异常、断言和日志
一、异常
异常对象都派生于Throwable类的一个实例，即所有的异常都是由Throwable继承而来，下一层分为了Error和Exception
Error是程序无法处理的错误，描述了java运行时系统的内部错误和资源耗尽的错误，与代码编写者无关，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
Exception又分为两个分支，一个分支派生于RuntimeException，另一分支包含其它异常，其划分的规则是，由程序错误导致的异常属于RuntimeException；程序本身没有问题，但由于项I/O错误这类问题导致的异常属于其它异常。
RuntimeException异常包含下面的操作：
错误的类型转换、数组访问越界、访问null指针
IOException的异常包括：
试图在文件尾部后面读取数据，试图打开一个不存在的文件、试图根据给定的字符串查找Class对象，而字符串表示这个类并不存在。
Java的异常(包括Exception和Error)分为可查的异常和不可查的异常。
可查异常（编译器要求必须处置的异常）：
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（RuntimeException）：
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。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。
1、异常的处理机制
抛出异常：
当一个方法出现错误引发异常时，方法创建异常对象并交付运行时系统，异常对象中包含了异常类型和异常出现时的程序状态等异常信息。运行时系统负责寻找处置异常的代码并执行
捕获异常：
运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。
对于运行时异常、错误，它们均是不可查异常，这些异常将会由java运行时系统自动抛出，允许该方法不做任何抛出，运行应用程序忽略运行时异常。
对于可查异常（非运行时异常），要么抛出，要么捕获，否则编译时报错。
任何JAVA代码都可以通过throw语句抛出异常，
NOTE:
从方法中抛出的异常都必须使用throws子句。
使用try-catch或者try-catch-finaly语句捕获异常
总之，对于可查异常，必须捕获，或者声明抛出，允许忽略不可常RuntimeException和Error。
2、捕获异常（try，catch，finally）
2.1 try-catch语句
try {
// 可能会发生异常的程序代码
} 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
}
关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来，称为监控区域。Java方法在运行过程中出现异常，则创建异常对象。将异常抛出监控区域之 外，由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句，则运行其异常处理代码，try-catch语句结束，其它catch子句不再有匹配和捕获异常的机会。
对于有多个catch子句的异常程序而言，应该尽量将捕获底层异常类的catch子 句放在前面，同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则，捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。
匹配的原则是：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。
try { // try监控区域
if (b == 0) throw new ArithmeticException(); // 通过throw语句抛出异常
System.out.println("a/b的值是：" + a / b);
}
catch (ArithmeticException e) { // catch捕捉异常
System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。");
}
ArithmeticException是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
2.2 try-catch-finally语句
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
}无论catch语句是否捕获了异常，都会执行finally子句
总结：
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
Note：当try块和catch块内有return时，finally语句块将在方法返回之前执行
finally语句不执行的情况：
①finally语句发生了异常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关闭了CPU
try，catch，finally语句块的执行顺序
1)当try没有捕获到异常时：try语句块中的语句逐一被执行，程序将跳过catch语句块，执行finally语句块和其后的语句；
2)当try捕获到异常，catch语句块里没有处理此异常的情况：当try语句块里的某条语句出现异常时，而没有处理此异常的catch语句块时，此异常将会抛给JVM处理，finally语句块里的语句还是会被执行，但finally语句块后的语句不会被执行；
3)当try捕获到异常，catch语句块里有处理此异常的情况：在try语句块中是按照顺序来执行的，当执行到某一条语句出现异常时，程序将跳到catch语句块，并与catch语句块逐一匹配，找到与之对应的处理程序，其他的catch语句块将不会被执行，而try语句块中，出现异常之后的语句也不会被执行，catch语句块执行完后，执行finally语句块里的语句，最后执行finally语句块后的语句；
3、抛出异常（任何代码都可以抛出异常）
如果一个方法可能会抛出异常，但是没有能力抛出异常，可以在方法声明处用throws子句声明抛出的异常
允许抛出多个异常，当方法抛出异常时，方法将不对这些类型及其子类型做出处理，而是抛向调用该方法的方法，让它去处理，如果一直向上抛都不能解决，则有JVM来进行处理。
methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN
{
}
抛出异常的规则
1) 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。
2）必须声明方法可抛出的任何可查异常（checked exception）。即如果一个方法可能出现受可查异常，要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误
3)仅当抛出了异常，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。
4）调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。
4、自定义异常
package Test;
import java.lang.Exception;
public class TestException {
static int quotient(int x, int y) throws MyException { // 定义方法抛出异常
if (y < 0) { // 判断参数是否小于0
throw new MyException("除数不能是负数"); // 异常信息
}
return x/y; // 返回值
}
public static void main(String args[]) { // 主方法
int a =3;
int b =0;
try { // try语句包含可能发生异常的语句
int result = quotient(a, b); // 调用方法quotient()
} catch (MyException e) { // 处理自定义异常
System.out.println(e.getMessage()); // 输出异常信息
} catch (ArithmeticException e) { // 处理ArithmeticException异常
System.out.println("除数不能为0"); // 输出提示信息
} catch (Exception e) { // 处理其他异常
System.out.println("程序发生了其他的异常"); // 输出提示信息
}
}
}
class MyException extends Exception { // 创建自定义异常类
String message; // 定义String类型变量
public MyException(String ErrorMessagr) { // 父类方法
message = ErrorMessagr;
}
public String getMessage() { // 覆盖getMessage()方法
return message;
}
}
Throwable常用的方法
getCause()：返回抛出异常的原因。如果 cause 不存在或未知，则返回 null。
getMeage()：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
二、断言
断言可以认为是异常的高级形式，断言机制允许在测试期间向代码插入一些检查语句，当代码发布时，这些插入的检测语句会被自动的移走（如果采用抛出或者捕获异常，代码将会一直保留在程序中）。
断言可以有两种形式
1.assert Expression1
2.assert Expression1:Expression2
其中Expression1应该总是一个布尔值，Expression2是断言失败时输出的失败消息的字符串。
如果Expression1为假，则抛出一个 AssertionError，（这是一个错误，而不是一个异常），也就是一个不可查异常, AssertionError由于是错误，所以可以不捕获，但不推荐这样做，因为那样会使你的系统进入不稳定状态。
断言在默认情况下是关闭的，要在编译时启用断言，启用和禁用断言可以使用 -ea 和 -da参数