Java中的异常处理机制

基本框架如下

Java中的异常处理机制只要实现自Throwable接口，继承关系如下：

如上图可以看出这个机制的处理对象主要分为两种：主要区别

error 表示恢复不是不可能但很困难的情况下的一种严重问题。比如说底层系统出新错误。不可能指望程序能处理这样的情况。 

exception 表示一种设计或实现问题。也就是说，它表示如果程序运行正常，从不会发生的情况。

Exection又可以分为两种：

被检查的异常(Checked Exception)

运行时异常(RuntimeException)

下面进行详细分析

(01) 运行时异常 
定义 : RuntimeException及其子类都被称为运行时异常。 
特点 : Java编译器不会检查它。 也就是说，当程序中可能出现这类异常时，倘若既"没有通过throws声明抛出它"，也"没

有用try-catch语句捕获它"，还是会编译通过。例如，除数为零时产生的ArithmeticException异常，数组越界时产生的IndexOutOfBoundsException

异常，fail-fail机制产生的ConcurrentModificationException异常等，都属于运行时异常。 
虽然Java编译器不会检查运行时异常，但是我们也可以通过throws进行声明抛出，也可以通过try-catch对它进行捕获处理。 
如果产生运行时异常，则需要通过修改代码来进行避免。 例如，若会发生除数为零的情况，则需要通过代码避免该情况的发生！

(02) 被检查的异常 
定义 :  Exception类本身，以及Exception的子类中除了"运行时异常"之外的其它子类都属于被检查异常。 
特点 : Java编译器会检查它。 此类异常，要么通过throws进行声明抛出，要么通过try-catch进行捕获处理，否则不能通过编

译。例如，CloneNotSupportedException就属于被检查异常。当通过clone()接口去克隆一个对象，而该对象对应的类没有实现

Cloneable接口，就会抛出CloneNotSupportedException异常。 
被检查异常通常都是可以恢复的。

(03) 错误 
定义 : Error类及其子类。 
特点 : 和运行时异常一样，编译器也不会对错误进行检查。 
当资源不足、约束失败、或是其它程序无法继续运行的条件发生时，就产生错误。程序本身无法修复这些错误的。例如，

VirtualMachineError就属于错误。 
按照Java惯例，我们是不应该是实现任何新的Error子类的！

什么是OOM？

先了解下JVM的几个运行时数据区：

1.方法区 

用于存储已被JVM加载的类信息，常量，静态变量，即时编译器编译后的代码，线程共享。

2.运行时常量池

方法区一部分。存放编译期生成的各种字面量和符号引用。

3.虚拟机栈

内部创建栈帧，来存放局部变量表，操作数栈，动态链接，方法出口等，线程私有。

4.本地方法栈（HotSpot不区分虚拟机栈和本地方法栈）

类似虚拟机栈，但是只为Native方法服务。

5.堆

存放实例对象和数组，线程共享。

6.程序计数器

存放当前线程执行的字节码的行号。

OOM就是说，当JVM因为没有足够的内存来为对象分配空间并且垃圾回收器也已经没有空间可回收时，就会抛出这个Error

2．为什么会OOM

原因不外乎有两点：

（1）分配的少了：比如虚拟机本身可使用的内存（一般通过启动时的VM参数指定）太少。

（2）应用用的太多，并且用完没释放，浪费了。此时就会造成内存泄露或者内存溢出。

内存泄露：申请使用完的内存没有释放，导致虚拟机不能再次使用该内存，此时这段内存就泄露了。

内存溢出：申请的内存超出了JVM能提供的内存大小，此时称之为溢出。

而在Java语言中，由于存在了垃圾自动回收机制，所以，我们一般不用去主动释放不用的对象所占的内存，也就是理论上来说，

是不会存在“内存泄露”的。但是，如果编码不当，比如，将某个对象的引用放到了全局的Map中，虽然方法结束了，但是由

于垃圾回收器会根据对象的引用情况来回收内存，导致该对象不能被及时的回收。如果该种情况出现次数多了，就会导致内存

溢出，比如系统中经常使用的缓存机制。 

3． OOM的常见类型

按照JVM规范，JAVA虚拟机在运行时会管理以下的内存区域：

程序计数器：当前线程执行的字节码的行号指示器，线程私有。

JAVA虚拟机栈：Java方法执行的内存模型，每个Java方法的执行对应着一个栈帧的进栈和出栈的操作。

本地方法栈：类似“ JAVA虚拟机栈 ”，但是为native方法的运行提供内存环境。

JAVA堆：对象内存分配的地方，内存垃圾回收的主要区域，所有线程共享。可分为新生代，老生代。

方法区：用于存储已经被JVM加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。Hotspot中的“永久代”。

运行时常量池：方法区的一部分，存储常量信息，如各种字面量、符号引用等。

直接内存：并不是JVM运行时数据区的一部分， 可直接访问的内存， 比如NIO会用到这部分。

JVM除了程序计数器不会抛出OOM外，其他各个内存区域都可能会抛出OOM。

最常见的OOM类型有以下几种：

3.1 Java堆内存溢出

Java堆用于存储对象实例，我们只要不断的创建对象，并且保证GC Roots到对象之间有可达路径来避免垃圾回收机制清除这些对象，

就会在对象数量达到最大堆容量限制后产生内存溢出异常。

出现这种异常，一般手段是先通过内存映像分析工具(如Eclipse Memory Analyzer)对dump出来的堆转存快照进行分析，重点是确认

内存中的对象是否是必要的，先分清是因为内存泄漏(Memory Leak)还是内存溢出(MemoryOverflow)。

如果是内存泄漏，可进一步通过工具查看泄漏对象到GC Roots的引用链。于是就能找到泄漏对象时通过怎样的路径与GC Roots相关

联并导致垃圾收集器无法自动回收。

如果不存在泄漏，那就应该检查虚拟机的参数(-Xmx与-Xms)的设置是否适当。

3.2 虚拟机栈和本地方法栈溢出

如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。

如果虚拟机在扩展栈时无法申请到足够的内存空间，则抛出OutOfMemoryError异常

这里需要注意当栈的大小越大可分配的线程数就越少。

3.3 运行时常量池溢出

如果要向运行时常量池中添加内容，最简单的做法就是使用String.intern()这个Native方法。该方法的作用是：如果池中已经包含一个

等于此String的字符串，则返回代表池中这个字符串的String对象；否则，将此String对象包含的字符串添加到常量池中，并且返回此

String对象的引用。由于常量池分配在方法区内，我们可以通过-XX:PermSize和-XX:MaxPermSize限制方法区的大小，从而间接限制

其中常量池的容量。

3.4 方法区溢出

方法区用于存放Class的相关信息，如类名、访问修饰符、常量池、字段描述、方法描述等。

方法区溢出也是一种常见的内存溢出异常，一个类如果要被垃圾收集器回收，判定条件是很苛刻的。在经常动态生成大量Class的应用中，

要特别注意这点。

什么是SOF？

即StackOverFlowError，指栈溢出，如果线程请求的栈深度大于虚拟机所允许的最大深度，将抛出StackOverflowError异常。