异常指程序运行过程中出现的非正常现象，例如用户输入错误、除数为零、需要处理的文件不存在、数组下标越界等。
所谓异常处理，就是指程序在出现问题时依然可以正确的执行完。
Java 是采用面向对象的方式来处理异常的。处理过程：

抛出异常：在执行一个方法时，如果发生异常，则这个方法生成代表该异常的一个对象，停止当前执行路径，并把异常对象提交给 JRE。
捕获异常：JRE 得到该异常后，寻找相应的代码来处理该异常。JRE 在方法的调用栈中查找，从生成异常的方法开始回溯，直到找到相应的异常处理代码为止。

一、异常分类

Java 对异常进行了分类，不同类型的异常分别用不同的 Java 类表示，所有异常的根类为 java.lang.Throwable，Throwable 下面又派生了两个子类：Error 和 Exception。

Java 异常类层次结构图

1. Error

Error 是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java 虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。 Error 表明系统 JVM 已经处于不可恢复的崩溃状态中。我们不需要管他。

java.lang包下的Error类

2. Exception

Exception 是程序本身能够处理的异常，如：空指针异常（NullPointerException）、数组下标越界异常（ ArrayIndexOutOfBoundsException ）、类型转换异常（ClassCastException）、算术异常（ArithmeticException）等。Exception 类是所有异常类的父类，其子类对应了各种各样可能出现的异常事件。
通常 Java 的异常可分为：

RuntimeException 运行时异常
CheckedException 已检查异常

3. RuntimeException

派生于 RuntimeException 的异常，如被 0 除、数组下标越界、空指针等，其产生比较频繁，处理麻烦，如果显式的声明或捕获将会对程序可读性和运行效率影响很大。因此由系统自动检测并将它们交给缺省的异常处理程序（用户可不必对其处理）。
这类异常通常是由编程错误导致的，所以在编写程序时，并不要求必须使用异常处理机制来处理这类异常,经常需要通过增加“逻辑处理来避免这些异常”。
常见的运行时异常：

ArithmeticException 异常：试图除以 0

public class Test3 { 
  public static void main(String[ ] args) { 
    int b=0; 
    System.out.println(1/b); 
  } 
}

image.png

NullPointerException 异常

public class Test4 { 
  public static void main(String[ ] args) {
    String str=null; 
    System.out.println(str.charAt(0)); 
  } 
}

NullPointerException 异常

ClassCastException 异常

class Animal{ 
}
class Dog extends Animal{
 }
class Cat extends Animal{ 
}
public class Test5 { 
  public static void main(String[ ] args) { 
    Animal a=new Dog(); 
    Cat c=(Cat)a; 
  } 
}

ClassCastException 异常

ArrayIndexOutOfBoundsException 异常

public class Test6 { 
  public static void main(String[ ] args) {
    int[ ] arr = new int[5]; 
    System.out.println(arr[5]); 
  } 
}

ArrayIndexOutOfBoundsException 异常

NumberFormatException 异常

public class Test7 { 
  public static void main(String[ ] args) {
    String str = "1234abcf"; 
    System.out.println(Integer.parseInt(str)); 
  } 
}

NumberFormatException 异常

4. CheckedException

所有不是 RuntimeException 的异常，统称为 Checked Exception，又被称为“已检查异常”，如 IOException、SQLException 等以及用户自定义的 Exception 异常。这类异常在编译时就必须做出处理，否则无法通过编译。
异常的处理方式有两种：使用“try/catch”捕获异常、使用“throws” 声明异常。

二、异常捕获

捕获异常是通过 3 个关键词来实现的：try-catch-finally。用 try 来执行一段程序，如果出现异常，系统抛出一个异常，可以通过它的类型来捕捉（catch）并处理它，最后一步是通过 finally 语句为异常处理提供一个统一的出口，finally 所指定的代码都要被执行（catch 语句可有多条；finally 语句最多只能有一条，根据自己的需要可有可无）。

try{
  可能出现异常的代码
}catch(异常类型 变量名){
  出现异常时执行的代码
}....catch(异常类型 变量名){
  出现异常时执行的代码
}finally{
  最后要执行的代码
}

注意：

一个try后可以有1~n个catch
catch是从上到下依次判断执行，try中没有出现异常，不会执行catch判断捕获。一旦出现异常，try中后面的代码不会执行
如果catch中捕获的异常类型比较大，应放在最后
finally：当前try ... catch的结构执行结束后，会执行finally中的代码（一般为释放资源的代码）
例：

public class Test8 { 
  public static void main(String[ ] args) { 
    FileReader reader = null; 
    try {
      reader = new FileReader("d:/a.txt"); 
      char c = (char) reader.read(); 
      char c2 = (char) reader.read(); 
      System.out.println("" + c + c2); 
    } catch (FileNotFoundException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } catch (IOException e) { 
      e.printStackTrace(); 
    } finally {
      try {
         if (reader != null) { 
           reader.close(); 
         } 
      } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace(); 
      } 
    } 
  } 
}

三、声明异常

当 CheckedException 产生时，不一定立刻处理它，可以再把异常 throws 出去。
在方法中使用 try-catch-finally 是由这个方法来处理异常。但是在一些情况下，当前方法并不需要处理发生的异常，而是向上传递给调用它的方法处理。
如果一个方法中可能产生某种异常，但是并不能确定如何处理这种异常，则应根据异常规范在方法的首部声明该方法可能抛出的异常。
如果一个方法抛出多个已检查异常，就必须在方法的首部列出所有的异常，之间以逗号隔开。

public static void readFile(String fileName) throws FileNotFoundException, IOException {
        FileReader in = new FileReader(fileName);
        int tem = 0;
        try {
            tem = in.read();
            while (tem != -1) {
                System.out.print((char) tem);
                tem = in.read();
            }
        } finally {
            if (in != null) {
                in.close();
            }
        }
    }

四、try-with-resource 自动关闭 Closable 接口的资源

public class Test8 {
    public static void main(String[] args) {
        try (FileReader reader = new FileReader("d:/a.txt");) { //try-with-resource
            char c = (char) reader.read();
            char c2 = (char) reader.read();
            System.out.println("" + c + c2);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、自定义异常

在程序中，可能会遇到 JDK 提供的任何标准异常类都无法充分描述清楚我们想要表达的问题，这种情况下可以创建自己的异常类，即自定义异常类。
自定义异常类只需从 Exception 类或者它的子类派生一个子类即可。
自定义异常类如果继承 Exception 类，则为受检查异常，必须对其进行处理；如果不想处理，可以让自定义异常类继承运行时异常 RuntimeException 类。
习惯上，自定义异常类应该包含 2 个构造器：一个是默认的构造器，另一个是带有详细信息的构造器。

class IllegalAgeException extends Exception {
    public IllegalAgeException() {
    }//带有详细信息的构造器，信息存储在 message 中 

    public IllegalAgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

自定义异常的使用：

public void setAge(int age) throws IllegalAgeException { 
  if (age < 0) { 
    throw new IllegalAgeException("人的年龄不应该为负数"); 
  }
  this.age = age; 
}

【JavaSE】异常机制