java 异常处理机制

异常指不期而至的各种状况，如：文件找不到、网络连接失败、非法参数等。异常是一个事件，它发生在程序运行期间，干扰了正常的指令流程。Java通 过API中Throwable类的众多子类描述各种不同的异常。因而，Java异常都是对象，是Throwable子类的实例，描述了出现在一段编码中的 错误条件。当条件生成时，错误将引发异常。
Java异常类层次结构图：

Error AND Exception
两者是Throwable的重要子类；

Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之 外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。

Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。

Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。

注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

通常，Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常（checked exceptions）和不可查的异常（unchecked exceptions）。

可查异常（编译器要求必须处置的异常）：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。可查异常虽然是异常状况，但在一定程度上它的发生是可以预计的，而且一旦发生这种异常状况，就必须采取某种方式进行处理。

除了RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类都属于可查异常。这种异常的特点是Java编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用try-catch语句捕获它，要么用throws子句声明抛出它，否则编译不会通过。

不可查异常(编译器不要求强制处置的异常)：包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。

Exception 这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常(编译异常)。程序中应当尽可能去处理这些异常。

运行时异常：都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException(空指针异常)、IndexOutOfBoundsException(下标越界异常)等，这些异常是不检查异常，程序中可以选择捕获处理，也可以不处理。这些异常一般是由程序逻辑错误引起的，程序应该从逻辑角度尽可能避免这类异常的发生。

运行时异常的特点是Java编译器不会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，即使没有用try-catch语句捕获它，也没有用throws子句声明抛出它，也会编译通过。

非运行时异常 （编译异常）：是RuntimeException以外的异常，类型上都属于Exception类及其子类。从程序语法角度讲是必须进行处理的异常，如果不处理，程序就不能编译通过。

处理异常
在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。
一个方法所能捕捉的异常，一定是Java代码在某处所抛出的异常。简单地说，异常总是先被抛出，后被捕捉的。

异常捕获
java提供了三个关键字：
try catch finally

1、 try...catch语句：

try {  
    // 可能会发生异常的程序代码 ，监控区域
} catch (Type1 id1){  
    // 捕获并处置try抛出的异常类型Type1  
}  
catch (Type2 id2){  
     //捕获并处置try抛出的异常类型Type2  
}
/*如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类，
或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常
对象与catch块捕获的异常类型相匹配。需要注意的是
，一旦某个catch捕获到匹配的异常类型，
将进入异常处理代码。一经处理结束，
就意味着整个try-catch语句结束。
其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。*/

例如：

package errors;
public class try_catch {
    public static void main(String args[]){
        int a=10,b=0;
        try{
            System.out.println(a/b);
        }catch (ArithmeticException e){
            System.out.println("变量不能为0");
        }
    }
}
/*此异常属于RuntimException的子类。而运行时异常将由运行时系统自动抛出，不需要使用throw语句。*/
----
变量不能为0

2、try...catch...finally
finally子句，它表示无论是否出现异常，都应当执行的内容。

try {  
    // 可能会发生异常的程序代码  
} catch (Type1 id1) {  
    // 捕获并处理try抛出的异常类型Type1  
} catch (Type2 id2) {  
    // 捕获并处理try抛出的异常类型Type2  
} finally {  
    // 无论是否发生异常，都将执行的语句块  
}

package errors;
public class try_catch {
    public static void main(String args[]){
        int a=10,b=0;
        try{
            System.out.println(a/b); //一旦出错，后面语句不在执行
            System.out.println(a);
        }catch (ArithmeticException e){
            System.out.println("变量不能为0");
        }
        finally {
            System.out.println("打印完毕...");
            //无论是否出错，此处语句均会执行；
        }
    }
}
---
变量不能为0
打印完毕...

小结：
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。
catch 块：用于处理try捕获到的异常。
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块不会被执行：
1）在finally语句块中发生了异常。
2）在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
3）程序所在的线程死亡。
4）关闭CPU。

异常抛出
throws子句和throw：

package errors;
public class try_catch {
    public static void main(String args[]){
        int a=10,b=0;
        if(b==0){
            throw new ArithmeticException();
            //System.out.println("出现异常"); 
           // throw语句后面不跟任何语句，因为无法执行
        }
        else{
            System.out.println(a/b);
        }
    }
}

package errors;
public class try_catch {
    public static int div(int a,int b) throws ArithmeticException{ 
      //抛出后要有捕获
        return a/b;}

    public static void main(String args[]) {
        int a=10,b=0;
        try {
            System.out.println(div(a,b));
        }catch (ArithmeticException e){
            System.out.println("b不能为0");
        }
        finally {
            System.out.println("打印完毕");
        }
        }
    }
---
b不能为0
打印完毕

Throw和throws的区别：

1. 位置不同：throws用在函数上，后面跟的是异常类，可以跟多个；而throw用在函数内，后面跟的是异常对象。
2. 功能不同：throws用来声明异常，让调用者只知道该功能可能出现的问题，可以给出预先的处理方式；throw抛出具体的问题对象，执行到throw，功能就已经结束了，跳转到调用者，并将具体的问题对象抛给调用者。也就是说throw语句独立存在时，下面不要定义其他语句，因为执行不到。
3. throws表示出现异常的一种可能性，并不一定会发生这些异常；throw则是抛出了异常，执行throw则一定抛出了某种异常对象。
4. 两者都是消极处理异常的方式（这里的消极并不是说这种方式不好），只是抛出或者可能抛出异常，但是不会由函数去处理异常，真正的处理异常由函数的上层调用处理。

总结
Java虚拟机用方法来调用栈来跟踪每个线程一系列的方法调用过程，该堆栈保存了每个调用方法的本地信息（比如说方法的局部变量）！每个线程都有一个独立的方法调用栈。对于Java应用程序的主线程，堆栈的底部是程序的入口方法main();当一个新方法被调用的时候，java虚拟机把描述该方法的的栈置于栈顶，位于栈顶的方法即为正在执行的方法，方法调用顺序，main()方法调用methodA（）方法，而methodB（）被methodA（）方法调用！

如果方法中的代码块中出现了异常，可以使用以下两种方式解决！
（1）在当前方法中使用try—catch结构捕获到当前方法的异常！
（2）在方法声明处通过throws语句抛出异常！
执行过程：当一个方法正常执行完毕的时候，java虚拟机会从栈中弹出该方法的栈结构，然后继续处理前一个方法。如果在执行方法的过程中抛出了异常，则java虚拟机必须找出能捕获该异常的catch代码块，它首先查看方法中是否存在这样的代码块，如果存在则执行该代码块，否则Java虚拟机会从栈中弹出该方法的栈结构，继续到前一个方法中找符合该异常的catch块！

当java虚拟机执行到栈底的底部的方法时，如果仍然没有找到处理该异常的的代码块，将按以下步骤处理：

（1）：调用异常对象的printStackTrace（）方法，打印来自方法调用栈的异常信息。

（2）：如果该线程不是主线程，那么终止这个线程，其它线程继续执行，如果该线程是主线程（即方法调用栈底部的main方法），那么整个应用程序会被终止；