【Java基础知识】异常处理机制

“欲渡黄河冰塞川，将登太行雪满山。” 系统运行，风云不测，睹始知终，秋去冬来，一叶落而知秋。

1. 什么是异常？

所有使我们程序提前终止，或者没有向预想方向去执行的错误统称为异常。

2. 异常的分类？

所有异常都由Throwable 继承而来，即Exception和Error都继承自Throwable

注：Java中只有Throwable类型的实例才可以被抛出（throw）或者捕获（try..catch）

（1）Error

Error是指在正常情况下不太可能出现的错误，它与代码的编写无关。通常是表示运行时JVM出现的问题，比如系统内部错误、或者资源不足等。

常见的有： OutOfMemoryError（内存溢出）、 VirtualMachineError（虚拟机错误）、 NoClassDefFoundError（类定义错误）

（2）Exception

Exception是指程序运行时，可以预料到的错误，Exception又分为以下两类

可检查异常（Exception）

需要我们在程序中必须进行显式的捕获处理，否则将会编译报错,比如常见的有IOException、SQLException
不可检查异常（ RuntimeException ）：

常见的有NullPointerException（空指针）、ArrayIndexOutOfBoundException（下标越界异常）。是否需要去捕捉，程序本身不要求我们强制去做这些。但是可以避免代码在运行过程中的逻辑错误。

注意：

阿里Java开发手册中提到，如果可以进行预检测的RuntimeException不应该通过catch的方法进行处理。比如NullPointExceotion。可以先进行非控的判断，比如if(obj != null){…}

看了上面的内容，也就很轻松的去应对面试官问的问题『Exception和Error有什么区别？』当然，异常处理常作为面试过程中的夺命连环call。为了方便加深上面问题的答案，从网上找到了一张图。

3.异常处理

代码中的异常处理主要针对可检查异常。

（1）通过try…catch 语句来处理

（2）通过throws/throw将异常抛出交给上层处理

4.异常处理注意事项

1、谨慎使用异常处理

try..catch会造成程序的额外开销，所以建议只捕获关键的代码，切忌不要用try包住一个很大的代码块。

Java每实例化一个Exception，就会对当时的栈进行快照。如果操作比较频繁，那么对资源的开销就不能被忽略。

2、在finally代码块中对资源进行清理

如下代码，正常执行时没有任何问题，但是在关闭资源之前一旦出现异常，就会造成资源无法释放。

3、不要用异常做流程控制，条件控制

异常设计的初衷是为了解决程序运行中的各种意外情况，切异常处理的效率比条件判断的要低很多

4、catch时，请分清稳定代码和不稳定代码

稳定代码指的是无论如果都不会再出错的代码，对于非稳定代码进行catch时，尽可能区分异常类型，再做对应的异常处理。

灵魂三问：

哪里发生了异常？
谁来处理异常？
如何处理异常？

首先需要明确异常在哪里发生，在代码中是通过try-catch来发现异常的，但是有些程序员将大段代码定义在一个try-catch语句块中，这样非常不便于定位问题，是一种不负责任的做法。捕获异常时，要分稳定代码，和非稳定代码；

稳定代码：无论如何都不会发生异常的代码；例如 int a = 0;
异常捕获：针对非稳定的代码，捕获时要取分异常类型，并做相应的处理；

其次，判断谁来处理异常，先区分 throw 和throws的区别：

throw : 方法内部抛出具体异常类对象的关键字
throws: （1）作用在方法的声明上，表示如果抛出异常，则由该方法的调用者来进行异常处理；（2）主要的声明这个方法会抛出会抛出某种类型的异常，让它的使用者知道捕获异常的类型。（3）出现异常是一种可能性，但不一定会发生异常。

了解了throw和throws的区别后，再来判断当前捕获的异常是否需要自己处理，如果异常在当前方法的处理范围之内，且没有必要对外透出，那么就直接捕获异常并做相应的处理，否则向上抛出，由上层方法或者框架来处理。

异常分类结构

try 代码块

Try—catch—finally 是处理异常的三部曲；但是不能只有try这个光杆司令；

try代码块：监视代码执行过程，一旦发生异常则直接跳转至catch,如果没有catch,则直接跳转至finally;
catch代码块：可选执行的代码块，如果没有任何异常发生，则不会执行，如果发生异常则进行处理或向上抛出，这一切都在catch代码块中执行。
finally代码块：必选执行的代码块，不管是否异常发生，即使发生 OutOfMemeryError也会执行，通常用于处理善后的清理工作；

注意：

（1）finally是在return表达式后执行的，此时简要return的结果已经被暂存起来，待finally代码块执行后将暂存的结果返回；

（2）不管程序代码块是否处于try块中，甚至包括catch块中代码，只要执行该代码时出现了异常，系统都会自动生成一个异常对象，如果程序没有为这段代码定义任何catch块，java运行环境肯定找不到处理该异常的catch块，程序肯定在此退出。

（3）try块后可以有多个catch块，try块后使用多个catch块是为了针对不同异常类提供的不同的异常处理方式。当系统发生不同意外情况时，系统会生成不同的异常对象，java运行时就会根据该异常对象所属的异常类来决定使用哪个catch块来处理该异常。

（4）通常情况下，如果try块被执行一次，则try块后只有一个catch块会被执行，绝不可能有多个catch块被执行，除非在循环中使用类continue开始下一次循环，下一次循环又重新运行了try块，这才可能导致多个catch块被执行。

（5）进行异常捕获时，一定要记住先捕获小的异常，再捕获大的异常

5.遇到的问题

finally和try中的return哪个先执行？

try中有return, 会先将值暂存到本地变量中，无论finally语句中对该值做什么处理，最终返回的都是try语句中的暂存值。

当try与finally语句中均有return语句，会忽略try中return。

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详解面试中常被问到的那些异常问题

6. try-with-resource如何优雅的关闭io流

JAVA的一大特性就是JVM会对内部资源实现自动回收，即自动GC，给开发者带来了极大的便利。但是JVM对外部资源的引用却无法自动回收，例如数据库连接，网络连接以及输入输出IO流等，这些连接就需要我们手动去关闭，不然会导致外部资源泄露，连接池溢出以及文件被异常占用等。

传统的手动释放外部资源一般放在一般放在try{}catch(){}finally{}机制的finally代码块中，因为finally代码块中语句是肯定会被执行的，即保证了外部资源最后一定会被释放。同时考虑到finally代码块中也有可能出现异常，finally代码块中也有一个try{}catch(){}，这种写法是经典的传统释放外部资源方法，显然是非常繁琐的。

6.1 传统写法操作io流

例如如下读取的文件的io流，我们之前可能会这样写

public class Main {public static void main(String[] args) {FileInputStream fileInputStream =null;try {fileInputStream = new FileInputStream(new File("/Users/laoniu/a.txt")); //打开流byte[] bytes = new byte[1024];int line = 0;    //读取数据while ((line = fileInputStream.read(bytes))!= -1){System.out.println(new String(bytes,0,line));}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if (fileInputStream != null){ //不为空try {fileInputStream.close(); //关闭流} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

6.2 使用try-with-resource写法优雅操作io流

try-with-resources 是 JDK 7 中一个新的异常处理机制，它能够很容易地关闭在 try-catch 语句块中使用的资源。所谓的资源（resource）是指在程序完成后，必须关闭的对象。try-with-resources 语句确保了每个资源在语句结束时关闭。所以实现了 java.lang.AutoCloseable 接口（其中，它包括实现了 java.io.Closeable 的所有对象），可以使用作为资源。

public class Main {public static void main(String[] args) {//把打开流的操作都放入try()块里try( FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("/Users/laoniu/a.txt"))) {byte[] bytes = new byte[1024];int line = 0;while ((line = fileInputStream.read(bytes))!= -1){System.out.println(new String(bytes,0,line));}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}
}

在try()中可以编写多个文件io流或网络io流。让我们看看java编译器是怎么帮我们实现的

借助idea查看编译后的代码

可以看到编译后的代码，java编译器自动替我们加上了关闭流的操作。所以跟我们自己关闭流是一样的。try-with-resource这样优雅的写法还是不错的，让代码看起来不那么臃肿。

注意jdk1.7以后才可以用,更多请关注官网：https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/language/try-with-resources.html

JDK 7 引入的 try-with-resources 语句的原理和用法，以及介绍了 JDK 9 对 try-with-resources 的改进，使得用户可以更加方便、简洁的使用 try-with-resources 语句。
作为 Milling Project Coin 的一部分, try-with-resources 声明在 JDK 9 已得到改进。如果你已经有一个资源是 final 或等效于 final 变量,您可以在 try-with-resources 语句中使用该变量，而无需在 try-with-resources 语句中声明一个新变量。

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try - with - resource