異常體系總覽
Java 異常繼承樹：
Throwable
├── Error // 嚴重系統錯誤，通常不可恢復
│ ├── OutOfMemoryError
│ ├── StackOverflowError
│ ├── NoClassDefFoundError
│ └── ...
└── Exception // 程式可捕獲處理
├── RuntimeException // 非檢查型異常（Unchecked）
│ ├── NullPointerException
│ ├── ArrayIndexOutOfBoundsException
│ ├── ClassCastException
│ ├── IllegalArgumentException
│ └── ...
└── Checked Exceptions // 檢查型異常（需 try-catch 或 throws）
├── IOException
├── SQLException
├── ClassNotFoundException
└── ...
高頻 RuntimeException（非檢查型）
| 異常 | 成因 | 預防/處理 |
|---|
| NullPointerException | 對 null 物件呼叫方法/存取欄位 | 防禦性檢查、Optional、Objects.requireNonNull |
| ArrayIndexOutOfBoundsException | 索引 < 0 或 >= length | 迴圈邊界檢查、foreach、List 替代陣列 |
| ClassCastException | 強制轉型失敗（非父子關係） | instanceof 檢查、泛型、避免原始型別 |
| IllegalArgumentException | 方法參數不合法 | 參數驗證、@NotNull、斷言 |
| NumberFormatException | 字串無法解析為數字 | try-catch、正則預檢、NumberUtils |
| ArithmeticException | 數學運算異常（如除零） | 分母檢查、BigDecimal 精確運算 |
| IndexOutOfBoundsException | List/String 索引越界 | size() 檢查、substring 邊界 |
| ConcurrentModificationException | 迭代中修改集合 | Iterator.remove、CopyOnWriteArrayList、Stream |
常見 Checked Exception（檢查型）
| 異常 | 典型場景 | 處理策略 |
|---|
| IOException | 檔案/網路/資料庫 IO 失敗 | try-with-resources、重試機制、記錄日誌 |
| SQLException | 資料庫操作失敗 | 連線池、事務管理、轉換為自訂異常 |
| ClassNotFoundException | 動態載入類別失敗 | 檢查 classpath、模組依賴、SPI 配置 |
| InterruptedException | 執行緒睡眠/等待被中斷 | 恢復中斷狀態、Thread.currentThread().interrupt() |
| NoSuchMethodException | 反射找不到方法 | 版本相容性檢查、快取 Method 物件 |
關鍵 Error（通常不捕獲）
| Error | 含義 | 應對 |
|---|
| OutOfMemoryError | 堆/元空間耗盡 | 記憶體分析、調大 -Xmx、修復洩漏 |
| StackOverflowError | 遞迴過深/無限遞迴 | 改迭代、增加 -Xss、尾遞迴優化 |
| NoClassDefFoundError | 執行期找不到類別定義 | 依賴衝突、類別載入器問題、打包檢查 |
| UnsupportedClassVersionError | 類別版本高於 JVM 支援 | 升級 JDK、降低編譯目標版本 |
異常處理黃金法則
- 具體優於通用：捕獲精確異常，避免
catch (Exception e) 吞噬錯誤。
- 異常鏈保留：
throw new CustomException("msg", cause) 保留堆疊追蹤。
- 資源確實釋放：
try-with-resources（JDK 7+）自動關閉 AutoCloseable。
- 不以控制流程：異常僅用於異常狀況，非業務邏輯分支。
- 自訂異常：繼承
RuntimeException 或 Exception，攜帶錯誤碼、上下文資訊。
快速除錯技巧
e.printStackTrace() → 生產環境改用 logger.error("", e)。- IDE 設定 Exception Breakpoint（
NullPointerException 等）直接中斷源頭。
- 線上診斷：
jstack、jmap、Arthas、Async-profiler。
總結
熟悉異常分類、成因與處理模式，是寫出健壯 Java 程式的基石。建議將本表收藏，遇到異常快速對照定位根因，並遵循「具體捕獲、保留鏈路、資源安全」原則。
