Java - 异常

一、Java异常概述

1. 异常简介

• Java异常时Java提供的一种识别以及响应错误的一致性机制。
• 异常机制可以使程序中异常处理代码和正常业务代码分离，保证程序代码更加优雅，并提高程序健壮性。
• 在有效使用异常的情况下，能够解决异常的三个问题
  • where --> 异常是在哪抛出的
  • what --> 什么异常被抛出
  • why --> 异常为什么会抛出

2. Java异常架构

(1) Throwable（父类）

• Throwable是所有错误和异常的父类
• Throwable包含两个子类：Error（错误）和Exception（异常）

(2) Error（错误）

• Error及其子类；程序运行中无法处理的错误，表示出现了严重的错误
• 这些错误是不受检异常，非代码性错误。因此当此类错误发生时，应用程序不应该去处理此类错误。

(3) Exception（异常）

• 程序本身可以捕获并且可以处理的异常。
• Exception这种异常又分为两类

  • 编译时异常

    1. Exception中除RuntimeException及其子类之外的异常
    2. Java编译器会检测此类异常；如果检测到，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try/catch代码块捕获处理，否则不能通过编译。
    3. 常见：ClassNotFoundException、IOException

  • 运行时异常

    1. RuntimeException类及其子类，表示在运行期间可能出现的异常
    2. Java编译器不会检查它，可以编译通过（一般是由逻辑错误引起的）；但我们也可以通过throws进行声明抛出，也可以通过try/catch块进行捕获。
    3. 常见：NullPointerException、ClassCastException、ArrayIndexOutBandException

3. 受检异常与非受检异常

是否受检是一个宏观的概念，其对象包含了Throwable下的所有，也就是还会包含Error

• 受检异常：
  • 编译器要求必须处理的异常
  • Exception中除了RuntimeException及其子类的其他异常，都是受检异常
• 非受检异常：
  • 编译器不会进行检查并且不要求处理的异常；
  • 该类异常包括运行时异常（RuntimeException及其子类）和错误（Error）

二、异常处理方法

1. 声明异常（throws）

• 通常，我们对知道如何处理的异常 --> 进行捕获处理，对不知道如何处理的异常 --> 继续传递下去
• 在方法签名处可以使用throws关键字声明可能抛出的异常，并且将该异常传递给方法调用者处理
• 非受检异常不可使用throws关键字抛出

2. 抛出异常（throw）

• 如果一个异常无法解决，但又不需要方法调用者处理，可以通过throw关键字直接抛出异常
• 代码进行到throw，之后的代码不会再执行

3. 捕获异常（try/catch）

• 可以用try/catch代码块捕获并且处理异常
  

三、常见问题

1. JVM如何处理异常

• JVM会沿着调用栈查找是否有可以处理异常的代码，如果有则使用；如果没有，JVM将异常传递给默认的异常处理器（为JVM的一部分），默认异常处理器打印出异常信息并且中止程序。

2. NoClassDefFoundError 和 ClassNotFoundException 区别

• NoClassDefFoundError 是一个 Error 类型的异常，是由 JVM 引起的，不应该尝试捕获这个异常。
  引起该异常的原因是 JVM 或 ClassLoader 尝试加载某类时在内存中找不到该类的定义，该动作发生在运行期间，即编译时该类存在，但是在运行时却找不到了，可能是变异后被删除了等原因导致

• ClassNotFoundException是一个受检异常，需要显示的使用try/catch或者throws等对其进行处理。
  当使用Class.forName、ClassLoader.loadClass等动态加载类到内存时，如果在指定的路径下没有找到该类，就会抛出异常。

3. try/catch代码块中的return问题

• 首先，finally代码块中的代码一定会执行
• 如果catch中有return，会先执行finally代码块中的代码，最后返回catch中return
• 如果catch和finally中都有return，在finally中就会return，覆盖掉catch中的return
• 在catch中执行return之前，需要被返回的值已经确定，如果finally中更改了返回值，return的值不会发生改变

public static int getInt() {
    int a = 10;
    try {
        System.out.println(a / 0);
        a = 20;
    } catch (ArithmeticException e) {
        a = 30;
        return a;
        /*
         * return a 在程序执行到这一步的时候，这里不是return a 而是 return 30；这个返回路径就形成了
         * 但是呢，它发现后面还有finally，所以继续执行finally的内容，a=40
         * 再次回到以前的路径,继续走return 30，形成返回路径之后，这里的a就不是a变量了，而是常量30
         */
    } finally {
        a = 40;
    }
	return a;
}

4. try/catch/finally中哪个部分可以被省略

• catch可以省略
• 原因：
  • try --> 处理 运行时异常
  • try/catch --> 处理 运行时异常 + 普通异常
  • 编译器规定，普通异常如果选择捕获，必须使用catch显示声明以便进一步处理
  • 而运行时异常在编译时没有此规定，所以catch可以省略