概念介紹
異常是發生在程序執行過程中阻礙程序正常執行的錯誤事件，當一個程序出現錯誤時，可能的情況有如下3種：
- 語法錯誤
代碼的格式錯了，某個字母輸錯了 -
運行時錯誤
空指針異常，數組越界，除數為零等 - 邏輯錯誤
運行結果與預想的結果不一樣，這是一種很難調試的錯誤
Java中的異常處理機制主要處理運行時錯誤。
異常分類
下圖是一張經典的Java異常類層次結構圖，對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共同的父類Throwable，而Throwable有兩個重要的子類：Exception（異常）和Error（錯誤）
下面對這兩個重要的子類進行介紹
Error（錯誤）
是程序無法處理的錯誤，表示運行應用程序中較嚴重問題。大多數錯誤與代碼編寫者執行的操作無關，而表示代碼運行時 JVM（Java 虛擬機）出現的問題。例如，Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError），當 JVM 不再有繼續執行操作所需的內存資源時，將出現 OutOfMemoryError。這些異常發生時，Java虛擬機（JVM）一般會選擇線程終止。
這些錯誤表示故障發生于虛擬機自身、或者發生在虛擬機試圖執行應用時，如Java虛擬機運行錯誤（Virtual MachineError）、類定義錯誤（NoClassDefFoundError）等。這些錯誤是不可查的，因為它們在應用程序的控制和處理能力之 外，而且絕大多數是程序運行時不允許出現的狀況。對于設計合理的應用程序來說，即使確實發生了錯誤，本質上也不應該試圖去處理它所引起的異常狀況。在 Java中，錯誤通過Error的子類描述。Exception（異常）
是程序本身可以處理的異常。主要包含RuntimeException等運行時異常和IOException，SQLException等非運行時異常。
運行時異常包括：都是RuntimeException類及其子類異常，如NullPointerException(空指針異常)、IndexOutOfBoundsException(下標越界異常)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誤引起的，程序應該從邏輯角度盡可能避免這類異常的發生。
運行時異常的特點是Java編譯器不會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，即使沒有用try-catch語句捕獲它，也沒有用throws子句聲明拋出它，也會編譯通過。
非運行時異常（編譯異常）包括：RuntimeException以外的異常，類型上都屬于Exception類及其子類。從程序語法角度講是必須進行處理的異常，如果不處理，程序就不能編譯通過。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制處理的角度分類，異常類別又可分為：
可查異常
正確的程序在運行中，很容易出現的、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生是可以預計的，而且一旦發生這種異常狀況，就必須采取某種方式進行處理。
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。這種異常的特點是Java編譯器會檢查它，也就是說，當程序中可能出現這類異常，要么用try-catch語句捕獲它，要么用throws子句聲明拋出它，否則編譯不會通過。不可查異常
包括運行時異常（RuntimeException與其子類）和錯誤（Error）。
異常處理機制
在 Java 應用程序中，異常處理機制為：拋出異常，捕捉異常。
拋出異常
當一個方法出現錯誤引發異常時，方法創建異常對象并交付運行時系統，異常對象中包含了異常類型和異常出現時的程序狀態等異常信息。運行時系統負責尋找處置異常的代碼并執行。
注意：對于運行時異常、錯誤或可查異常，Java技術所要求的異常處理方式有所不同。
由于運行時異常的不可查性，為了更合理、更容易地實現應用程序，Java規定，運行時異常將由Java運行時系統自動拋出，允許應用程序忽略運行時異常。
對于方法運行中可能出現的Error，當運行方法不欲捕捉時，Java允許該方法不做任何拋出聲明。因為，大多數Error異常屬于永遠不能被允許發生的狀況，也屬于合理的應用程序不該捕捉的異常。
對于所有的可查異常，Java規定：一個方法必須捕捉，或者聲明拋出方法之外。也就是說，當一個方法選擇不捕捉可查異常時，它必須聲明將拋出異常。捕獲異常
在方法拋出異常之后，運行時系統將轉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生時依次存留在調用棧中的方法的集合。當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，即為合適 的異常處理器。運行時系統從發生異常的方法開始，依次回查調用棧中的方法，直至找到含有合適異常處理器的方法并執行。當運行時系統遍歷調用棧而未找到合適 的異常處理器，則運行時系統終止。同時，意味著Java程序的終止。
通常使用關鍵字try、catch、finally來捕獲異常
語法形式如下：
try {
// 可能會發生異常的程序代碼
} catch (Type1 id1) {
// 捕獲并處理try拋出的異常類型Type1
} catch (Type2 id2) {
// 捕獲并處理try拋出的異常類型Type2
} finally {
// 無論是否發生異常，都將執行的語句塊
}
小結：
try 塊：用于捕獲異常。其后可接零個或多個catch塊，如果沒有catch塊，則必須跟一個finally塊。
catch 塊：用于處理try捕獲到的異常。
finally 塊：無論是否捕獲或處理異常，finally塊里的語句都會被執行。當在try塊或catch塊中遇到return語句時，finally語句塊將在方法返回之前被執行。在以下4種特殊情況下，finally塊不會被執行：
1）在finally語句塊中發生了異常。
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）關閉CPU。
try、catch、finally語句塊的執行順序:
1)當try沒有捕獲到異常時：try語句塊中的語句逐一被執行，程序將跳過catch語句塊，執行finally語句塊和其后的語句；
2)當try捕獲到異常，catch語句塊里沒有處理此異常的情況：當try語句塊里的某條語句出現異常時，而沒有處理此異常的catch語句塊時，此異常將會拋給JVM處理，finally語句塊里的語句還是會被執行，但finally語句塊后的語句不會被執行；
3)當try捕獲到異常，catch語句塊里有處理此異常的情況：在try語句塊中是按照順序來執行的，當執行到某一條語句出現異常時，程序將跳到catch語句塊，并與catch語句塊逐一匹配，找到與之對應的處理程序，其他的catch語句塊將不會被執行，而try語句塊中，出現異常之后的語句也不會被執行，catch語句塊執行完后，執行finally語句塊里的語句，最后執行finally語句塊后的語句；
流程如下圖所示：
面試?？紗栴}總結
1.描述Java 7 ARM(Automatic Resource Management，自動資源管理)特征和多個catch塊的使用
如果一個try塊中有多個異常要被捕獲，catch塊中的代碼會變丑陋的同時還要用多余的代碼來記錄異常。有鑒于此，Java 7的一個新特征是：一個catch子句中可以捕獲多個異常。示例代碼如下：
catch(IOException | SQLException | Exception ex){
logger.error(ex);
throw new MyException(ex.getMessage());
}
大多數情況下，當忘記關閉資源或因資源耗盡出現運行時異常時，我們只是用finally子句來關閉資源。這些異常很難調試，我們需要深入到資源使用的每一步來確定是否已關閉。因此，Java 7用try-with-resources進行了改進：在try子句中能創建一個資源對象，當程序的執行完try-catch之后，運行環境自動關閉資源。下面是這方面改進的示例代碼：
try (MyResource mr = new MyResource()) {
System.out.println("MyResource created in try-with-resources");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
2.在Java中throw與throws關鍵字之間的區別？
throws用于在方法簽名中聲明此方法可能拋出的異常，而throw關鍵字則是中斷程序的執行并移交異常對象到運行時進行處理。
3.被檢查的異常和不受檢查的異常有什么區別？
被檢查的異常應該用try-catch塊代碼處理，或者在main方法中用throws關鍵字讓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誤情況，比如：讀取文件時文件不存在引發的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：在對象引用時沒有確保對象非空而引起的NullPointerException。
4.Java中final,finally,finalize的區別？
final和finally在Java中是關鍵字，而finalize則是一個方法。
- final關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，即使是出現了異常，其子句總會被執行，通常，finally子句用來關閉相關資源。
- finalize方法中的對象被銷毀之前會被垃圾回收。
5.下面是一些代碼相關的問題，需要回答該代碼有沒有問題？該怎么修改？
A．下面這段代碼有什么問題呢？
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class TestException {
public static void main(String[] args) {
try {
testExceptions();
} catch (FileNotFoundException | IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void testExceptions() throws IOException,
FileNotFoundException {
}
}
上面代碼的主要問題在于FileNotFoundException是IOException的子類，編譯會報錯：The exception FileNotFoundException is already caught by the alternative IOException.
有兩種辦法可以解決這個問題
- 用兩個catch子句來處理這兩個異常
try {
testExceptions();
}catch(FileNotFoundException e){
e.printStackTrace();
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
- 在catch子句中移除FileNotFoundException，只用IOException
try {
testExceptions();
}catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
B．下面這段代碼又有什么問題呢？
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import javax.xml.bind.JAXBException;
public class TestException1 {
public static void main(String[] args) {
try {
go();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (JAXBException e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void go() throws IOException, JAXBException, FileNotFoundException{
}
}
上面代碼的問題同樣在于FileNotFoundException是IOException的子類，所以，FileNotFoundException的catch子句將被隱藏。編譯時會報錯：Unreachable catch block for FileNotFoundException.
解決方案：
改變catch子句的順序來修復程序
try {
go();
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch (JAXBException e) {
e.printStackTrace();
}
C．下面的代碼同樣存在問題。
import java.io.IOException;
import javax.xml.bind.JAXBException;
public class TestException2 {
public static void main(String[] args) {
try {
foo();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}catch(JAXBException e){
e.printStackTrace();
}catch(NullPointerException e){
e.printStackTrace();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
public static void foo() throws IOException{
}
}
這段代碼同樣不能編譯，因為JAXBException是個受檢查的異常，而foo方法應該拋出此異常供調用方法捕獲。你將會得到：Unreachable catch block for JAXBException這樣的錯誤信息。這個異常不可能從try子句中拋出。為解決這個錯誤，只能將JAXBException從catch子句中移除。
也要注意到，NullPointerException的異常捕獲是有效的，因為它是個不被檢查的異常。
D．下面的代碼存在什么問題呢？
public class TestException3 {
public static void main(String[] args) {
try{
bar();
}catch(NullPointerException e){
e.printStackTrace();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
foo();
}
public static void bar(){
}
public static void foo() throws NullPointerException{
}
}
這代碼是個幌子，根本沒問題，能被正確編譯。我們能捕獲到一般異?；蛘呤遣槐粰z查的異常，即使在throws語句中沒被提及。
同樣，如果程序中的一個方法foo()在throws中聲明了不被檢查的異常，程序中也不一定要處理這個異常。
E．下面這段代碼同樣存在瑕疵。
import java.io.IOException;
public class TestException4 {
public void start() throws IOException{
}
public void foo() throws NullPointerException{ }
}
class TestException5 extends TestException4{
public void start() throws Exception{ }
public void foo() throws RuntimeException{
}
}
這段代碼不能被編譯，因為父類中start的方法簽名與子類中的start方法簽名不相同。為糾正這錯誤，我們可以修改子類的方法簽名使之與超類相同，我們也可以像下面代碼那樣移除子類中throws關鍵字。
@Override
public void start(){
}
F．下面的代碼存在什么問題呢？
import java.io.IOException;
import javax.xml.bind.JAXBException;
public class TestException6 {
public static void main(String[] args) {
try {
foo();
} catch (IOException | JAXBException e) {
e = new Exception("");
e.printStackTrace();
}catch(Exception e){
e = new Exception("");
e.printStackTrace();
}
}
public static void foo() throws IOException, JAXBException{
}
}
這段代碼同樣不能編譯，因為在多個catch子句中的異常對象是不可變的，我們不能改變其值。你會得到這樣的：The parameter e of a multi-catch block cannot be assigned編譯時錯誤信息。我們需要刪掉將e賦值給新異常對象這句來修正錯誤。
參考資料
[1]詳解Java中異常處理機制
[2]深入理解java異常處理機制
[3]JAVA異常處理相關面試題
[4]Java異常的面試問題及答案-Part 1
[5]Java異常的面試問題及答案-Part 2
[6]Java異常的面試問題及答案-Part 3
