本篇博客介紹Java中的異常機制及其基本使用。

什麼是異常？

首先，我們再來回顧一下剛開始接觸Java時犯的一些錯誤：

除0操作。
數組下標越界。
訪問null對象。

上述幾個出錯程序運行之後打出的Exception開頭的紅色的提示就是異常信息。那什麼是異常呢？

異常就是指程序運行時，出現錯誤時通知程序調用者的一種機制。
注意異常時運行時的一種機制，不是編譯期。我們可以舉個例子來理解一下什麼是編譯期的錯誤，比如我們寫代碼時出現關鍵字的拼寫錯誤，此時出現的錯誤就是編譯期的錯誤。

防禦式編程

什麼是防禦式編程？

防禦式編程時提高軟件質量技術的有益輔助手段；
防禦式編程的主要思想是：子程序應該不因傳入錯誤數據而被破壞，哪怕是由其他子程序產生的錯誤數據；
這種思想將可能出現的錯誤造成的影響控制在有限的範圍內。

錯誤在代碼中是客觀存在的。因此我們要讓程序出現問題的時候及時通知程序猿。主要有兩種方式：

LBYL：Look Before You Leap，在操作之前就做充分的檢查；
EAFP：It’s Easier to Ask Forgiveness than Permission，先操作，遇到問題再處理。

異常的核心思想就是EAFP（先操作，遇到問題再處理）。

異常的優點

我們通過一個簡單的例子來看一下網絡通信LBYL和EAFP的處理流程：

LBLY方式。
EAFP方式。

對比兩種風格的代碼，我們可以發現：

LBLY處理方式會將正常流程和錯誤處理流程代碼混在一起，代碼整體顯得比較混亂；
EAFP處理方式的正常流程和錯誤處理流程是分開的，更容易理解代碼。

異常的基本用法

異常捕獲

基本語法如下：

try {
	// 可能出現異常的語句;
} [catch (異常類型 異常對象) {
	// 異常的處理
} ...]
[finally {
	// 異常出口
}]

try代碼塊中放的是可能出現異常的代碼；
catch代碼塊中放的是出現異常後的處理行爲；
finally代碼塊中的代碼用於處理善後工作，會在最後執行；
其中catch和finally都可以根據情況選擇加或者不加。

下面我們看幾種常見的異常處理方式：

不處理異常。

可以看到，如果對於異常不進行處理，程序就會在出現異常處終止，後序的代碼將不再執行。其實這裏異常並不是沒有被處理，而是被JVM處理，JVM處理異常的方式就是打印出現異常的調用棧信息並終止程序。
使用try catch後的程序執行過程。

從運行結果可以看出，try中一旦有了異常，就會跳到對應的catch中，不再執行try中剩餘的邏輯。
catch只能處理對應種類的異常。

可以看到，這裏的catch語句並沒有捕獲到數組訪問越界的異常，該異常最終被JVM處理。
catch可以有多個。

一段代碼可能會拋出多種不同的異常，不同的異常有不同的處理方式。因此可以搭配多個catch代碼塊。如果多個異常的處理方式是完全相同的，也可以寫成如下形式：
也可以使用一個catch捕獲所有的異常。Exception類是所有異常類的父類。因此可以用這個類型表示捕獲所有異常。catch進行匹配的時候，不僅可以捕捉到相同類型的異常，還可以捕捉到目標類型異常的子類對象。不推薦使用這種方式。
finally表示最後的善後工作，如釋放資源。

無論try中是否發生異常，finally中的代碼一定會執行。
可以使用try回收資源。

和前一個代碼的寫法等價，將Scanner對象在try的()中創建，能夠保證在try執行完畢後自動調用Scanner的close方法。
如果當前方法中沒有合適的異常處理方式，異常就會沿着調用棧向上傳遞，直到最後交給JVM處理。

異常處理流程

程序先執行try中的代碼；
如果try中的代碼出現異常，就會結束try中的代碼，看和catch中的異常類型是否匹配；
如果找到匹配的異常類型，就會執行catch中的代碼；
如果沒有找到匹配的異常類型，就會將異常向上傳遞到上層調用者；
無論是否找到匹配的異常類型，finally中的代碼都會被執行到（在該方法結束之前執行）；
如果上層調用者也無法處理異常，異常就會繼續向上傳遞；
一直到main方法也沒有合適的代碼處理異常，就會交給JVM來進行處理，此時程序就會異常終止。

異常拋出

除了Java內置的類會拋出一些異常之外，程序猿也可以手動拋出某個異常。使用throw關鍵字來完成這個操作。
下面來看一個具體的例子：

異常說明

我們在處理異常時，通常希望知道這段代碼中究竟會出現哪些可能的異常。我們可以使用throws關鍵字，把可能拋出的異常顯式的標註在方法定義的位置。從而提醒調用者要注意捕獲。

finally的注意事項

我們知道finally中的代碼保證一定能夠被執行到，而且是在return語句之前，有時會帶來一些麻煩，我們看下面一個代碼：

注意：

finally執行的時機是在方法返回之前（try或者catch中如果有return會在這個return之前執行finally）；
但是如果finally中也存在return語句，那麼就會執行finally中的return，從而不會執行到try中原有的return；
不建議在finally中寫return語句，編譯器會有警告。

Java異常體系

頂層類Throwable派生出兩個重要的子類，Error和Exception；
其中Error指的是Java運行時內部錯誤和資源耗盡錯誤。應用程序不拋出此類異常。這種內部錯誤一旦出現，除了告知用戶並使程序終止之外，沒有別的辦法，這種情況很少出現；
Exception是程序猿使用的異常類的父類；
其中Exception有一個子類稱爲RuntimeException，這裏面又派生出很多我們常見的異常類NullPointerException等。

Java語言規範將派生於Error類或RuntimeException類的所有異常稱爲非受查異常，所有的其他異常稱爲受查異常。
如果一段代碼可能拋出受查異常，那麼必須顯式進行處理。

從報錯信息可以看出，我們必須對受查異常進行處理。
這裏有兩種處理方式：