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参考：Java中finally关键字的几个坑、Java：详解Java中的异常(Error与Exception)​​​​​​​

一、Throwable结构

在Java中，Throwable是所有错误与异常的超类。Throwable包含两个子类：Error(错误)和Exception(异常)

异常和错误的区别是：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理

Error通常是灾难性的致命的错误，是程序无法控制和处理的，当出现这些异常时，Java虚拟机（JVM）一般会选择终止线程；Exception通常情况下是可以被程序处理的，并且在程序中应该尽可能的去处理这些异常

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。（如Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等）这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。

当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止

Exception: 是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类 RuntimeException。例如，若试图使用空值对象引用、除数为零或数组越界，则分别引发运行时异常（NullPointerException、ArithmeticException）和 ArrayIndexOutOfBoundException。

• 不可查异常定义【包括RuntimeException和错误】：执行方法期间抛出的RuntimeException的任何子类都无需在throws子句中进行声明，因为它是uncheckedExcepiton。常见五种RuntimeException如下，RuntimeException发生的时候，表示程序中出现了编程错误，所以应该找出错误修改程序，而不是去捕获RuntimeException

  • java.lang.ArithmeticException(算术异常)
  • java.lang.ClassCastException(类型转换异常)
  • java.lang.IllegalArgumentException(不合法的参数异常)
  • java.lang.IndexOutOfBoundsException(数组下标越界异常)
  • java.lang.NullPointerException(空指针异常) 

• 受检异常定义: Exception 中除 RuntimeException 及其子类之外的异常。特点: Java编译器要求程序必须try-cache捕获或声明throws子句抛出这种异常

  • java.io.IOException(IO流异常)
  • java.lang.ClassNotFoundException(没找到指定类异常)
  • java.lang.NoSuchFieldException(没找到指定字段异常)
  • java.lang.NoSuchMetodException(没找到指定方法异常)
  • java.lang.IllegalAccessException(非法访问异常)
  • java.lang.InterruptedException(中断异常)

二、异常处理机制

在 Java 应用程序中，异常处理机制为：抛出异常，捕捉异常。 

2.1 抛出异常

2.1.1 抛出异常的声明

如果一个方法可能会出现异常，但没有能力处理这种异常，可以在方法声明处用throws子句来声明抛出异常。例如汽车在运行时可能会出现故障，汽车本身没办法处理这个故障，那就让开车的人来处理。

throws语句用在方法定义时声明该方法要抛出的异常类型，如果抛出的是Exception异常类型，则该方法被声明为抛出所有的异常。多个异常可使用逗号分割。throws语句的语法格式为：

 methodname throws Exception1,Exception2,..,ExceptionN  {  }  

方法名后的throws Exception1,Exception2,…,ExceptionN 为声明要抛出的异常列表。当方法抛出异常列表的异常时，方法将不对这些类型及其子类类型的异常作处理，而抛向调用该方法的方法，由他去处理。

使用throws关键字将异常抛给调用者后，如果调用者不想处理该异常，可以继续向上抛出，但最终要有能够处理该异常的调用者。

2.1.2 Throws抛出异常的规则：

1. 如果是不可查异常（unchecked exception），即Error、RuntimeException或它们的子类，那么可以不使用throws关键字来声明要抛出的异常，编译仍能顺利通过，但在运行时会被系统抛出。
2. 如果一个方法可能出现可查异常（checked exception），要么用try-catch语句捕获，要么用throws子句声明将它抛出，否则会导致编译错误。
3. 只有当抛出了异常时，该方法的调用者才必须处理或者重新抛出该异常。当方法的调用者无力处理该异常的时候，应该继续抛出。
4. 调用方法必须遵循任何可查异常的处理和声明规则。若覆盖一个方法，则不能声明与覆盖方法不同的异常。声明的任何异常必须是被覆盖方法所声明异常的同类或子类。

2.1.3 使用Throws抛出异常

throw总是出现在方法体中，用来抛出一个Throwable类型的异常。程序会在throw语句后立即终止，它后面的语句执行不到，然后在包含它的所有try块中（可能在上层调用函数中）从里向外寻找含有与其匹配的catch子句的try块，或者层层上抛，最终JVM会进行处理。

我们知道，异常是异常类的实例对象，我们可以创建异常类的实例对象通过throw语句抛出。该语句的语法格式为：

throw new exceptionname;

 例如抛出一个IOException类的异常对象：

throw new IOException;

要注意的是，throw 抛出的只能够是可抛出类Throwable 或者其子类的实例对象。下面的操作是错误的，因为String 不是Throwable 类的子类。

throw new String("exception");

如果抛出了可查异常，则还应该在方法头部声明方法可能抛出的异常类型。该方法的调用者也必须检查处理抛出的异常。

如果所有方法都层层上抛获取的异常，最终JVM会进行处理，处理也很简单，就是打印异常消息和堆栈信息。如果抛出的是Error或RuntimeException，则该方法的调用者可选择处理该异常。

public class TestException {  
    public static void main(String[] args) {  
        int a = 6;  
        int b = 0;  
        
        try { 
            if (b == 0) {
				throw new ArithmeticException(); 
				//"除数为0"等ArithmeticException，是RuntimException的子类。而运行时异常将由运行时系统自动抛出，不需要使用throw语句,这里把throw new ArithmeticException()去掉也是不影响运行结果的。
			}
            System.out.println("a/b的值是：" + a / b);  
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("程序出现异常，变量b不能为0。");  
        }  
        
        System.out.println("程序正常结束。");  
    }  
}

运行结果：

程序出现异常，变量b不能为0。

程序正常结束。

2.1.4 补充

为什么要在声明方法抛出异常？
答：方法是否抛出异常与方法返回值的类型一样重要。假设方法抛出异常却没有声明该方法将抛出异常，那么客户程序员可以调用这个方法而且不用编写处理异常的代码。那么，一旦出现异常，那么这个异常就没有合适的异常控制器来解决。

为什么抛出的异常一定是可检查异常(除了Exception中的RuntimeException及其子类以外，其他的Exception类及其子类)？
答：RuntimeException与Error可以在任何代码中产生，它们不需要由程序员显示的抛出，一旦出现错误，那么相应的异常会被自动抛出。遇到Error，程序员一般是无能为力的；遇到RuntimeException，那么一定是程序存在逻辑错误，要对程序进行修改；只有可检查异常才是程序员所关心的，程序应该且仅应该抛出或处理可检查异常。而可检查异常是由程序员抛出的，这分为两种情况：客户程序员调用会抛出异常的库函数；客户程序员自己使用throw语句抛出异常。

注意： 在finally块中不能抛出异常。JAVA异常处理机制保证无论在任何情况下必须先执行finally块然后再离开try块，因此在try块中发生异常的时候，JAVA虚拟机先转到finally块执行finally块中的代码，finally块执行完毕后，再向外抛出异常。如果在finally块中抛出异常，try块捕捉的异常就不能抛出，外部捕捉到的异常就是finally块中的异常信息，而try块中发生的真正的异常堆栈信息则丢失了。

2.2 捕获异常

2.2.1 try-cache语句

try {  
	// 可能会发生异常的程序代码  
} catch (Type1 id1){  
	// 捕获并处置try抛出的异常类型Type1  
} catch (Type2 id2){  
	 //捕获并处置try抛出的异常类型Type2  
}

      关键词try后的一对大括号将一块可能发生异常的代码包起来，称为监控区域。

      Java方法在运行过程中出现异常，则创建异常对象。将异常抛出监控区域之外，由Java运行时系统试图寻找匹配的catch子句以捕获异常。若有匹配的catch子句，则运行其异常处理代码，try-catch语句结束。

      匹配的原则是：如果抛出的异常对象属于catch子句的异常类，或者属于该异常类的子类，则认为生成的异常对象与catch块捕获的异常类型相匹配。

      注意：一旦某个catch捕获到匹配的异常类型，将进入异常处理代码。一经处理结束，就意味着整个try-catch语句结束。其他的catch子句不再有匹配和捕获异常类型的机会。

      Java通过异常类描述异常类型，对于有多个catch子句的异常程序而言，应该尽量将捕获底层异常类的catch子句放在前面，同时尽量将捕获相对高层的异常类的catch子句放在后面。否则，捕获底层异常类的catch子句将可能会被屏蔽。

2.2.2 try-cache-finally语句

 try-catch语句还可以包括第三部分，就是finally子句。它表示无论是否出现异常，都应当执行的内容。try-catch-finally语句的一般语法形式为:

try {  
	// 可能会发生异常的程序代码  
} catch (Type1 id1){  
	// 捕获并处置try抛出的异常类型Type1  
} catch (Type2 id2){  
	 //捕获并处置try抛出的异常类型Type2  
}finally {  
	// 无论是否发生异常，都将执行的语句块  
} 

try、catch、finally语句块的执行顺序:
     1)当try没有捕获到异常时：try语句块中的语句逐一被执行，程序将跳过catch语句块，执行finally语句块和其后的语句；
     2)当try捕获到异常，catch语句块里没有处理此异常的情况：此异常将会抛给JVM处理，finally语句块里的语句还是会被执行，但finally语句块后的语句不会被执行；
     3)当try捕获到异常，catch语句块里有处理此异常的情况：在try语句块中是按照顺序来执行的，当执行到某一条语句出现异常时，程序将跳到catch语句块，并与catch语句块逐一匹配，找到与之对应的处理程序，其他的catch语句块将不会被执行，而try语句块中，出现异常之后的语句也不会被执行，catch语句块执行完后，执行finally语句块里的语句，最后执行finally语句块后的语句。

finally 块：无论是否捕获或处理异常，finally块里的语句都会被执行。当在try块或catch块中遇到return语句时，finally语句块将在方法返回之前被执行。在以下4种特殊情况下，finally块不会被执行：
     1）在finally语句块中发生了异常。
     2）在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
     3）程序所在的线程死亡。
     4）关闭CPU。

 2.2.3 如果执行了finally，返回值的问题？

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(test());
}
	
public static int test(){
	try {
		System.out.println("try block");
	
		int i = 1 / 0; 
		return 0;
	} catch (Exception e) {
		System.out.println("catch block");
		return 1;
	} finally {
		System.out.println("finally block");
		return 2;
	}
}

运行结果输出：

try block
catch block
finally block
2 

对于上面的代码，相信大部分人都能知道输出值是 2，打印结果也确实是 2，就算把 int i = 1 / 0这一行注释掉，打印结果也是 2。

所以在这里我们可以下结论 ： finally里的 return语句会把 try/catch块里的 return语句效果给覆盖掉。

假如我们不在 finally中 return，结果会怎样？我们再看看下面的例子 ：

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(test());
}
	
public static int test(){
	int i = 999;
	try {
		System.out.println("try block");
		
		i = 1 / 0;
		return i;
	} catch (Exception e) {
		System.out.println("catch block");
		
		i = 100;
		return i;
	} finally {
		System.out.println("finally block");
		
		i = 200;
	}
}

打印结果：

try block
catch block
finally block
100 

虽然调用了 finllay改变了i的值，但是最后输出还是 100，为什么呢？我们可以通过分析字节码文件得到结果 ：

 public static int test();
    Code:
       0: sipush        999
       3: istore_0
。。。
      29: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      32: ldc           #14                 // String catch block
      34: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      37: bipush        100
      39: istore_0
      40: iload_0
      41: istore_2
      42: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      45: ldc           #12                 // String finally block
      47: invokevirtual #10                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      50: sipush        200
      53: istore_0
      54: iload_2
      55: ireturn
。。。

从字节码文件中可以看出，在 37:39中把 100存入 index 0的位置，就是设置 i的值为 100，在 40:41中把 index 0的值赋值给了 index 2的位置，在 50:53中把 200存入 index 0的位置，就是设置 i的值为 200，最后在 54:55中把 index 2的值加载出来并返回，即最后返回的是 index 2的值 100
。

对于这种情况我的理解就是在 return的的时候会把返回值压入栈，并把返回值赋值给栈中的局部变量， 最后把栈顶的变量值作为函数返回值。所以在 finally中的返回值就会覆盖 try/catch中的返回值，如果 finally中不执行 return语句，在 finally中修改返回变量的值，不会影响返回结果。

 3、常见异常

RuntimeException子类

IOException

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 其他    

四、相关问题

1. 为什么要创建自己的异常

答：当Java内置的异常都不能明确的说明异常情况的时候，需要创建自己的异常。

2. 应该在声明方法抛出异常还是在方法中捕获异常？

答：捕捉并处理知道如何处理的异常，而抛出不知道如何处理的异常。

3. throw和throws的区别是什么？

答：throw抛出异常，方法的调用者必须处理该异常，就是必须try catch处理这个异常，或者继续throws继续网上抛； throw抛出异常，程序就终止了，调用该方法的地方报错，不继续向后执行