异常简介
在程序运行过程中出现错误，导致程序出现非预期场景。异常处理可以保证出现错误后，控制接下来的程序流程，是选择定位错误信息，还是抛出异常或捕获异常、还是避免程序非正常退出，都取决于我们。
Java的异常体系结构（来自网络）
Java把异常作为一种类，当做对象来处理。所有异常类的基类是Throwable类，两大子类分别是Error和Exception。这些异常类可以分为三种类型：系统错误、异常和运行时异常。系统错误由Java虚拟机抛出，用Error类表示。Error类描述的是内部系统错误，例如Java虚拟机崩溃。这种情况仅凭程序自身是无法处理的，在程序中也不会对Error异常进行捕捉和抛出。
异常（Exception）又分为RuntimeException(运行时异常)和CheckedException(检查异常)，两者区别如下：
- RuntimeException：程序运行过程中出现错误，才会被检查的异常。例如：类型错误转换，数组下标访问越界，空指针异常、找不到指定类等等。
- CheckedException：来自于Exception且非运行时异常都是检查异常，编译器会强制检查并通过try-catch块来对其捕获，或者在方法头声明该异常，交给调用者处理。
两种异常的处理方式：若是运行时异常，则表明程序出错，应该找到错误并修改，而不是对其捕获。若是检查异常，遵循该原则：谁知情谁处理，谁负责谁处理，谁导致谁处理。处理就是对其捕获并处理。
深入了解异常处理
异常处理的5个关键字：try、catch、throw、throws和finally。关于它们的用法和注意点，会在下面一一介绍。
Java的异常处理模型基于三种操作： 声明异常、抛出一个异常和捕获一个异常。
声明异常（throws）
//不捕获,而是声明该异常,交给调用者处理
public static void method() { public static void method2() throws Exception {
/*try-catch块捕获异常*/ if(5 > 3) {
if(5 > 3) { throw new Exception(); //抛出异常
try { }
throw new Exception(); //抛出异常 }
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();//捕获异常后的处理
}
}
}
在Java中，当前执行的语句必属于某个方法，Java解释器调用main方法执行开始执行程序。若方法中存在检查异常，如果不对其捕获，那必须在方法头中显式声明该异常，以便于告知方法调用者此方法有异常，需要进行处理。 在方法中声明一个异常，方法头中使用关键字throws，后面接上要声明的异常。若声明多个异常，则使用逗号分割。如下所示：
public static void method() throws IOException, FileNotFoundException{
//something statements
}
【注意】若是父类的方法没有声明异常，则子类继承方法后，也不能声明异常。
抛出异常（throw）
如果代码可能会引发某种错误，可以创建一个合适的异常类实例并抛出它，这就是抛出异常。如下所示：
public static double method(int value) {
if(value == 0) {
throw new ArithmeticException("参数不能为0"); //抛出一个运行时异常
}
return 5.0 / value;
}
大部分情况下都不需要手动抛出异常，因为Java的大部分方法要么已经处理异常，要么已声明异常。所以一般都是捕获异常或者再往上抛。
捕获异常（try-catch）
当抛出一个异常时，可以在try-catch块中捕获它并进行处理。
try {
//包含可能会出现异常的代码以及声明异常的方法
} catch (ClassCastException e) {
//捕获指定异常并进行处理
}catch(Exception ex) {
//捕获指定异常并进行处理
}
若执行try块的过程中没有发生异常，则跳过catch子句。若是出现异常，try块中剩余语句不再执行。开始逐步检查catch块，判断catch块的异常类实例是否是捕获的异常类型。匹配后执行相应的catch块中的代码。如果异常没有在当前的方法中被捕获，就会被传递给该方法的调用者。这个过程一直重复，直到异常被捕获或被传给main方法（交给JVM来捕获）。
catch捕获异常的顺序
一个通用父类可以派生出各种异常类，如果一个catch块可以捕获一个父类的异常对象，它就能捕获那个父类的所有子类的异常对象。如果捕获的是多个同类型异常，则子类异常在前，父类异常在后，不然会导致编译错误。这是因为父类异常囊括了子类异常，如果父类异常在前，子类异常永远捕获不到，导致有时候无法准确描述错误信息。
try {
File f =new File("C:\\ProgramFile\\test.txt");
FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
} catch (FileNotFoundException e) { //子类异常
e.printStackTrace();
} catch(IOException ie) { //父类异常
ie.printStackTrace();
} catch(Exception e) { //基类运行时异常
e.printStackTrace();
}
这里只是用于演示catch块捕获的顺序。捕获多个异常时，可以使用catch(Exception1 | Exception2| Exception3)的形式来优化捕获异常的代码结构。
将声明异常、抛出异常和捕获异常综合在一起。演示如下：
public static void main(String[] args) {
for(int i = 2; i < 100; i++) {
//对运行时异常，可以选择捕获也可以不选择捕获
if(isPrime(i)) {
System.out.print(i + " ");
}
}
} //检测是否为质数
public static boolean isPrime(int num) throws IllegalArgumentException{
//抛出一个运行时异常
if(num < 2) throw new IllegalArgumentException("质数不能小于2");
for(int i = 2; i < num; i++) {
if(num % i == 0) {//若能被1和本身之外的数整除，则非质数
return false;
}
}
return true;
}
因为抛出的是运行时异常，可以选择捕获或者不捕获。但如果抛出检查异常，在编译时就必须选择捕获或者声明。
finally语句块
无论是否有异常，finally块中的代码总是会被执行的。 finally语句在执行关闭资源的语句时非常有用。
//第一种形式 //第二种形式
try { try {
//执行程序代码，可能会出现异常 //执行程序代码，可能会出现异常
}catch(Exception e) { }finally {
//捕获异常并处理 //必执行的代码
}finally { }
//必执行的代码
}
try-catch-finally的执行流程
try块中引起异常，异常代码之后的语句不再执行，若被catch块捕获，执行匹配的catch块，然后执行finally语句。若catch块不能捕获异常，则执行finally语句，之后将异常传递给这个方法的调用者。
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int a = 0; //保证局部变量a在各个块中可用
try {
a = sc.nextInt();
if(a < 0) throw new IllegalArgumentException();
System.out.println("执行完try语句。a:" + a);
}catch(IllegalArgumentException e){
System.out.println("执行catch语句");
System.out.println("数值小于0，不符合。已设为默认值 1");
a = 1;
}finally {
System.out.println("执行finally语句。a:" + a);
}
//未引发异常 //引发异常并捕获
5 -5
执行完try语句。a:5 执行catch语句
执行finally语句。a:5 数值小于0，不符合。已设为默认值 1
执行finally语句。a:1
try-finally的执行流程
try块中引起异常，异常代码之后的语句不再执行，直接执行finally语句。 try块没有引发异常，则执行完try块就执行finally语句。
try-finally可用在不需要捕获异常的代码，可以保证资源在使用后被关闭。例如IO流中执行完相应操作后，关闭相应资源；使用Lock对象保证线程同步，通过finally可以保证锁会被释放；数据库连接代码时，关闭连接操作等等。
//以Lock加锁为例，演示try-finally
ReentrantLock lock = new ReentrantLock();
try {
//需要加锁的代码
}finally {
lock.unlock(); //保证锁一定被释放
}
- 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
- finally语句块中发生了异常。
- 程序所在的线程死亡。
- 关闭CPU。
try、catch、finally、throw和throws使用归纳
- try、catch和finally都不能单独使用，只能是try-catch、try-finally或者try-catch-finally。
- try语句块监控代码，出现异常就停止执行下面的代码，然后将异常移交给catch语句块来处理。
- finally语句块中的代码一定会被执行，常用于回收资源 。
- throws：声明一个异常，告知方法调用者。
- throw ：抛出一个异常，至于该异常被捕获还是继续抛出都与它无关。
- 在恰当的级别处理问题。（在知道该如何处理的情况下了捕获异常。）
- 解决问题并且重新调用产生异常的方法。
- 进行少许修补，然后绕过异常发生的地方继续执行。
- 用别的数据进行计算，以代替方法预计会返回的值。
- 把当前运行环境下能做的事尽量做完，然后把相同的异常重抛到更高层。
- 把当前运行环境下能做的事尽量做完，然后把不同的异常抛到更高层。
- 终止程序。
- 进行简化（如果你的异常模式使问题变得太复杂，那么用起来会非常痛苦）。
- 让类库和程序更安全。
自定义异常
通过继承Exception类来定义一个异常类。Java已经提供了很多异常类，尽量使用这些异常类而不要创建自己的异常类。除非Java的异常类不能很好地描述问题时，才自定义异常来进行准确描述。对于自定义异常，不需要太多功能，类名能准确描述问题是关键。
自定义异常如下所示：
//判断长度是否合法的自定义异常
public class LengthException extends Exception {
public LengthException() {}
public LengthException(String s) {
super(s);
}
@Override
public String getMessage() {
return super.getMessage();
}
}