Java异常
一、 异常的概念和Java异常体系结构
异常是程序运行过程中出现的错误。本文主要讲授的是Java语言的异常处理。Java语言的异常处理框架，是Java语言健壮性的一个重要体现。
Java把异常当作对象来处理，并定义一个基类java.lang.Throwable作为所有异常的超类。在Java API中已经定义了许多异常类，这些异常类分为两大类，错误Error和异常Exception。
Java异常体系结构呈树状，其层次结构图如图所示：
Thorwable类所有异常和错误的超类，有两个子类Error和Exception，分别表示错误和异常。
其中异常类Exception又分为运行时异常(RuntimeException)和非运行时异常，这两种异常有很大的区别，也称之为不检查异常（Unchecked Exception） 和检查异常（Checked Exception）。下面将详细讲述这些异常之间的区别与联系
1、Error与Exception
Error是程序无法处理的错误，比如OutOfMemoryError、ThreadDeath等。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。 Exception是程序本身可以处理的异常，这种异常分两大类运行时异常和非运行时异常。程序中应当尽可能去处理这些异常。
2、运行时异常和非运行时异常
运行时异常都是RuntimeException类及其子类异常，如NullPointerException、IndexOutOfBoundsException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。
非运行时异常是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。
如IOException、SQLException等以及用户自定义的Exception异常，一般情况下不自定义检查异常。
二、 异常的捕获和处理
Java异常的捕获和处理是一个不容易把握的事情，如果处理不当，不但会让程序代码的可读性大大降低，而且导致系统性能低下，甚至引发一些难以发现的错误。
Java异常处理涉及到五个关键字，分别是：try、catch、finally、throw、throws。下面将骤一介绍，通过认识这五个关键字，掌握基本异常处理知识。
1、 异常处理的基本语法
在java中，异常处理的完整语法是：
Java代码
try{ //（尝试运行的）程序代码 }catch(异常类型 异常的变量名){ //异常处理代码 }finally{ //异常发生，方法返回之前，总是要执行的代码 } |
以上语法有三个代码块：
try语句块，表示要尝试运行代码，try语句块中代码受异常监控，其中代码发生异常时，会抛出异常对象。
catch语句块,会捕获try代码块中发生的异常并在其代码块中做异常处理，catch语句带一个Throwable类型的参数，表示可捕获异常类型。当try中出现异常时，catch会捕获到发生的异常，并和自己的异常类型匹配，若匹配，则执行catch块中代码，并将catch块参数指向所抛的异常对象。catch语句可以有多个，用来匹配多个中的一个异常，一旦匹配上后，就不再尝试匹配别的catch块了。通过异常对象可以获取异常发生时完整的JVM堆栈信息，以及异常信息和异常发生的原因等。
finally语句块,是紧跟catch语句后的语句块，这个语句块总是会在方法返回前执行，而不管是否try语句块是否发生异常。并且这个语句块总是在方法返回前执行。目的是给程序一个补救的机会。这样做也体现了Java语言的健壮性。
2、 try、catch、finally三个语句块应注意的问题
第一、try、catch、finally三个语句块均不能单独使用，三者可以组成 try...catch...finally、try...catch、try...finally三种结构，catch语句可以有一个或多个，finally语句最多一个。
第二、try、catch、finally三个代码块中变量的作用域为代码块内部，分别独立而不能相互访问。如果要在三个块中都可以访问，则需要将变量定义到这些块的外面。
第三、多个catch块时候，只会匹配其中一个异常类并执行catch块代码，而不会再执行别的catch块， 并且匹配catch语句的顺序是由上到下。
3、throw、throws关键字
throw关键字是用于方法体内部，用来抛出一个Throwable类型的异常。
>1.如果抛出了检查异常，则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。
>2.如果所有方法都层层上抛获取的异常，最终JVM会进行处理，处理也很简单，就是打印异常消息和堆栈信息。
>3.如果抛出的是Error或RuntimeException，则该方法的调用者可选择处理该异常。有关异常的转译会在下面说明。
throws关键字用于方法体外部的方法声明部分，用来声明方法可能会抛出某些异常。
仅当抛出了检查异常， 该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出，而不是囫囵吞枣一般在catch块中打印一下堆栈信息做个勉强处理。下面给出一个简单例子，
看看如何使用这两个关键字：
Java代码
public static void test3() throws Exception{ / /抛出一个检查异常 throw new Exception("方法test3中的Exception"); } |
getCause()：返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知，则返回 null。
getMessage()：返回异常的消息信息。
printStackTrace()：对象的堆栈跟踪输出至错误输出流，作为字段 System.err 的值。
三、 异常处理的一般原则
1、 能处理就早处理，抛出不去还不能处理的就想法消化掉或者转换为RuntimeException处理。因为对于一个应用系统来说，抛出大量异常是有问题的，应该从程序开发角度尽可能的控制异常发生的可能。
2、 对于检查异常，如果不能行之有效的处理，还不如转换为RuntimeException抛出。这样也让上层的代码有选择的余地――可处理也可不处理。
3、 对于一个应用系统来说，应该有自己的一套异常处理框架(自定义异常)，这样当异常发生时，也能得到统一的处理风格，将优雅的异常信息反馈给用户。
四、 异常的转译与异常链
1、异常转译的原理
所谓的异常转译就是将一种异常转换另一种新的异常，也许这种新的异常更能准确表达程序发生异常。
在Java中有个概念就是异常原因，异常原因导致当前抛出异常的那个异常对象，几乎所有带异常原因的异常构造方法都使用Throwable类型做参数，这也就为异常的转译提供了直接的支持，因为任何形式的异常和错误都是Throwable的子类。比如将SQLException转换为另外一个新的异常DAOException，
可以这么写：先自定义一个异常DAOException：
Java代码
public class DAOException extends RuntimeException { / /(省略了部分代码) public DAOException(String message, Throwable cause) { super(message, cause); } } |
Java代码
DAOException daoEx = new DAOException("SQL异常", e); |
合理的转译关系图应该如图
为什么要这么做呢？笔者认为，异常的处理存在着一套哲学思想：对于一个应用系统来说，系统所发生的任何异常或者错误对操作用户来说都是系统"运行时"异常，都是这个应用系统内部的异常。
这也是异常转译和应用系统异常框架设计的指导原则。在系统中大量处理非检查异常的负面影响很多，最重要的一个方面就是代码可读性降低，程序编写复杂，异常处理的代码也很苍白无力。
因此，很有必要将这些检查异常Exception和错误Error转换为RuntimeException异常，让程序员根据情况来决定是否捕获和处理所发生的异常。
图中的三条线标识转换的方向，分三种情况：
①Error到Exception：将错误转换为异常，并继续抛出。例如Spring WEB框架中，将org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet的doDispatch()方法中，将捕获的错误转译为一个NestedServletException异常。这样做的目的是为了最大限度挽回因错误发生带来的负面影响。因为一个Error常常是很严重的错误，可能会引起系统挂起。
②Exception到RuntimeException：将检查异常转换为RuntimeException可以让程序代码变得更优雅，让开发人员集中经理设计更合理的程序代码，反过来也增加了系统发生异常的可能性。
③：Error到RuntimeException：目的还是一样的。把所有的异常和错误转译为不检查异常，这样可以让代码更为简洁，还有利于对错误和异常信息的统一处理。
1、 异常链
异常链顾名思义就是将异常发生的原因一个传一个串起来，即把底层的异常信息传给上层，这样逐层抛出。
Java API文档中给出了一个简单的模型：
Java代码
try { lowLevelOp(); }catch (LowLevelEe) { throw (HighLeveleE) new HighLeveleE().initCause(e); } |
这就是Java异常链的原理。异常链的实际应用很少，发生异常时候逐层上抛不是个好注意，上层拿到这些异常又能奈之何？而且异常逐层上抛会消耗大量资源，因为要保存一个完整的异常链信息.
五、 设计一个高效合理的异常处理框架
对于一个应用系统来说，发生所有异常在用户看来都是应用系统内部的异常。因此应该设计一套应用系统的异常框架，以处理系统运行过程中的所有异常。
基于这种观点，可以设计一个应用系统的异常比如叫做AppException。并且对用户来说，这些异常都是运行应用系统运行时发生的，因此AppException应该继承RuntimeException，这样系统中所有的其他异常都转译为AppException，当异常发生的时候，前端接收到AppExcetpion并做统一的处理。
画出异常处理框架如图
一个应用系统的异常处理框架
在这个设计图中，AppRuntimeException是系统异常的基类，对外只抛出这个异常，这个异常可以由前端（客户端）接收处理，当异常发生时，客户端的相关组件捕获并处理这些异常，将"友好"的信息展示给客户。
在AppRuntimeException下层，有各种各样的异常和错误，最终都转译为AppRuntimeException，AppRuntimeException下面还可以设计一些别的子类异常，比如AppDAOException、OtherException等，这些都根据实际需要灵活处理。在往下就是如何将捕获的原始异常比如SQLException、HibernateException转换为更高级一点AppDAOException。
有关异常框架设计这方面公认比较好的就是Spring，Spring中的所有异常都可以用org.springframework.core.NestedRuntimeException来表示，并且该基类继承的是RuntimeException。
Spring框架很庞大，因此设计了很多NestedRuntimeException的子类，还有异常转换的工具，这些都是非常优秀的设计思想。
六、 Java异常处理总结
回顾全文，总结一下Java异常处理的要点：
1、 异常是程序运行过程过程出现的错误，在Java中用类来描述，用对象来表示具体的异常。Java将其区分为Error与Exception，Error是程序无力处理的错误，Exception是程序可以处理的错误。异常处理是为了程序的健壮性。
2、 Java异常类来自于Java API定义和用户扩展。通过继承Java API异常类可以实现异常的转译。
3、 异常能处理就处理，不能处理就抛出，最终没有处理的异常JVM会进行处理。
4、 异常可以传播，也可以相互转译，但应该根据需要选择合理的异常转译的方向。
5、 对于一个应用系统，设计一套良好的异常处理体系很重要。这一点在系统设计的时候就应该考虑到。
七、 Java常见异常信息
java.lang.NullPointerException(空指针异常)java.lang.ClassNotFoundException(指定的类不存在)
java.lang.NumberFormatException(字符串转换为数字异常)
java.lang.IndexOutOfBoundsException(数组下标越界异常)
java.lang.IllegalArgumentException(方法的参数错误)
java.lang.IllegalAccessException(没有访问权限)
java.lang.ArithmeticException(数学运算异常)
java.lang.ClassCastException(数据类型转换异常)
java.lang.FileNotFoundException(文件未找到异常)
java.lang.ArrayStoreException(数组存储异常)
java.lang.NoSuchMethodException(方法不存在异常)
java.lang.EOFException(文件已结束异常)
java.lang.InstantiationException(实例化异常)
java.lang.InterruptedException(被中止异常)
java.lang.OutOfMemoryException(内存不足错误)
参照：： https://blog.csdn.net/junlixxu/article/details/6096266