程序很難做到完美，不免有各種各樣的異常。例如程式本身有bug，例如程式列印時印表機沒有紙了，例如記憶體不足。為了解決這些異常，我們需要知道異常發生的原因。對於一些常見的異常，我們還可以提供一定的應對計畫。 C語言中的異常處理是簡單的透過函數傳回值來實現的，但傳回值代表的意義往往是由慣例決定的。程式設計師需要查詢大量的資料，才可能找到一個模糊的原因。物件導向語言，例如C++, Java, Python往往有更複雜的異常處理機制。這裡討論Java中的異常處理機制。
Java異常處理
例外處理
Java的異常處理機制很大一部分來自C++。它允許程式設計師跳過暫時無法處理的問題，以繼續後續的開發，或讓程式根據異常做出更聰明的處理。
Java使用一些特殊的物件來代表異常狀況，這樣物件稱為異常物件。當異常狀況發生時，Java會根據預先的設定，拋出(throw)代表當前狀況的物件。所謂的拋出是一種特殊的返回方式。該執行緒會暫停，逐層退出方法調用，直到遇到異常處理器(Exception Handler)。異常處理器可以捕捉(catch)的異常對象，並根據對象來決定下一步的行動，例如:
提醒使用者處理異常繼續程序退出程序
.....
異常處理器看起來如下，它由try, catch, finally以及隨後的程式區塊組成。 finally不是必須的。
try { ...;}catch() { ...;}catch() { ...;}finally { ...;}這個異常處理器監視try後面的程式塊。 catch的括號有一個參數，代表所要捕捉的異常的類型。 catch會捕捉對應的類型及其衍生類別。 try後面的程式區塊包含了針對該異常類型所要進行的操作。 try所監視的程式區塊可能會拋出不只一種類型的異常，所以一個異常處理器可以有多個catch模組。 finally後面的程式區塊是無論是否發生異常，都要執行的程式。
我們在try中放入可能出錯，需要監視的程序，在catch中設計應對異常的方案。
下面是一段使用到異常處理的部分Java程式。 try部分的程式是從一個檔案讀取文字行。在讀取檔案的過程中，可能會有IOException發生:
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));try { StringBuilder sb = new StringBuilder(); String line = br.readLine(); while (line != null) { sb.append(line) ; sb.append("/n"); line = br.readLine(); } String everything = sb.toString();} catch(IOException e) { e.printStackTrace(); System.out.println("IO problem");}finally { br.close();}如果我們捕捉到IOException類別物件e的時，可以對該物件操作。例如呼叫物件的printStackTrace()，列印目前棧的狀況。此外，我們也向中端列印了提示"IO problem"。
無論是否有異常，程式最終都會進入finally區塊。我們在finally區塊中關閉文件，清空文件描述符所佔據的資源。
異常的類型
Java中的異常類別都繼承自Trowable類別。一個Throwable類別的物件都可以拋出(throw)。
橘色: unchecked; 藍色: checked
Throwable物件可以分成兩組。一組是unchecked異常，異常處理機制往往不用於這組異常，包括:
1.Error類別通常是指Java的內部錯誤以及如資源耗盡的錯誤。當Error(及其衍生類別)發生時，我們無法在程式設計層面上解決Error，所以應該直接退出程式。
2.Exception類別有特殊的一個衍生類別RuntimeException。 RuntimeException(及其衍生類別)是Java程式本身造成的，也就是說，由於程式設計師在程式設計時犯錯。 RuntimeException完全可以透過修正Java程式來避免。例如將一個類型的物件轉換成沒有繼承關係的另一個類型，即ClassCastException。這類異常應該並且可以避免。
剩下的是checked異常。這些類別是由程式設計與環境互動造成程式在執行時出錯。例如讀取檔案時，由於檔案本身有錯誤，發生IOException。再例如網頁伺服器臨時更改URL指向，造成MalformedURLException。檔案系統和網頁伺服器是在Java環境之外的，並不是程式設計師所能控制的。如果程式設計師可以預期異常，可以利用異常處理機制來制定應對計畫。例如文件出問題時，提醒系統管理員。再例如在網路伺服器出現問題時，提醒用戶，並等待網路伺服器恢復。異常處理機制主要是用來處理這樣的異常。
拋出例外
在上面的程式中，異常來自於我們對Java IO API的呼叫。我們也可以在自己的程式中拋出異常，例如下面的battery類，有充電和使用方法:
public class Test{ public static void main(String[] args) { Battery aBattery = new Battery(); aBattery.chargeBattery(0.5); aBattery.useBattery(-0.5); }}class Battery { /** * increase battery * / public void chargeBattery(double p) { // power <= 1 if (this.power + p < 1.) { this.power = this.power + p; } else { this.power = 1.; } } /** * consume battery */ public boolean useBattery(double p) { try { test(p); } catch(Exception e) { System.out.println("catch Exception"); System.out.println(e.getMessage()); p = 0.0; } if (this.power >= p) { this.power = this.power - p; return true; } else { this.power = 0.0; return false; } } /** * test usage */ private void test(double p) throws Exception // I just throw, don't handle { if (p < 0) { Exception e = new Exception("p must be positive"); throw e; } } private double power = 0.0; // percentage of battery}useBattery()表示使用電池操作。 useBattery()方法中有一個參數，表示使用的電量。我們使用test()方法測試該參數。如果該參數為負數，那麼我們認為有異常，並拋出。
在test中，當有異常發生時(p < 0)，我們建立一個Exception物件e，並用一個字串作為參數。字串中包含有異常相關的信息，該參數不是必需的。使用throw將該Exception物件拋出。
我們在useBattery()中有異常處理器。由於test()方法不會直接處理它所產生的異常，而是將該異常拋給上層的useBattery()，所以在test()的定義中，我們需要throws Exception來說明。
(假設異常處理器並不是位於useBattery()中，而是在更上層的main()方法中，我們也要在useBattery()的定義中增加throws Exception。)
在catch中，我們使用getMessage()方法來提取其異常中包含的資訊。上述程式的運行結果如下:
catch Exceptionp must be positive
在異常處理器中，我們會捕捉任意Exception類別或其衍生類別異常。這往往不利於我們辨識問題，特別是一段程式可能拋出多種異常時。我們可以提供一個更具體的類別來捕捉。
自訂異常
我們可以透過繼承來建立新的異常類別。在繼承時，我們往往需要重寫構造方法。異常有兩個建構方法，一個沒有參數，一個有一個String參數。比如:
class BatteryUsageException extends Exception{ public BatteryUsageException() {} public BatteryUsageException(String msg) { super(msg); }}我們可以在衍生類別中提供更多異常相關的方法和資訊。
在自訂異常時，請小心選擇所繼承的基底類別。一個更具體的類別要包含更多的異常訊息，例如IOException相對於Exception。
總結
異常處理是在解決問題，同時也是在製造問題。在大型專案中，過多、過細的異常處理往往會導致程序變得一團糟。異常處理的設計並不簡單，需要謹慎使用。