Java的異常是類class，它的繼承關係如下：

                     ┌───────────┐
                     │  Object   │
                     └───────────┘
                           ▲
                           │
                     ┌───────────┐
                     │ Throwable │
                     └───────────┘
                           ▲
                 ┌─────────┴─────────┐
                 │                   │
           ┌───────────┐       ┌───────────┐
           │   Error   │       │ Exception │
           └───────────┘       └───────────┘
                 ▲                   ▲
         ┌───────┘              ┌────┴──────────┐
         │                      │               │
┌─────────────────┐    ┌─────────────────┐┌───────────┐
│OutOfMemoryError │... │RuntimeException ││IOException│...
└─────────────────┘    └─────────────────┘└───────────┘
                                ▲
                    ┌───────────┴─────────────┐
                    │                         │
     ┌─────────────────────┐ ┌─────────────────────────┐
     │NullPointerException │ │IllegalArgumentException │...
     └─────────────────────┘ └─────────────────────────┘
 

從繼承關係可知：Throwable是異常體系的根，它繼承自Object。Throwable有兩個體系：Error和Exception，Error表示嚴重的錯誤，程式對此一般無能為力，例如：

• OutOfMemoryError：記憶體耗盡
• NoClassDefFoundError：無法載入某個Class
• StackOverflowError：棧溢位

而Exception則是執行時的錯誤，它可以被捕獲並處理。

某些異常是應用程式邏輯處理的一部分，應該捕獲並處理。例如：

• NumberFormatException：數值型別的格式錯誤
• FileNotFoundException：未找到檔案
• SocketException
  ：讀取網路失敗

還有一些異常是程式邏輯編寫不對造成的，應該修復程式本身。例如：

• NullPointerException：對某個null的物件呼叫方法或欄位
• IndexOutOfBoundsException：陣列索引越界

Exception又分為兩大類：

1. RuntimeException以及它的子類；
2. 非RuntimeException（包括IOException、ReflectiveOperationException等等）

Java規定：

• 必須捕獲的異常，包括Exception及其子類，但不包括RuntimeException及其子類，這種型別的異常稱為Checked Exception。
• 不需要捕獲的異常，包括Error及其子類，RuntimeException及其子類。

注意：編譯器對RuntimeException及其子類不做強制捕獲要求，不是指應用程式本身不應該捕獲並處理RuntimeException。是否需要捕獲，具體問題具體分析。

異常的傳播

當某個方法丟擲了異常時，如果當前方法沒有捕獲異常，異常就會被拋到上層呼叫方法，直到遇到某個try ... catch被捕獲為止：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            process1();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static void process1() {
        process2();
    }

    static void process2() {
        Integer.parseInt(null); // 會丟擲NumberFormatException
    }
}

通過printStackTrace()可以打印出方法的呼叫棧，類似：

java.lang.NumberFormatException: null
    at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:614)
    at java.base/java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:770)
    at Main.process2(Main.java:16)
    at Main.process1(Main.java:12)
    at Main.main(Main.java:5)

printStackTrace()對於除錯錯誤非常有用，上述資訊表示：NumberFormatException是在java.lang.Integer.parseInt方法中被丟擲的，從下往上看，呼叫層次依次是：

1. main()呼叫process1()；
2. process1()呼叫process2()；
3. process2()呼叫Integer.parseInt(String)；
4. Integer.parseInt(String)呼叫Integer.parseInt(String, int)。

轉換異常

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            process1();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static void process1() {
        try {
            process2();
        } catch (NullPointerException e) {
            throw new IllegalArgumentException();
        }
    }

    static void process2() {
        throw new NullPointerException();
    }
}

打印出的異常棧類似：

java.lang.IllegalArgumentException
    at Main.process1(Main.java:15)
    at Main.main(Main.java:5)

這說明新的異常丟失了原始異常資訊，我們已經看不到原始異常NullPointerException的資訊了。

為了能追蹤到完整的異常棧，在構造異常的時候，把原始的Exception例項傳進去，新的Exception就可以持有原始Exception資訊。對上述程式碼改進如下：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            process1();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    static void process1() {
        try {
            process2();
        } catch (NullPointerException e) {
            throw new IllegalArgumentException(e);
        }
    }

    static void process2() {
        throw new NullPointerException();
    }
}

執行上述程式碼，打印出的異常棧類似：

java.lang.IllegalArgumentException: java.lang.NullPointerException
    at Main.process1(Main.java:15)
    at Main.main(Main.java:5)
Caused by: java.lang.NullPointerException
    at Main.process2(Main.java:20)
    at Main.process1(Main.java:13)

注意到Caused by: Xxx，說明捕獲的IllegalArgumentException並不是造成問題的根源，根源在於NullPointerException，是在Main.process2()方法丟擲的。

在程式碼中獲取原始異常可以使用Throwable.getCause()方法。如果返回null，說明已經是“根異常”了。

有了完整的異常棧的資訊，我們才能快速定位並修復程式碼的問題。

捕獲到異常並再次丟擲時，一定要留住原始異常，否則很難定位第一案發現場！