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Java 異常體系架構：Error、Exception、RuntimeException 核心差異與處理策略

編輯：Java 相關知識

異常繼承體系圖

java.lang.Throwable
├── java.lang.Error                 // 嚴重錯誤，不可恢復 (OOM, StackOverflow)
└── java.lang.Exception             // 受檢異常基類
    ├── java.lang.RuntimeException  // 非受檢異常基類 (NPE, IndexOutOfBounds)
    │   ├── NullPointerException
    │   ├── IllegalArgumentException
    │   └── ...
    ├── java.io.IOException         // 典型受檢異常
    ├── java.sql.SQLException
    ├── java.text.ParseException
    └── ... (其他受檢異常)

三大類別核心差異

維度	Error	Exception (受檢)	RuntimeException (非受檢)
繼承自	Throwable	Exception	Exception
編譯器強制處理	否	是 (try-catch 或 throws)	否
典型場景	JVM 級故障、資源耗盡	外部資源失敗 (IO、DB、網絡)	編程邏輯錯誤、參數非法
是否應捕獲處理	絕不	必須	可選 (通常由全局處理器捕獲)
代表類	OutOfMemoryError、StackOverflowError、NoClassDefFoundError	IOException、SQLException、ParseException、ClassNotFoundException	NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException、IllegalStateException

處理策略決策樹

發生異常
  │
  ├─ 是 Error？ ──是──► 不捕獲，讓 JVM 崩潰/重啟，排查根因 (內存洩漏、死循環、類加載失敗)
  │
  └─ 否 (是 Exception)
      │
      ├─ 是 RuntimeException？ ──是──► 
      │       ├─ 能預防？ ──是──► 修正代碼邏輯 (空指針檢查、邊界判斷)
      │       └─ 不能預防？ ──► 全局異常處理器記錄日誌、返回友好錯誤頁/JSON
      │
      └─ 否 (受檢異常)
          │
          ├─ 當前層能有意義處理？ ──是──► try-catch 處理 (重試、降級、轉換錯誤碼)
          │
          └─ 否 ──► 
                  ├─ 包裝為 RuntimeException 拋出 (保留原異常作為 cause)
                  └─ 或在方法簽名 throws 聲明 (API 契約要求)

代碼示範：標準處理模式

1. 受檢異常 → 業務異常轉換 (推薦)

@Repository
public class UserDao {
    public User findById(Long id) {
        try {
            return jdbcTemplate.queryForObject("SELECT * FROM user WHERE id=?", 
                (rs, rowNum) -> new User(rs.getLong("id"), rs.getString("name")), id);
        } catch (EmptyResultDataAccessException e) {
            throw new BusinessException("USER_NOT_FOUND", "用戶不存在: " + id, e);
        } catch (DataAccessException e) {
            throw new SystemException("DB_ERROR", "數據庫訪問失敗", e);
        }
    }
}

2. 運行時異常 → 全局統一處理 (Spring Boot)

3. 防禦性編程：參數校驗拋出運行時異常

public void transfer(Account from, Account to, BigDecimal amount) {
    // 非空檢查
    Objects.requireNonNull(from, "轉出賬戶不能為空");
    Objects.requireNonNull(to, "轉入賬戶不能為空");
    Objects.requireNonNull(amount, "金額不能為空");
    
    // 業務規則校驗
    if (amount.compareTo(BigDecimal.ZERO) <= 0) {
        throw new IllegalArgumentException("轉賬金額必須大於零");
    }
    if (from.getBalance().compareTo(amount) < 0) {
        throw new InsufficientBalanceException("餘額不足: " + from.getBalance());
    }
    
    // 核心邏輯...
}

常見反模式與修正

反模式	問題	修正
`catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }`	吞噬異常，調用方不知失敗	至少重新拋出或包裝拋出
`throws Exception` 在方法簽名	調用方無法針對性處理	聲明具體異常或包裝為運行時異常
捕獲 Error 類	掩蓋嚴重故障	絕不捕獲 Error
用異常控制業務流程	性能差、可讀性差	用條件判斷、Optional、Result 模式