第二个测试：
public class Test {
    private static byte x;
    private static int y;
    public static void main(String[] args) {
        x = 2; y = 3;
        x += y;
        x = 2; y = 3;
        x = (byte) (x + y);
    }
}

对应的底层代码为：
// Method descriptor #10 ()V
  // Stack: 1, Locals: 1
  public Test();
    0  aload_0 [this]
    1  invokespecial java.lang.Object() [12]
    4  return
      Line numbers:
        [pc: 0, line: 1]
      Local variable table:
        [pc: 0, pc: 5] local: this index: 0 type: Test
  
  // Method descriptor #19 ([Ljava/lang/String;)V
  // Stack: 2, Locals: 1
  public static void main(java.lang.String[] args);
     0  iconst_2
     1  putstatic Test.x : byte [20]
     4  iconst_3
     5  putstatic Test.y : int [22]
     8  getstatic Test.x : byte [20]
    11  getstatic Test.y : int [22]
    14  iadd
    15  i2b
    16  putstatic Test.x : byte [20]
    19  iconst_2
    20  putstatic Test.x : byte [20]
    23  iconst_3
    24  putstatic Test.y : int [22]
    27  getstatic Test.x : byte [20]
    30  getstatic Test.y : int [22]
    33  iadd
    34  i2b
    35  putstatic Test.x : byte [20]
    38  return
      Line numbers:
        [pc: 0, line: 5]
        [pc: 8, line: 6]
        [pc: 19, line: 7]
        [pc: 27, line: 8]
        [pc: 38, line: 9]
      Local variable table:
        [pc: 0, pc: 39] local: args index: 0 type: java.lang.String[]
}

效果也是一致！
就我的理解他们的差别也只是在语法表现上而已！
语法通不过当然无法编译通过，但是底层实际效果我想他们没有差别！
以上纯属个人理解，也没有什么理论根据，只是实验结果！

你出错的原因 关键是：忽略了“类型转换”  （自动转换：高类型---》低类型）
  
double                       
float
long
--------
int            
short
byte
由上至下数据类型是高---》低


+=会让变量直接计算，不会出现类型转换的问题！
而x=x+y 会将x+y的值计算后，再赋值给左边的x,这时若左边x的数据类型比右边x+y的结果的数据类型低,那么就可能会出错了！（除非你把x+y强制转换类型（地类型---》高类型））

JAVA既然是强类型语言，那么肯定是会进行类型检查得，至于+=得问题底层应该也是检查并转换了得，因为楼上已经有仁兄实验证明，最后得到得是一样得，那么转换也就应该是一样得，就像JAVA得错误分为编译期错误和运行期错误一样，所以底层实现和表层检查可能也分为两种标准吧~~个人看法，欢迎指正

十分感谢各位