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一、异常的概念与体系结构

1.1  异常的概念

    在生活中，一个人表情痛苦，出于关心，可能会问：你是不是生病了，需要我陪你去看医生吗？

    不管是工作还是学习过程中，我们每隔一段时间就会听见同学说：“欸，那个xxx今天怎么没来上课呢？”；或者当我们买过来的食物中加入了巨辣后，我们吃过饭后往往会表现出痛苦的表情。

        在程序中也是一样，程序猿是一帮办事严谨、追求完美的高科技人才。在日常开发中，绞尽脑汁将代码写的尽善尽美，但在程序运行过程中，难免会出现一些奇奇怪怪的问题。有时通过代码很难去控制，比如：数据格式不对、网络不通畅、内存报警等 ...

在Java中，将程序执行过程中发生的不正常行为称为异常。比如之前写代码时经常遇到的： 

1.1.1 算术异常

System.out.println(10 / 0);
// 执行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero

1.1.2 数组越界异常

1.1.3 空指针异常

      java中不同类型的异常，都有与其对应的类来进行描述。 

1.2  异常的体系结构

从上图中可以看到：

        1. Throwable：是异常体系的顶层类，其派生出两个重要的子类, Error 和 Exception

        2. Error：指的是Java虚拟机无法解决的严重问题，比如：JVM的内部错误、资源耗尽等，典型代表： StackOverflowError和OutOfMemoryError，一旦发生回力乏术。

        3. Exception：异常产生后程序员可以通过代码进行处理，使程序继续执行。比如：感冒、发烧。我们平时所说 的异常就是Exception。 

1.3  异常的分类

异常可能在编译时发生，也可能在程序运行时发生，根据发生的时机不同，可以将异常分为：

1.3.1. 编译时异常

    在程序编译期间发生的异常，称为编译时异常，也称为受检查异常(Checked Exception)

1.3.2. 运行时异常

    在程序执行期间发生的异常，称为运行时异常，也称为非受检查异常(Unchecked Exception) RunTimeException以及其子类对应的异常，都称为运行时异常。

    比如：NullPointerException、 ArrayIndexOutOfBoundsException、ArithmeticException 

二、异常的处理

2.1  防御式编程

    错误在代码中是客观存在的. 因此我们要让程序出现问题的时候及时通知程序猿. 主要的方式有：

2.1.1  LBYL:

Look Before You Leap. 在操作之前就做充分的检查. 即：事前防御型

 boolean ret = false;
    ret = 登陆游戏();
if (!ret) {
        处理登陆游戏错误;
        return;
    }
    ret = 开始匹配();
if (!ret) {
        处理匹配错误;
        return;
    }
    ret = 游戏确认();
if (!ret) {
        处理游戏确认错误;
        return;
    }

缺点：正常流程与错误流程混合在一起，比较混乱！ 

2.1.2 EAFP:

      It's Easier to Ask Forgiveness than Permission. "事后获取原谅比事前获取许可更容易". 也就是先操作, 遇到问题再处理，即：事后认错型

try {
        登陆游戏();
        开始匹配();
        游戏确认();
        选择英雄();
        载入游戏画面();
...
    } catch (登陆游戏异常) {
        处理登陆游戏异常;
    } catch (开始匹配异常) {
        处理开始匹配异常;
    } catch (游戏确认异常) {
        处理游戏确认异常;
    } catch (选择英雄异常) {
        处理选择英雄异常;
    } catch (载入游戏画面异常) {
        处理载入游戏画面异常;
    }

  优点：正常流程和错误流程是分离开的, 程序员更关注正常流程，代码更清晰，容易理解代码 

奥奇小课堂：“在Java中，异常处理主要的5个关键字：throw、try、catch、final、throws。” 

2.2  异常的抛出

  在写程序时，如果程序出现错误时，我们可以借助throw关键字，抛出一个指定的异常对象，将错误信息告知给调用者。具体语法如下：

    throw new XXXException("异常产生的原因");

  正如当输入的索引 index 不合法时我们就可以抛出一个异常。

2.3  异常的捕获

  异常的捕获，也就是异常的具体处理方式，主要有两种：异常声明 throws 以及 try-catch捕获处理

2.3.1 异常声明throws

处在方法声明时参数列表之后，当方法中抛出编译时异常，用户不想处理该异常，此时就可以借助throws 将异常抛给方法的调用者来处理。即当前方法不处理异常，提醒方法的调用者处理异常。

语法格式：
    修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) throws 异常类型1，异常类型2...{
    }

 2.3.2 try-catch捕获并处理

    throws 对异常并没有真正处理，而是将异常报告给抛出异常方法的调用者，由调用者处理。如果真正要对异常进行 处理，就需要 try-catch。

语法格式：
            try{
// 将可能出现异常的代码放在这里
    }catch(要捕获的异常类型 e){
// 如果try中的代码抛出异常了，此处catch捕获时异常类型与try中抛出的异常类型一致时，或者是try中抛出异常的基类
        时，就会被捕获到
// 对异常就可以正常处理，处理完成后，跳出try-catch结构，继续执行后序代码
    }[catch(异常类型 e){
// 对异常进行处理
    }finally{
// 此处代码一定会被执行到
    }]
// 后序代码
// 当异常被捕获到时，异常就被处理了，这里的后序代码一定会执行
// 如果捕获了，由于捕获时类型不对，那就没有捕获到，这里的代码就不会被执行

2.3.3 finally

    在写程序时，某些特定的代码，我们希望不论程序是否发生异常，都需要执行，比如程序中打开的资源：网络连接、数据库连接、IO流等，在程序正常或者异常退出时，必须要对资源进进行回收。另外，因为异常会引发程序的跳转，可能会导致有些语句执行不到，这时我们就要用到 finally。 

 语法格式：
            try{
// 可能会发生异常的代码
    }catch(异常类型 e){
// 对捕获到的异常进行处理
    }finally{
// 此处的语句无论是否发生异常，都会被执行到
    }
    // 如果没有抛出异常，或者异常被捕获处理了，这里的代码也会执行

 2.4  异常的处理流程

   程序先执行 try 中的代码

   如果 try 中的代码出现异常, 就会结束 try 中的代码, 看和 catch 中的异常类型是否匹配.

   如果找到匹配的异常类型, 就会执行 catch 中的代码

   如果没有找到匹配的异常类型, 就会将异常向上传递到上层调用者.

   无论是否找到匹配的异常类型, finally 中的代码都会被执行到(在该方法结束之前执行).

   如果上层调用者也没有处理的了异常, 就继续向上传递.

   一直到 main 方法也没有合适的代码处理异常, 就会交给 JVM 来进行处理, 此时程序就会异 常终止.

三、自定义异常类

    Java 中虽然已经内置了丰富的异常类, 但是并不能完全表示实际开发中所遇到的一些异常，此时就需要维护符合我 们实际情况的异常结构.

    Java中已经存在丰富的异常类，但我们在实际开发中难免会遇到一些异常不能用已有的异常来正确表示，那么我们就可以根据实际情况自定义一个异常类。

但要注意：

   自定义异常通常会继承自 Exception 或者 RuntimeException

   继承自 Exception 的异常默认是受查异常

   继承自 RuntimeException 的异常默认是非受查异常

 比如 ：