JAVA基础-异常
1，异常概述
异常机制是指当程序出现错误后，程序如何处理。具体来说，异常机制提供了程序退出的安全通道。当出现错误后，程序执行的流程发生改变，程序的控制权转移到异常处理器。
2，异常的结构
1，Throwable
在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 Throwable（可抛出）。Throwable 指定代码中可用异常传播机制通过 Java 应用程序传输的任何问题的共性。有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。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。
2，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。例如，Java虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，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。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java中，错误通过Error的子类描述。
3，Exception
是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类RuntimeException。RuntimeException 类及其子类表示“JVM 常用操作”引发的错误。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。
Exception（异常）分两大类：运行时异常和非运行时异常(编译异常)
//必须在方法名上 throws 或者 try-catch 捕获处理
public static void checkException() throws IOException {
throw new IOException();
}
public static void checkException1() {
try{
throw new IOException();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
（1） 检查异常，编译器要求必须处置的异常：正确的程序在运行中，很容易出现的、情理可容的异常状况。
（2）除了 Exception 中的 RuntimeException 及 RuntimeException 的子类以外，其他的 Exception 类及其子类(例如：IOException和ClassNotFoundException)都属于可查异常。
（3）这种异常的特点是 Java 编译器会检查它，也就是说，当程序中可能出现这类异常，要么用 try-catch 语句捕获它，要么用 throws 子句声明抛出它，否则编译不会通过。
//可以不用理会，抛异常程序直接挂了
public static void runtimeException(){
throw new RuntimeException();
}
public static void error(){
throw new NoClassDefFoundError();
}
（1）不可查异常(编译器不要求强制处置的异常)**：包括运行时异常（RuntimeException与其子类）和错误（Error）。
（2）RuntimeException 表示编译器不会检查程序是否对 RuntimeException 作了处理，在程序中不必捕获 RuntimException 类型的异常，也不必在方法体声明抛出 RuntimeException 类。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。
2，异常处理
1，throws
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。
Throws抛出异常的规则：
- 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。
- 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。
- 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。
- 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，throw
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。
3，try-catch-finally
在方法抛出异常之后，运行时系统将转为寻找合适的异常处理器（exception handler）。潜在的异常处理器是异常发生时依次存留在调用栈中的方法的集合。当异常处理器所能处理的异常类型与方法抛出的异常类型相符时，即为合适 的异常处理器。运行时系统从发生异常的方法开始，依次回查调用栈中的方法，直至找到含有合适异常处理器的方法并执行。当运行时系统遍历调用栈而未找到合适 的异常处理器，则运行时系统终止。同时，意味着Java程序的终止。
一般语法为：
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
}
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。
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：
- 在finally语句块中发生了异常。
- 在前面的代码中用了System.exit()退出程序。
- 程序所在的线程死亡。
- 关闭CPU。
4，SneakyThrows 注解
@SneakyThrows 就是利用了这一机制，将当前方法抛出的异常，包装成 RuntimeException ，骗过编译器，使得调用点可以不用显示处理异常信息。
5. 异常链处理
public RuntimeException() {
super();
}
public RuntimeException(String message) {
super(message);
}
public RuntimeException(String message, Throwable cause) {
super(message, cause);
}
public RuntimeException(Throwable cause) {
super(cause);
}
public Throwable() {
fillInStackTrace();
}
public Throwable(String message) {
fillInStackTrace();
detailMessage = message;
}
public Throwable(String message, Throwable cause) {
fillInStackTrace();
detailMessage = message;
this.cause = cause;
}
public Throwable(Throwable cause) {
fillInStackTrace();
detailMessage = (cause==null ? null : cause.toString());
this.cause = cause;
}
主要两个参数，message 异常信息，就直接放到异常的 message 属性。cause 则也是一个 Throwable，表示引起当前异常的原因，因此就形成一个异常链，我们可以使用递归的方式拿到最终导致这个异常的问题。
public static Throwable getCause(Throwable t){
if(t.getCause() != null){
return getCause(t.getCause());
}else{
return t;
}
}
6，需要注意的问题
- 尽量不要捕获类似 Exception 这样的通用异常，而是应该捕获特定异常，在这里是 Thread.sleep() 抛出的 InterruptedException。
- 不要生吞（swallow）异常。这是异常处理中要特别注意的事情，因为很可能会导致非常难以诊断的诡异情况。
- try-catch 代码段会产生额外的性能开销，或者换个角度说，它往往会影响 JVM 对代码进行优化，所以建议仅捕获有必要的代码段，尽量不要一个大的 try 包住整段的代码
- 与此同时，利用异常控制代码流程，也不是一个好主意，远比我们通常意义上的条件语句（if/else、switch）要低效。
- printStackTrace()使用的是synchronized锁，性能低，吃程序资源，容易造成程序资源占满进而导致程序崩溃。建议使用第三方日志依赖如：logback（springboot首选）、log4j、log4j2
