一、概念介紹
異常是發(fā)生在程序執(zhí)行過(guò)程中阻礙程序正常執(zhí)行的錯(cuò)誤事件，當(dāng)一個(gè)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可能的情況分為以下3種：
1、語(yǔ)法錯(cuò)誤：代碼的格式錯(cuò)了，某個(gè)字母輸錯(cuò)了
2、運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤：空指針異常，數(shù)組越界，除數(shù)為零等
3、邏輯錯(cuò)誤：運(yùn)行結(jié)果與預(yù)想的結(jié)果不一樣，這是一種很難調(diào)試的錯(cuò)誤Java中的異常處理機(jī)制主要處理運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。
下圖是一張經(jīng)典的Java異常類層次結(jié)構(gòu)圖，對(duì)各種異常做出了較為清晰的分類:
從上圖中可以看到，所有的異常都繼承自一個(gè)共同的父類Throwable，而Throwable有兩個(gè)重要的子類：Exception（異常）和Error（錯(cuò)誤）。
二、error和exception有什么區(qū)別？
這個(gè)是面試中經(jīng)常會(huì)問(wèn)到的，下面對(duì)這兩個(gè)重要的子類進(jìn)行介紹：
Error（錯(cuò)誤）
1、 是程序無(wú)法處理的錯(cuò)誤，表示運(yùn)行應(yīng)用程序中較嚴(yán)重問(wèn)題。大多數(shù)錯(cuò)誤與代碼編寫者執(zhí)行的操作無(wú)關(guān)，而表示代碼運(yùn)行時(shí) JVM（Java 虛擬機(jī)）出現(xiàn)的問(wèn)題。例如，Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤（Virtual MachineError），當(dāng) JVM 不再有繼續(xù)執(zhí)行操作所需的內(nèi)存資源時(shí)，將出現(xiàn) OutOfMemoryError。這些異常發(fā)生時(shí)，Java虛擬機(jī)（JVM）一般會(huì)選擇線程終止。
2、 這些錯(cuò)誤表示故障發(fā)生于虛擬機(jī)自身、或者發(fā)生在虛擬機(jī)試圖執(zhí)行應(yīng)用時(shí)，如Java虛擬機(jī)運(yùn)行錯(cuò)誤（Virtual MachineError）、類定義錯(cuò)誤（NoClassDefFoundError）等。這些錯(cuò)誤是不可查的，因?yàn)樗鼈冊(cè)趹?yīng)用程序的控制和處理能力之 外，而且絕大多數(shù)是程序運(yùn)行時(shí)不允許出現(xiàn)的狀況。對(duì)于設(shè)計(jì)合理的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，即使確實(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，本質(zhì)上也不應(yīng)該試圖去處理它所引起的異常狀況。在 Java中，錯(cuò)誤通過(guò)Error的子類描述。
Exception（異常）
1、 是程序本身可以處理的異常。主要包含RuntimeException等運(yùn)行時(shí)異常和IOException，SQLException等非運(yùn)行時(shí)異常。
2、運(yùn)行時(shí)異常包括：都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標(biāo)越界異常)等，這些異常是不檢查異常，程序中可以選擇捕獲處理，也可以不處理。這些異常一般是由程序邏輯錯(cuò)誤引起的，程序應(yīng)該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發(fā)生。
3、 運(yùn)行時(shí)異常的特點(diǎn)是Java編譯器不會(huì)檢查它，也就是說(shuō)，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常，即使沒(méi)有用try-catch語(yǔ)句捕獲它，也沒(méi)有用throws子句聲明拋出它，也會(huì)編譯通過(guò)。
4、非運(yùn)行時(shí)異常（編譯異常）包括：RuntimeException以外的異常，類型上都屬于Exception類及其子類。從程序語(yǔ)法角度講是必須進(jìn)行處理的異常，如果不處理，程序就不能編譯通過(guò)。如IOException、SQLException等以及用戶自定義的Exception異常，一般情況下不自定義檢查異常。
從編譯器是否要求強(qiáng)制處理的角度分類，異常類別又可分為：
a、可查異常
b、正確的程序在運(yùn)行中，很容易出現(xiàn)的、情理可容的異常狀況。可查異常雖然是異常狀況，但在一定程度上它的發(fā)生是可以預(yù)計(jì)的，而且一旦發(fā)生這種異常狀況，就必須采取某種方式進(jìn)行處理。
c、除了RuntimeException及其子類以外，其他的Exception類及其子類都屬于可查異常。這種異常的特點(diǎn)是Java編譯器會(huì)檢查它，也就是說(shuō)，當(dāng)程序中可能出現(xiàn)這類異常，要么用try-catch語(yǔ)句捕獲它，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會(huì)通過(guò)。
三、異常處理機(jī)制
在 Java 應(yīng)用程序中，異常處理機(jī)制為：拋出異常，捕捉異常。
1、拋出異常
a、當(dāng)一個(gè)方法出現(xiàn)錯(cuò)誤引發(fā)異常時(shí)，方法創(chuàng)建異常對(duì)象并交付運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，異常對(duì)象中包含了異常類型和異常出現(xiàn)時(shí)的程序狀態(tài)等異常信息。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)負(fù)責(zé)尋找處置異常的代碼并執(zhí)行。
b、注意：對(duì)于運(yùn)行時(shí)異常、錯(cuò)誤或可查異常，Java技術(shù)所要求的異常處理方式有所不同。
c、由于運(yùn)行時(shí)異常的不可查性，為了更合理、更容易地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序，Java規(guī)定，運(yùn)行時(shí)異常將由Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)拋出，允許應(yīng)用程序忽略運(yùn)行時(shí)異常。
d、對(duì)于方法運(yùn)行中可能出現(xiàn)的Error，當(dāng)運(yùn)行方法不欲捕捉時(shí)，Java允許該方法不做任何拋出聲明。因?yàn)?，大多?shù)Error異常屬于永遠(yuǎn)不能被允許發(fā)生的狀況，也屬于合理的應(yīng)用程序不該捕捉的異常。
e、對(duì)于所有的可查異常，Java規(guī)定：一個(gè)方法必須捕捉，或者聲明拋出方法之外。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)方法選擇不捕捉可查異常時(shí)，它必須聲明將拋出異常。
2、捕獲異常
a、在方法拋出異常之后，運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)將轉(zhuǎn)為尋找合適的異常處理器（exception handler）。潛在的異常處理器是異常發(fā)生時(shí)依次存留在調(diào)用棧中的方法的集合。當(dāng)異常處理器所能處理的異常類型與方法拋出的異常類型相符時(shí)，即為合適 的異常處理器。運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)從發(fā)生異常的方法開始，依次回查調(diào)用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執(zhí)行。當(dāng)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)遍歷調(diào)用棧而未找到合適 的異常處理器，則運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)終止。同時(shí)，意味著Java程序的終止。
通常使用關(guān)鍵字try、catch、finally來(lái)捕獲異常
語(yǔ)法形式如下：
try {
//可能出現(xiàn)異常的代碼
} catch (Exception e) {
//異常處理的相關(guān)代碼（三種方案）
//方案1：自定義處理, 如println();
//方案2：打印堆棧跟蹤信息, e.printStackTrace();
//方案3：獲取異常的原因信息, println(e.getMessage());
[... 多重 catch () ...] // 遵循從子到父的順序，父類異常在最后。
} finally {
//無(wú)論是否出現(xiàn)異常都需要執(zhí)行的代碼結(jié)構(gòu)(不受return影響)，常用于釋放資源
}
小結(jié)：
try 塊：用于捕獲異常。其后可接零個(gè)或多個(gè)catch塊，如果沒(méi)有catch塊，則必須跟一個(gè)finally塊。
catch 塊：用于處理try捕獲到的異常。
finally 塊：無(wú)論是否捕獲或處理異常，finally塊里的語(yǔ)句都會(huì)被執(zhí)行。當(dāng)在try塊或catch塊中遇到return語(yǔ)句時(shí)，finally語(yǔ)句塊將在方法返回之前被執(zhí)行。在以下4種特殊情況下，finally塊不會(huì)被執(zhí)行：
1、在finally語(yǔ)句塊中發(fā)生了異常。
2、在前面的代碼中用了System.exit()退出程序。
3、程序所在的線程死亡。
4、關(guān)閉CPU。
四、try、catch、finally語(yǔ)句塊的執(zhí)行順序
1、當(dāng)try沒(méi)有捕獲到異常時(shí)：try語(yǔ)句塊中的語(yǔ)句逐一被執(zhí)行，程序?qū)⑻^(guò)catch語(yǔ)句塊，執(zhí)行finally語(yǔ)句塊和其后的語(yǔ)句；
2、當(dāng)try捕獲到異常，catch語(yǔ)句塊里沒(méi)有處理此異常的情況：當(dāng)try語(yǔ)句塊里的某條語(yǔ)句出現(xiàn)異常時(shí)，而沒(méi)有處理此異常的catch語(yǔ)句塊時(shí)，此異常將會(huì)拋給JVM處理，finally語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句還是會(huì)被執(zhí)行，但finally語(yǔ)句塊后的語(yǔ)句不會(huì)被執(zhí)行；
3、當(dāng)try捕獲到異常，catch語(yǔ)句塊里有處理此異常的情況：在try語(yǔ)句塊中是按照順序來(lái)執(zhí)行的，當(dāng)執(zhí)行到某一條語(yǔ)句出現(xiàn)異常時(shí)，程序?qū)⑻絚atch語(yǔ)句塊，并與catch語(yǔ)句塊逐一匹配，找到與之對(duì)應(yīng)的處理程序，其他的catch語(yǔ)句塊將不會(huì)被執(zhí)行，而try語(yǔ)句塊中，出現(xiàn)異常之后的語(yǔ)句也不會(huì)被執(zhí)行，catch語(yǔ)句塊執(zhí)行完后，執(zhí)行finally語(yǔ)句塊里的語(yǔ)句，最后執(zhí)行finally語(yǔ)句塊后的語(yǔ)句；
流程如下圖所示：
五、面試常考問(wèn)題總結(jié)
1、在Java中throw與throws關(guān)鍵字之間的區(qū)別？
throws用于在方法簽名中聲明此方法可能拋出的異常，而throw關(guān)鍵字則是中斷程序的執(zhí)行并移交異常對(duì)象到運(yùn)行時(shí)進(jìn)行處理。
2.Java中final,finally,finalize的區(qū)別？
final和finally在Java中是關(guān)鍵字，而finalize則是一個(gè)方法。
final關(guān)鍵字使得類變量不可變，避免類被其它類繼承或方法被重寫。
finally跟try-catch塊一起使用，即使是出現(xiàn)了異常，其子句總會(huì)被執(zhí)行，通常，finally子句用來(lái)關(guān)閉相關(guān)資源。
finalize方法中的對(duì)象被銷毀之前會(huì)被垃圾回收。
3.被檢查的異常和不受檢查的異常有什么區(qū)別？
被檢查的異常應(yīng)該用try-catch塊代碼處理，或者在main方法中用throws關(guān)鍵字讓JRE了解程序可能拋出哪些異常。不受檢查的異常在程序中不要求被處理或用throws語(yǔ)句告知。
Exception是所有被檢查異常的基類，然而，RuntimeException是所有不受檢查異常的基類。
被檢查的異常適用于那些不是因程序引起的錯(cuò)誤情況，比如：讀取文件時(shí)文件不存在引發(fā)的FileNotFoundException。然而，不被檢查的異常通常都是由于糟糕的編程引起的，比如：在對(duì)象引用時(shí)沒(méi)有確保對(duì)象非空而引起的NullPointerException。
4、描述Java 7 ARM(Automatic Resource Management，自動(dòng)資源管理)特征和多個(gè)catch塊的使用
如果一個(gè)try塊中有多個(gè)異常要被捕獲，catch塊中的代碼會(huì)變丑陋的同時(shí)還要用多余的代碼來(lái)記錄異常。有鑒于此，Java 7的一個(gè)新特征是：一個(gè)catch子句中可以捕獲多個(gè)異常。
大多數(shù)情況下，當(dāng)忘記關(guān)閉資源或因資源耗盡出現(xiàn)運(yùn)行時(shí)異常時(shí)，我們只是用finally子句來(lái)關(guān)閉資源。這些異常很難調(diào)試，我們需要深入到資源使用的每一步來(lái)確定是否已關(guān)閉。因此，Java 7用try-with-resources進(jìn)行了改進(jìn)：在try子句中能創(chuàng)建一個(gè)資源對(duì)象，當(dāng)程序的執(zhí)行完try-catch之后，運(yùn)行環(huán)境自動(dòng)關(guān)閉資源。下面是這方面改進(jìn)的示例代碼：
5.下面是一些代碼相關(guān)的問(wèn)題，需要回答該代碼有沒(méi)有問(wèn)題？該怎么修改？
A．下面這段代碼有什么問(wèn)題呢？
上面代碼的主要問(wèn)題在于FileNotFoundException是IOException的子類，編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)：The exception FileNotFoundException is already caught by the alternative IOException.
有兩種辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題
①、用兩個(gè)catch子句來(lái)處理這兩個(gè)異常
②、在catch子句中移除FileNotFoundException，只用IOException
