Java异常二三事

概念与分类

Java异常基本概念

•   Java的基本理念是"结构不佳的代码不能运行"。发现错误的理想时机是在编译阶段，也就是在视图运行程序之前。但编译期间并不能找出所有错误，余下的问题必须在运行期间解决。这就需要错误源能通过某种方式，把适当的信息传递给某个接收者--该接受者将知道如何正确处理这个问题。 改进的错误恢复机制是提供代码健壮性的最强有力的方式。Java使用异常来提供一致的错误报告模型，使得构件能够与客户端代码可靠地沟通问题。
    用强制规定的形式来消除错误处理过程中随心所欲的因素，是异常的目的之一。“异常”（exception）这个词有“我对此感到意外”的意思。问题出现了，你也许不清楚该如何处理，但你的确知道不应该置之不理；你要停下来，看看是不是有别人或是在别的地方，能够处理这个问题。只是你在当前的环境（currentcontext）中没有足够的信息来解决这个问题，所以你就把这个问题提交到一个更高级别的环境中，这里将有人作出正确的决定（有点像军队里的指挥系统）。使用异常所带来的另一个相当明显的好处是，它能使错误处理代码变得更有条理。
    “异常情形”（exceptional condition）是指引发阻止当前方法或作用域继续执行的问题。把异常情形与普通问题相区分很重要，这里的普通问题是指，你在当前环境下能得到足够的信息，总能处理这个错误。而对于异常情形，你就不能继续下去了，因为你在当前环境下无法获得必要的信息来解决问题。你所能做的就是从当前的环境中跳出，并且把问题提交给上一级别的环境。这就是抛出异常时所发生的事情。当你抛出异常后，有几件事会随之发生。首先，同Java中其它对象的创建一样，将使用new在堆上创建异常对象。然后，当前的执行路径（你不能继续下去了）被终止，并且从当前环境中弹出异常对象的引用。此时，异常处理机制接管程序，并开始寻找一个恰当的地方来继续执行程序。这个恰当的地方就是“异常处理程序”（exceptionhandler），它的任务是将程序从错误状态中恢复：以使程序能要么换一种方式运行，要么继续运行下去。
    常常会再捕获一个异常后跑出另外一个异常，并且希望把异常原始信息保存下来，这被称为异常链。在JDK1.4以前，程序员必须自己编写代码来保存原始异常信息，现在所有Throwable的子类子构造器中都可以接受一个cause对象作为参数，这个cause就异常原由，代表着原始异常，即使在当前位置创建并抛出行的异常，也可以通过这个cause追踪到异常最初发生的位置。

异常分类与层次

• 1.Throwable
    Throwable是 Java 语言中所有错误或异常的超类。Throwable包含两个子类:Error和Exception。它们通常用于指示发生了异常情况。Throwable包含了其线程创建时线程执行堆栈的快照，它提供了printStackTrace()等接口用于获取堆栈跟踪数据等信息。

• 2.Exception
    Exception及其子类是Throwable的一种形式，它指出了合理的应用程序想要捕获的条件。

• 3.RuntimeException
    RuntimeException是那些可能在 Java 虚拟机正常运行期间抛出的异常的超类。
    编译器不会检查RuntimeException异常。例如，除数为零时，抛出ArithmeticException异常。RuntimeException是ArithmeticException的超类。当代码发生除数为零的情况时，倘若既"没有通过throws声明抛出ArithmeticException异常"，也"没有通过try...catch...处理该异常"，也能通过编译。这就是我们所说的"编译器不会检查RuntimeException异常"！
    如果代码会产生RuntimeException异常，则需要通过修改代码进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！

• 4.Error
    和Exception一样，Error也是Throwable的子类。它用于指示合理的应用程序不应该试图捕获的严重问题，大多数这样的错误都是异常条件。
    和RuntimeException一样，编译器也不会检查Error。

•   Java将可抛出(Throwable)的结构分为三种类型：被检查的异常(Checked Exception)，运行时异常(RuntimeException)和错误(Error)。

• (01) 运行时异常
    定义: RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。
    特点: 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时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没有用try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的IndexOutOfBoundsException异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。
    虽然Java编译器不会检查运行时异常，但是我们也可以通过throws进行声明抛出，也可以通过try-catch对它进行捕获处理。
    如果产生运行时异常，则需要通过修改代码来进行避免。例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！

• (02) 被检查的异常
    定义: Exception类本身，以及Exception的子类中除了"运行时异常"之外的其它子类都属于被检查异常。
    特点: Java编译器会检查它。此类异常，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编译。例如，CloneNotSupportedException就属于被检查异常。当通过clone()接口去克隆一个对象，而该对象对应的类没有实现Cloneable接口，就会抛出CloneNotSupportedException异常。
    被检查异常通常都是可以恢复的。

• (03) 错误
    定义: Error类及其子类。
    特点: 和运行时异常一样，编译器也不会对错误进行检查。
    当资源不足、约束失败、或是其它程序无法继续运行的条件发生时，就产生错误。程序本身无法修复这些错误的。例如，VirtualMachineError就属于错误。
    按照Java惯例，我们是不应该是实现任何新的Error子类的！

•   对于上面的3种结构，我们在抛出异常或错误时，到底该哪一种？《Effective Java》中给出的建议是：对于可以恢复的条件使用被检查异常，对于程序错误使用运行时异常

其他相关知识

• 异常与错误码
    在异常机制出现之前，应用程序普遍采用错误代码的方式来通知调用之发生了异常。为什么要用抛出异常代替返回错误代码呢？
    当我们想要告示调用者更多细节的时候，就需要与调用者约定更多的错误代码。于是。错误代码飞速膨胀，直到看起来似乎无法维护，因为我们总是查找并确认错误代码。
  抛出异常可以让API层try catch 捕获异常，并且在发生问题时候，迅速定位到某行代码，异常链占用内存大，返回错误码，可以让API解析错误码，做某些操作，但是不利于定位服务端代码错误。

• 吞异常
    finally语句中return或者抛出异常，trycatch中的异常会被吞掉。

• suppressed exception
    在java7中为Throwable类增加addSuppressed方法。当一个异常被抛出的时候，可能有其他异常因为该异常而被抑制住，从而无法正常抛出。这时可以通过addSuppressed方法把这些被抑制的方法记录下来。被抑制的异常会出现在抛出的异常的堆栈信息中，也可以通过getSuppressed方法来获取这些异常。这样做的好处是不会丢失任何异常，方便开发人员进行调试。

• Java7 try-with-resource
    将外部资源的句柄对象的创建放在try关键字后面的括号中，当这个try-catch代码块执行完毕后，Java会确保外部资源的close方法被调用。try-with-resource并不是JVM虚拟机的新增功能，只是JDK实现了一个语法糖，当你将上面代码反编译后会发现，其实对JVM虚拟机而言，它看到的依然是之前的写法.
    1、当一个外部资源的句柄对象实现了AutoCloseable接口，JDK7中便可以利用try-with-resource语法更优雅的关闭资源，消除板式代码。
    2、try-with-resource时，如果对外部资源的处理和对外部资源的关闭均遭遇了异常，“关闭异常”将被抑制，“处理异常”将被抛出，但“关闭异常”并没有丢失，而是存放在“处理异常”的被抑制的异常列表中。