本篇博客介绍Java中的异常机制及其基本使用。

什么是异常？

首先，我们再来回顾一下刚开始接触Java时犯的一些错误：

除0操作。
数组下标越界。
访问null对象。

上述几个出错程序运行之后打出的Exception开头的红色的提示就是异常信息。那什么是异常呢？

异常就是指程序运行时，出现错误时通知程序调用者的一种机制。
注意异常时运行时的一种机制，不是编译期。我们可以举个例子来理解一下什么是编译期的错误，比如我们写代码时出现关键字的拼写错误，此时出现的错误就是编译期的错误。

防御式编程

什么是防御式编程？

防御式编程时提高软件质量技术的有益辅助手段；
防御式编程的主要思想是：子程序应该不因传入错误数据而被破坏，哪怕是由其他子程序产生的错误数据；
这种思想将可能出现的错误造成的影响控制在有限的范围内。

错误在代码中是客观存在的。因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿。主要有两种方式：

LBYL：Look Before You Leap，在操作之前就做充分的检查；
EAFP：It’s Easier to Ask Forgiveness than Permission，先操作，遇到问题再处理。

异常的核心思想就是EAFP（先操作，遇到问题再处理）。

异常的优点

我们通过一个简单的例子来看一下网络通信LBYL和EAFP的处理流程：

LBLY方式。
EAFP方式。

对比两种风格的代码，我们可以发现：

LBLY处理方式会将正常流程和错误处理流程代码混在一起，代码整体显得比较混乱；
EAFP处理方式的正常流程和错误处理流程是分开的，更容易理解代码。

异常的基本用法

异常捕获

基本语法如下：

try {
	// 可能出现异常的语句;
} [catch (异常类型 异常对象) {
	// 异常的处理
} ...]
[finally {
	// 异常出口
}]

try代码块中放的是可能出现异常的代码；
catch代码块中放的是出现异常后的处理行为；
finally代码块中的代码用于处理善后工作，会在最后执行；
其中catch和finally都可以根据情况选择加或者不加。

下面我们看几种常见的异常处理方式：

不处理异常。

可以看到，如果对于异常不进行处理，程序就会在出现异常处终止，后序的代码将不再执行。其实这里异常并不是没有被处理，而是被JVM处理，JVM处理异常的方式就是打印出现异常的调用栈信息并终止程序。
使用try catch后的程序执行过程。

从运行结果可以看出，try中一旦有了异常，就会跳到对应的catch中，不再执行try中剩余的逻辑。
catch只能处理对应种类的异常。

可以看到，这里的catch语句并没有捕获到数组访问越界的异常，该异常最终被JVM处理。
catch可以有多个。

一段代码可能会抛出多种不同的异常，不同的异常有不同的处理方式。因此可以搭配多个catch代码块。如果多个异常的处理方式是完全相同的，也可以写成如下形式：
也可以使用一个catch捕获所有的异常。Exception类是所有异常类的父类。因此可以用这个类型表示捕获所有异常。catch进行匹配的时候，不仅可以捕捉到相同类型的异常，还可以捕捉到目标类型异常的子类对象。不推荐使用这种方式。
finally表示最后的善后工作，如释放资源。

无论try中是否发生异常，finally中的代码一定会执行。
可以使用try回收资源。

和前一个代码的写法等价，将Scanner对象在try的()中创建，能够保证在try执行完毕后自动调用Scanner的close方法。
如果当前方法中没有合适的异常处理方式，异常就会沿着调用栈向上传递，直到最后交给JVM处理。

异常处理流程

程序先执行try中的代码；
如果try中的代码出现异常，就会结束try中的代码，看和catch中的异常类型是否匹配；
如果找到匹配的异常类型，就会执行catch中的代码；
如果没有找到匹配的异常类型，就会将异常向上传递到上层调用者；
无论是否找到匹配的异常类型，finally中的代码都会被执行到（在该方法结束之前执行）；
如果上层调用者也无法处理异常，异常就会继续向上传递；
一直到main方法也没有合适的代码处理异常，就会交给JVM来进行处理，此时程序就会异常终止。

异常抛出

除了Java内置的类会抛出一些异常之外，程序猿也可以手动抛出某个异常。使用throw关键字来完成这个操作。
下面来看一个具体的例子：

异常说明

我们在处理异常时，通常希望知道这段代码中究竟会出现哪些可能的异常。我们可以使用throws关键字，把可能抛出的异常显式的标注在方法定义的位置。从而提醒调用者要注意捕获。

finally的注意事项

我们知道finally中的代码保证一定能够被执行到，而且是在return语句之前，有时会带来一些麻烦，我们看下面一个代码：

注意：

finally执行的时机是在方法返回之前（try或者catch中如果有return会在这个return之前执行finally）；
但是如果finally中也存在return语句，那么就会执行finally中的return，从而不会执行到try中原有的return；
不建议在finally中写return语句，编译器会有警告。

Java异常体系

顶层类Throwable派生出两个重要的子类，Error和Exception；
其中Error指的是Java运行时内部错误和资源耗尽错误。应用程序不抛出此类异常。这种内部错误一旦出现，除了告知用户并使程序终止之外，没有别的办法，这种情况很少出现；
Exception是程序猿使用的异常类的父类；
其中Exception有一个子类称为RuntimeException，这里面又派生出很多我们常见的异常类NullPointerException等。

Java语言规范将派生于Error类或RuntimeException类的所有异常称为非受查异常，所有的其他异常称为受查异常。
如果一段代码可能抛出受查异常，那么必须显式进行处理。

从报错信息可以看出，我们必须对受查异常进行处理。
这里有两种处理方式：