運行結果，我們可以得出結論：出現異常之後，程序會中斷執行，異常必須處理。
try-catch 異常捕獲：使用try-catch捕獲單個異常，語法如下：
注意：try和catch都不能單獨使用，必須連用。
所以可以對上述出現異常的代碼使用try-catch來處理：
運行結果如下：
通過查看運行結果，不難發現，使用try-catch之後，程序遇到異常時不再中斷執行，而是跳過異常代碼及其之後的在try-catch中的剩餘代碼語句，來到catch代碼塊中執行我們定義的異常處理代碼；
在上述案例中是列印出了異常信息，異常對象信息，異常棧追蹤；其中的3個方法都是Throwable類的方法：
String getMessage()：獲取異常的詳細描述信息；String toString()：獲取異常的類型、異常描述信息；void printStackTrace()：列印異常的跟蹤棧信息並輸出到控制臺，但不能在System.out.println()中使用該方法；其中包含了異常的類型、異常的原因、異常出現的位置；在開發和調試階段，該方法都很有用，方便調試和修改；
使用try-catch捕獲多個異常：語法如下：
注意
一個catch語句，只能捕獲一種類型的異常，如果需要捕獲多種異常類型，就得使用多個catch語句；try-catch中的代碼在只會出現一種類型的異常，只能一個catch捕獲，不可能同時匹配多個catch；在有多個catch語句的代碼中出現異常時，會從上到下依次匹配catch語句，所以多個catch語句應該按照從子類到父類的順序依次定義；一旦匹配上其中一個catch之後，便不會匹配剩餘的catch，而是會跳出try-catch，執行之後的代碼；捕獲多個異常的案例：
運行結果如下：
拋出異常
拋出異常有兩種方式：
throw：用於方法內部，用於給調用者返回一個異常對象，和return一樣會結束當前方法；throws：運用於方法聲明之上，定義於方法參數之後，表示當前方法不處理異常，而是提醒該方法的調用者來處理拋出的異常(一個或者多個異常)；如：private static int divide(int num1, int num2) throws Exception {}throw語句：運用於方法內部，拋出一個具體的異常對象，中止方法的執行，其語法格式如下：
throw new 異常類("異常信息");
一般的，當一個方法出現異常的情況，我們不知道該方法應該返回什麼時，此時就可以返回一個錯誤，在catch語句塊中使用throw繼續向上拋出異常。return 是返回一個值，throw 是返回一個錯誤，返回給該方法的調用者。比如：String類的charAt方法就是一個很好的例子：
throws 語句：
如果每一個方法都放棄處理異常都直接通過throws聲明拋出，最後異常會拋到main方法，如果此時main方法還不處理，會繼續拋出給JVM，JVM底層的處理機制就是列印異常的跟蹤棧信息；runtime異常，默認就是這種處理方式。
方法重寫(Override)中的throws：
一同：方法的籤名必須相同。
兩小：
子類方法返回類型和父類方法返回類型相同，或是其子類；子類方法不能聲明拋出新的異常；一大：子類方法的訪問權限必須大於等於父類方法的訪問權限。
異常分類
異常(Exception)根據其在編譯時期還是運行時期去檢查異常可分為：checked異常和runtime異常，
runtime異常：又稱運行時期異常，此類型的異常在運行時期檢查；在編譯時期，運行異常並不會檢測，就不會出現，只有在運行到相關代碼時才會出現；RuntimeException自身及其子類異常都屬於runtime異常；checked異常：又稱編譯時期異常，此類型的異常在編譯時期就會檢查，而且是必須處理的，如果沒有處理，就會導致編譯失敗；除了runtime異常之外的其他異常（包括Exception自身）都屬於checked異常；
自定義異常
Java中有著不同的定義好的異常類，分別表示著某一種具體的異常情況，在開發中總是有些異常情況是Java SE庫中沒有定義好的，此時就可以根據自己業務的異常情況來定義異常類；我們把這樣的異常類稱為自定義異常類。
自定義異常類的方式：
受檢查的異常：自定義一個受檢查的異常類需要繼承於java.lang.Exception；運行時異常：自定義一個運行時期檢查的異常類，需要繼承於java.lang.RuntimeException；一般在開發中，自定義的異常都是運行時異常。
解決開車上班的案例
異常轉譯和異常鏈
異常轉譯：位於最外層的業務系統不需要關心底層的異常細節，我們通過捕獲原始的異常，將其轉換為一個新的不同類型的異常，然後再向上拋出；這個過程稱為異常轉譯。
在上述例子中：我的車壞了，在catch中重新拋出一個新的異常(OfficerException)給我的調用者(老闆)，不能把車的異常信息拋給老闆看，因為老闆不關心這些細節，關心的我是否遲到。
異常鏈：把原始異常包裝為新的異常類，形成多個異常的有序排列；異常鏈由於更加清楚、準確的定位異常出現的位置；在下述案例中，異常一層層拋出，直至異常被處理，在這個過程中，異常鏈就產生了：
Java7的異常新特性
1.增強的throw ：對比Java 6 和 Java 7 中對於拋出異常的改進來體現
2.多異常捕獲：重寫捕獲多個異常案例來體現
3.自動資源關閉：資源類必須直接或者間接實現java.lang.AutoCloseable接口
finally代碼塊
finally語句塊表示無論如何（也包括發生異常時）都會最終執行的代碼塊，比如：當我們在try語句塊中打開了一些物理資源(磁碟文件/網絡連接/資料庫連接等)，在使用完之後，都得最終關閉打開的資源。
finally的兩種用法：
1. try...finally：此時沒有catch來捕獲異常，因為此時根據應用場景會拋出異常，我們程式設計師自己不處理；
2. try...catch....finally：程式設計師自己需要處理異常，最終得手動關閉資源。
需要注意的是：finally不能單獨使用。
finally不執行的情況：
當只有在try或者catch中調用退出JVM的相關方法，此時finally才不會執行，否則finally修飾的代碼塊永遠會執行。比如：System.exit(0);//退出JVM
finally 和 return
如果finally和return語句同時存在，永遠返回finally中的結果，但是應該避免這種情況的出現。詳情看如下的案例：
還有另一種情況也很有趣，一起來看看：
為什麼會出現這種情況呢？首先finally肯定是會被執行的，所以a++之後a的值變成了14，但是finally中沒有返回值，值為14的變量a並沒有被返回；然後接著執行return a；這裡的a的值在方法執行之初就已經確定了，故返回的值是13。
處理異常的原則：
異常只能用於非正常情況，try-catch的存在也會影響性能，儘量縮小try-catch的代碼範圍；需要為異常提供說明文檔，可以參考Java doc，如果自定義了異常或某一個方法拋出了異常，應該在文檔注釋中詳細說明；儘可能避免異常的出現，如NullPointerException等；異常的粒度很重要，應該為一個基本操作定義一個 try-catch 塊，切忌將幾百行代碼放到一個 try-catch 塊中；不建議在循環中進行異常處理，應該在循環外對異常進行捕獲處理(在循環之外使用try-catch)；自定義異常儘量使用RuntimeException類型的，並且要儘量避開已存在的異常；
小結
1. 五個關鍵字：try、catch、finally、throw、throws；
2. 異常體系的兩個繼承結構：
Throwable類有兩個子類：Error和Exception。Exception類有一個特殊的子類：RuntimeException。RuntimeException類及其子類稱之為runtime異常。
Exception類和子類中除了RuntimeException體系的其他類稱之為checked異常。
3. 自定義異常類
4. Error和Exception的區別和關係
5. checked異常和runtime異常的區別
6. finally關鍵字及其相關知識
7. finally和return的執行順序
8. throw和throws的區別
完結。
老夫雖然不正經，但老夫一身的才華！