Java异常处理基础知识笔记：异常处理机制、异常继承关系、捕获异常、抛出异常、异常的传播、异常调用栈、自定义异常、第三方日志库
一、Java中的异常
1、Java内置了一套异常处理机制，总是使用异常来表示错误。异常是一种class，因此它本身带有类型信息。异常可以在任何地方抛出，但只需要在上层捕获，这样就和方法调用分离了
2、Java异常的继承关系
从继承关系可知：Throwable是异常体系的根，它继承自Object。Throwable有两个体系：Error和Exception，Error表示严重的错误，程序对此一般无能为力。如：
OutOfMemoryError：内存耗尽NoClassDefFoundError：无法加载某个ClassStackOverflowError：栈溢出
而Exception则是运行时的错误，它可以被捕获并处理。某些异常是应用程序逻辑处理的一部分，应该捕获并处理。例如：
NumberFormatException：数值类型的格式错误FileNotFoundException：未找到文件SocketException：读取网络失败
还有一些异常是程序逻辑编写不对造成的，应该修复程序本身。例如：
NullPointerException：对某个null的对象调用方法或字段IndexOutOfBoundsException：数组索引越界
Exception又分为两大类：
（1）RuntimeException以及它的子类；
（2）非RuntimeException（包括IOException、ReflectiveOperationException等等）
3、Java规定：
-
必须捕获的异常，包括
Exception及其子类，但不包括RuntimeException及其子类，这种类型的异常称为Checked Exception。 -
不需要捕获的异常，包括
Error及其子类，RuntimeException及其子类。
4、捕获异常使用try...catch语句，把可能发生异常的代码放到try {...}中，然后使用catch捕获对应的Exception及其子类
5、在方法定义的时候，使用throws Xxx表示该方法可能抛出的异常类型。调用方在调用的时候，必须强制捕获这些异常，否则编译器会报错。
6、只要是方法声明的Checked Exception，不在调用层捕获，也必须在更高的调用层捕获。所有未捕获的异常，最终也必须在main()方法中捕获，不会出现漏写try的情况。这是由编译器保证的。main()方法也是最后捕获Exception的机会。
7、不推荐捕获了异常但不进行任何处理。所有异常都可以调用printStackTrace()方法打印异常栈，这是一个简单有用的快速打印异常的方法。
二、捕获异常
1、可以使用多个catch语句，每个catch分别捕获对应的Exception及其子类。JVM在捕获到异常后，会从上到下匹配catch语句，匹配到某个catch后，执行catch代码块，然后不再继续匹配。简单地说就是：多个catch语句只有一个能被执行。
2、存在多个catch的时候，catch的顺序非常重要：子类必须写在前面。
public static void main(String[] args) {
try {
process1();
} catch (IOException e) {
System.out.println("IO error");
} catch (UnsupportedEncodingException e) { // 永远捕获不到
System.out.println("Bad encoding");
}
}
对于上面的代码，UnsupportedEncodingException异常是永远捕获不到的，因为它是IOException的子类。当抛出UnsupportedEncodingException异常时，会被catch (IOException e) { ... }捕获并执行。因此，正确的写法是把子类放到前面。
3、finally语句 —— finally是用来保证一些代码必须执行的
无论是否有异常发生，如果我们都希望执行一些语句，例如清理工作，怎么写？ —— Java的try ... catch机制还提供了finally语句，finally语句块保证有无错误都会执行。注意finally有几个特点：
（1）finally语句不是必须的，可写可不写；
（2）finally总是最后执行。
4、捕获多种异常：如果某些异常的处理逻辑相同，但是异常本身不存在继承关系，那么就得编写多条catch子句，因为处理IOException和NumberFormatException的代码是相同的，所以我们可以把它两用|合并到一起。
public static void main(String[] args) {
try {
} catch (IOException | NumberFormatException e) { // IOException或NumberFormatException
System.out.println("Bad input");
} catch (Exception e) {
System.out.println("Unknown error");
}
}
三、抛出异常
1、异常的传播：当某个方法抛出了异常时，如果当前方法没有捕获异常，异常就会被抛到上层调用方法，直到遇到某个try ... catch被捕获为止。
2、如何抛出异常？参考Integer.parseInt()方法，抛出异常分两步：实际上，绝大部分抛出异常的代码都会合并写成一行：throw new NullPointerException();
// 1、创建某个Exception的实例
NullPointerException e = new NullPointerException();
// 2、用throw语句抛出
throw e
3、异常屏蔽：在finally里抛出异常后，原来在catch中准备抛出的异常就“消失”了，因为只能抛出一个异常。没有被抛出的异常称为“被屏蔽”的异常（Suppressed Exception）。
四、自定义异常
1、Java标准库定义的常用异常包括
Exception
│
├─ RuntimeException
│ │
│ ├─ NullPointerException
│ │
│ ├─ IndexOutOfBoundsException
│ │
│ ├─ SecurityException
│ │
│ └─ IllegalArgumentException
│ │
│ └─ NumberFormatException
│
├─ IOException
│ │
│ ├─ UnsupportedCharsetException
│ │
│ ├─ FileNotFoundException
│ │
│ └─ SocketException
│
├─ ParseException
│
├─ GeneralSecurityException
│
├─ SQLException
│
└─ TimeoutException2、在一个大型项目中，可以自定义新的异常类型，但是，保持一个合理的异常继承体系是非常重要的。一个常见的做法是自定义一个BaseException作为“根异常”，然后，派生出各种业务类型的异常。
3、BaseException需要从一个适合的Exception派生，通常建议从RuntimeException派生：
public class BaseException extends RuntimeException {
}
// 其他业务类型的异常就可以从BaseException派生：
public class UserNotFoundException extends BaseException {
}
public class LoginFailedException extends BaseException {
}
4、自定义的BaseException应该提供多个构造方法：
5、小结：
抛出异常时，尽量复用JDK已定义的异常类型；
自定义异常体系时，推荐从RuntimeException派生“根异常”，再派生出业务异常；
自定义异常时，应该提供多种构造方法。
五、NullPointerException
NullPointerException即空指针异常，俗称NPE。如果一个对象为null，调用其方法或访问其字段就会产生NullPointerException，这个异常通常是由JVM抛出的。
指针这个概念实际上源自C语言，Java语言中并无指针。我们定义的变量实际上是引用，Null Pointer更确切地说是Null Reference，不过两者区别不大。
六、使用JDK Logging
日志是为了替代System.out.println()，可以定义格式，重定向到文件等；
日志可以存档，便于追踪问题；
日志记录可以按级别分类，便于打开或关闭某些级别；
可以根据配置文件调整日志，无需修改代码；
Java标准库提供了java.util.logging来实现日志功能。
七、第三方日志库
1、Commons Logging 与 Log4j
通过Commons Logging实现日志，不需要修改代码即可使用Log4j；
使用Log4j只需要把log4j2.xml和相关jar放入classpath；
如果要更换Log4j，只需要移除log4j2.xml和相关jar；
只有扩展Log4j时，才需要引用Log4j的接口（例如，将日志加密写入数据库的功能，需要自己开发）。
2、SLF4J和Logback
SLF4J和Logback可以取代Commons Logging和Log4j；始终使用SLF4J的接口写入日志，使用Logback只需要配置，不需要修改代码。
