В данной статье рассматривается используемый в Java механизм обработки исключений. Исключение в Java - это объект, который описывает исключительное состояние, возникшее в каком-либо участке программного кода. Когда возникает исключительное состояние, создается объект класса Exception . Этот объект пересылается в метод, обрабатывающий данный тип исключительной ситуации. Исключения могут возбуждаться и для того, чтобы сообщить о некоторых нештатных ситуациях.
Механизм исключительных ситуаций в Java поддерживается пятью ключевыми словами:
Ниже приведена общая форма блока обработки исключений.
Try {
// блок кода
} catch (
В вершине иерархии исключений стоит класс Throwable , который наследуется от Object . Каждый из типов исключений является подклассом Throwable. Два непосредственных наследника класса Throwable делят иерархию подклассов исключений на две различные ветви. Иерархия классов представлена на рисунке.
Класс Ехception используется для описания исключительных ситуации, которые должны перехватываться программным кодом пользователя. Класс Error предназначен для описания исключительных ситуаций, которые при обычных условиях не должны перехватываться в пользовательской программе.
Объекты-исключения автоматически создаются исполняющей средой Java в результате возникновения определенных исключительных ситуаций. Пример программы, в которой создаем исключительную ситуацию при делении на нуль.
Package samples; class TestException { public static void main(String args) { int d = 0; int a = 42 / d; System.out.println ("a = " + a); } }
В консоль будет выведено следующее сообщение.
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero at samples.TestException.main(TestException.java:8)
Следует обратить внимание на тот факт, что типом возбужденного исключения был не Exception и не Throwable . Это подкласс класса Exception , а именно: ArithmeticException , поясняющий, какая ошибка возникла при выполнении программы.
Изменим класс добавлением статического метода subroutine , в котором создадим такую же исключительную ситуацию.
Package samples; public class TestException { static void subroutine() { int d = 0; int a = 10 / d; System.out.println ("a = " + a); } public static void main(String args) { TestException.subroutine(); } }
Сообщение выполнения программы показывает, как обработчик исключений исполняющей системы Java выводит содержимое всего стека вызовов.
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero at samples.TestException.subroutine(TestException.java:8) at samples.TestException.main(TestException.java:14)
Для защиты программного кода от исключений необходимо использовать связанные блоки с ключевыми словами try catch ; catch помещается сразу же после try-блока. В блоке catch задается тип исключения, которое необходимо обработать.
Class TestException { public static void main(String args) { try { int d = 0; int a = 42 / d; } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("division by zero"); } } }
Целью большинства хорошо сконструированных catch -разделов должна быть обработка возникшей исключительной ситуации и приведение переменных программы в некоторое разумное состояние - такое, чтобы программу можно было продолжить так, будто никакой ошибки и не было (в нашем примере выводится предупреждение - division by zero).
В отдельных случаях блок программного кода может вызвать исключения различных типов. Для того, чтобы локализовать обработку подобных ситуаций, можно использовать несколько catch -разделов для одного try-блока . Блоки наиболее специализированных классов исключений должны идти первыми, поскольку ни один подкласс не будет достигнут, если поставить его после суперкласса.
В следующем примере перехватывается два различных типа исключений, причем за этими двумя специализированными обработчиками следует раздел catch общего назначения, перехватывающий все подклассы класса Throwable .
Class MultiCatch { static int c = { 1 }; public static void main(String args) { try { int a = args.length; System.out.println("a = " + String.valueOf(a)); int b = 23 / a; c = 33; } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("ArithmeticException: " + e.getMessage()); } catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println("ArrayIndexOutOfBoundsException: " + e.getMessage()); } } }
Данный пример, запущенный без параметров, вызывает возбуждение исключительной ситуации деления на нуль. Если в командной строке будет определен один или несколько параметров, тем самым установив "а" в значение больше нуля, то будет возбуждено исключение выхода индекса за границы массива ArrayIndexOutOfBounds . Ниже приведены результаты работы этой программы, запущенной и тем и другим способом.
А = 0 div by 0: java.lang.ArithmeticException: / by zero a = 1 array index oob: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException:33
Операторы try можно вкладывать друг в друга. Если у оператора try низкого уровня нет раздела catch , соответствующего возбужденному исключению, стек будет развернут на одну ступень выше, и в поисках подходящего обработчика будут проверены разделы catch внешнего оператора try. Пример вложения двух операторов try catch друг в друга посредством вызова метода.
Class MultiNest { static int c = { 1 }; static void checkArray() { try { c = 33; } catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) { System.out.println "ArrayIndexOutOfBoundsException: " + e.getMessage()); } } public static void main(String args) { try { int a = args.length(); System.out.println("a = " + a); int b = 23 / a; checkArray(); } catch (ArithmeticException e) { System.out.println("ArithmeticException: " + e.getMessage()); } } }
Программа может явно вызывать исключение, используя оператор throw . После выполнения оператора throw процесс выполнения программы приостанавливается и последующие операторы не выполняются. JVM просматривает ближайший блоки try ... catch , соответствующий типу исключения, для "передачи управления". Если подходящий блок не будет найден, то обработчик исключений остановит программу и "распечатает" при этом состояние стека вызовов.
Пример исключения, в котором сначала создается объект-исключение, затем оператор throw возбуждает исключительную ситуацию, после чего то же исключение возбуждается повторно - на этот раз уже кодом перехватившего его в первый раз раздела catch .
Class TestThrow { static void method() { try { throw new NullPointerException("Exception in method"); } catch (NullPointerException e) { System.out.println(e.getMessage()); throw e; } } public static void main(String args) { try { method(); } catch(NullPointerException e) { System.out.println("Catch inside main: " + e.getMessage()); } } }
Результат выполнения программы приведен ниже.
Exception in method Catch inside main: Exception in method
Если метод может возбуждать исключения, которые сам не обрабатывает, то он должен объявить об этом, чтобы вызывающие его другие методы могли защитить себя от этих исключений. Для задания списка исключений, которые могут возбуждаться методом, используется ключевое слово throws .
Если метод в явном виде (т.е. с помощью оператора throw ) возбуждает исключение, тип класса исключений должен быть указан в операторе throws в объявлении этого метода. Принимая данное положение во внимание синтаксис определения метода должен быть описан следующим образом:
Public class TestThrow { static void method() throws IllegalAccessException { try { System.out.println("inside method"); throw new IllegalAccessException ("Exception in method"); } catch (NullPointerException e) { System.out.println(e.getMessage()); } } public static void main(String args) { try { method(); } catch(IllegalAccessException e) { System.out.println("Catch inside main: " + e.getMessage()); } } }
Результат работы примера:
Inside method Catch inside main: Exception in method
В случае, когда необходимо гарантировано выполнить определенный участок кода необходимо использовать ключевое слово finally . Использование связи try...finally позволяет обеспечить выполнение кода независимо от того, какие исключения были возбуждены и перехвачены, даже в тех случаях, когда в методе нет соответствующего возбужденному исключению раздела catch.
У каждого раздела try должен быть по крайней мере или один раздел catch или блок finally . Блок finally очень удобен для закрытия файлов и освобождения любых других ресурсов, захваченных для временного использования в начале выполнения метода.
Ниже приведен пример класса с двумя методами, завершение которых происходит по разным причинам, но в обоих перед выходом выполняется код раздела finally .
Public class TestFinally { static void methodA() { try { System.out.println("inside methodA"); throw new RuntimeException("Exception in methodA"); } finally { System.out.println("finally inside methodA"); } } static void methodB() { try { System.out.println("inside methodB"); return; } finally { System.out.println("finally inside methodB"); } } public static void main(String args) { try { methodA(); } catch (Exception e) { System.out.println("Catch exception iinside main"); } methodB(); } }
В тестовом примере в методе methodA возбуждается исключение. Но перед преждевременным выходом из блока try , выполняется раздел finally . Во втором методе methodB завершается работа в try -блоке оператором return , но и при этом перед выходом из метода выполняется программный код блока finally . Результат работы тестового примера:
Inside methodA finally inside methodA Catch exception iinside main inside methodB finally inside methodB
Обработка исключений в Java предоставляет исключительно мощный механизм для управления сложными программами. Ключевые слова try, throw, catch позволяют выполнять обработку ошибок и разных нештатных ситуаций в программе.
catch - полиморфная конструкция, т.е. catch по типу parent перехватывает исключения любого типа, которые является Parent"ом.
Public class TestException { public static void main(String args) { try { System.err.print("level 0"); throw new RuntimeException(); System.err.print("level 1"); } catch (Exception e) { // catch Exception ПЕРЕХВАТ RuntimeException System.err.print("level 2"); } System.err.println("level 3"); } }
В результате в консоли увидим
Level 0 level 2 level 3
Error и Exception из параллельных веток наследования от Throwable , поэтому catch по одному «брату» не может поймать другого «брата».
Public class TestError { public static void main(String args) { try { System.err.println("level 0"); if (true) { throw new Error(); } System.err.println("level 1"); } catch (Exception e) { System.err.println("level 2"); } System.err.println("level 3"); } }
Результат выполения программы
Level 0 Exception in thread "main" java.lang.Error at TestError.main(TestFinally.java:8)
Объявление исключений в методе может быть множественным. Пример:
Import java.io.EOFException; import java.io.FileNotFoundException; public class MultiException { // объявляем исключения public static void main(String args) throws EOFException, FileNotFoundException { if (System.currentTimeMillis() % 2 == 0) { throw new EOFException(); } else { throw new FileNotFoundException(); } } }
В этой главе обсуждается используемый в Java механизм обработки исключений. Исключение в Java - это объект, который описывает исключительное состояние, возникшее в каком-либо участке программного кода. Когда возникает исключительное состояние, создается объект класса Exception. Этот объект пересылается в метод, обрабатывающий данный тип исключительной ситуации. Исключения могут возбуждаться и «вручную» для того, чтобы сообщить о некоторых нештатных ситуациях.
Основы
К механизму обработки исключений в Java имеют отношение 5 ключевых слов: - try , catch , throw , throws и finally . Схема работы этого механизма следующая. Вы пытаетесь (try) выполнить блок кода, и если при этом возникает ошибка, система возбуждает (throw) исключение, которое в зависимости от его типа вы можете перехватить (catch) или передать умалчиваемому (finally) обработчику.
Ниже приведена общая форма блока обработки исключений.
try {
// блок кода }
catch (ТипИсключения1 е) {
// обработчик исключений типа ТипИсключения1 }
catch (ТипИсключения2 е) {
// обработчик исключений типа ТипИсключения2
throw(e)// повторное возбуждение исключения }
finally {
}
ЗАМЕЧАНИЕ
В языке Delphi вместо ключевого слова catch используется except.
Типы исключений
В вершине иерархии исключений стоит класс Throwable. Каждый из типов исключений является подклассом класса Throwable. Два непосредственных наследника класса Throwable делят иерархию подклассов исключений на две различные ветви. Один из них - класс Ехception - используется для описания исключительных ситуации, которые должны перехватываться программным кодом пользователя. Другая ветвь дерева подклассов Throwable - класс Error, который предназначен для описания исключительных ситуаций, которые при обычных условиях не должны перехватываться в пользовательской программе.
Неперехваченные исключения
Объекты-исключения автоматически создаются исполняющей средой Java в результате возникновения определенных исключительных состояний. Например, очередная наша программа содержит выражение, при вычислении которого возникает деление на нуль.
class Exc 0 {
int d = 0;
int a = 42 / d;
} }
Вот вывод, полученный при запуске нашего примера.
С:\> java Exc0
at Exc0.main(Exc0.java:4)
О братите внимание на тот факт что типом возбужденного исключения был не Exception и не Throwable. Это подкласс класса Exception, а именно: ArithmeticException, поясняющий, какая ошибка возникла при выполнении программы. Вот другая версия того же класса, в которой возникает та же исключительная ситуация, но на этот раз не в программном коде метода main.
class Exc1 {
static void subroutine() {
int d = 0;
int a = 10 / d;
}
public static void main(String args) {
Exc1.subroutine();
} }
Вывод этой программы показывает, как обработчик исключений исполняющей системы Java выводит содержимое всего стека вызовов.
С:\> java Exc1
java.lang.ArithmeticException: / by zero
at Exc1.subroutine(Exc1.java:4)
at Exc1.main(Exc1.java:7)
try и catch
Для задания блока программного кода, который требуется защитить от исключений, используется ключевое слово try. Сразу же после try-блока помещается блок catch, задающий тип исключения которое вы хотите обрабатывать.
class Exc2 {
public static void main(String args) {
try {
int d = 0;
int a = 42 / d;
}
System.out.println("division by zero");
}
} }
Целью большинства хорошо сконструированных catch-разделов должна быть обработка возникшей исключительной ситуации и приведение переменных программы в некоторое разумное состояние - такое, чтобы программу можно было продолжить так, будто никакой ошибки и не было (в нашем примере выводится предупреждение – division by zero) .
Несколько разделов catch
В некоторых случаях один и тот же блок программного кода может возбуждать исключения различных типов. Для того, чтобы обрабатывать подобные ситуации, Java позволяет использовать любое количество catch-разделов для try-блока. Наиболее специализированные классы исключений должны идти первыми, поскольку ни один подкласс не будет достигнут, если поставить его после суперкласса. Следующая программа перехватывает два различных типа исключений, причем за этими двумя специализированными обработчиками следует раздел catch общего назначения, перехватывающий все подклассы класса Throwable.
class MultiCatch {
public static void main(String args) {
try {
int a = args.length;
int b = 42 / a;
int c = { 1 };
c = 99;
}
catch (ArithmeticException e) {
}
}
} }
Этот пример, запущенный без параметров, вызывает возбуждение исключительной ситуации деления на нуль. Если же мы зададим в командной строке один или несколько параметров, тем самым установив а в значение больше нуля, наш пример переживет оператор деления, но в следующем операторе будет возбуждено исключение выхода индекса за границы массива ArrayIndexOutOf Bounds. Ниже приведены результаты работы этой программы, запущенной и тем и другим способом.
С:\> java MultiCatch
а = 0
div by 0: java.lang.ArithmeticException: / by zero
C:\> java MultiCatch 1
a = 1
array index oob: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 42
Операторы try можно вкладывать друг в друга аналогично тому, как можно создавать вложенные области видимости переменных. Если у оператора try низкого уровня нет раздела catch, соответствующего возбужденному исключению, стек будет развернут на одну ступень выше, и в поисках подходящего обработчика будут проверены разделы catch внешнего оператора try. Вот пример, в котором два оператора try вложены друг в друга посредством вызова метода.
class MultiNest {
static void procedure() {
try {
int c = { 1 };
c = 99;
}
catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
System.out.println("array index oob: " + e);
} }
public static void main(String args) {
try {
int a = args.length();
System.out.println("a = " + a);
int b = 42 / a;
procedure();
}
catch (ArithmeticException e) {
System.out.println("div by 0: " + e);
}
} }
throw
Оператор throw используется для возбуждения исключения «вручную». Для того, чтобы сделать это, нужно иметь объект подкласса класса Throwable, который можно либо получить как параметр оператора catch, либо создать с помощью оператора new. Ниже приведена общая форма оператора throw.
throw ОбъектТипаThrowable;
При достижении этого оператора нормальное выполнение кода немедленно прекращается, так что следующий за ним оператор не выполняется. Ближайший окружающий блок try проверяется на наличие соответствующего возбужденному исключению обработчика catch. Если такой отыщется, управление передается ему. Если нет, проверяется следующий из вложенных операторов try, и так до тех пор пока либо не будет найден подходящий раздел catch, либо обработчик исключений исполняющей системы Java не остановит программу, выведя при этом состояние стека вызовов. Ниже приведен пример, в котором сначала создается объект-исключение, затем оператор throw возбуждает исключительную ситуацию, после чего то же исключение возбуждается повторно - на этот раз уже кодом перехватившего его в первый раз раздела catch.
class ThrowDemo {
static void demoproc() {
try {
throw new NullPointerException("demo");
}
catch (NullPointerException e) {
System.out.println("caught inside demoproc");
throw e;
} }
public static void main(String args) {
try {
demoproc();
}
catch(NulPointerException e) {
System.out.println("recaught: " + e);
}
} }
В этом примере обработка исключения проводится в два приема. Метод main создает контекст для исключения и вызывает demoproc. Метод demoproc также устанавливает контекст для обработки исключения, создает новый объект класса NullPointerException и с помощью оператора throw возбуждает это исключение. Исключение перехватывается в следующей строке внутри метода demoproc, причем объект-исключение доступен коду обработчика через параметр e. Код обработчика выводит сообщение о том, что возбуждено исключение, а затем снова возбуждает его с помощью оператора throw, в результате чего оно передается обработчику исключений в методе main. Ниже приведен результат, полученный при запуске этого примера.
С:\> java ThrowDemo
caught inside demoproc
recaught: java.lang.NullPointerException: demo
throws
Если метод способен возбуждать исключения, которые он сам не обрабатывает, он должен объявить о таком поведении, чтобы вызывающие методы могли защитить себя от этих исключений. Для задания списка исключений, которые могут возбуждаться методом, используется ключевое слово throws . Если метод в явном виде (т.е. с помощью оператора throw) возбуждает исключение соответствующего класса, тип класса исключений должен быть указан в операторе throws в объявлении этого метода. С учетом этого наш прежний синтаксис определения метода должен быть расширен следующим образом:
тип имя_метода(список аргументов) throws список_исключений {}
Ниже приведен пример программы, в которой метод procedure пытается возбудить исключение, не обеспечивая ни программного кода для его перехвата, ни объявления этого исключения в заголовке метода. Такой программный код не будет оттранслирован.
class ThrowsDemo1 {
static void procedure() {
System.out.println("inside procedure");
}
public static void main(String args) {
procedure();
} }
Для того, чтобы мы смогли оттранслировать этот пример, нам придется сообщить транслятору, что procedure может возбуждать исключения типа IllegalAccessException и в методе main добавить код для обработки этого типа исключений:
class ThrowsDemo {
static void procedure() throws IllegalAccessException {
System.out.println(" inside procedure");
throw new IllegalAccessException("demo");
}
public static void main(String args) {
try {
procedure();
}
catch (IllegalAccessException e) {
System.out.println("caught " + e);
}
} }
Ниже приведен результат выполнения этой программы.
С:\> java ThrowsDemo
inside procedure
caught java.lang.IllegalAccessException: demo
finally
Иногда требуется гарантировать, что определенный участок кода будет выполняться независимо от того, какие исключения были возбуждены и перехвачены. Для создания такого участка кода используется ключевое слово finally. Даже в тех случаях, когда в методе нет соответствующего возбужденному исключению раздела catch, блок finally будет выполнен до того, как управление перейдет к операторам, следующим за разделом try. У каждого раздела try должен быть по крайней мере или один раздел catch или блок finally. Блок finally очень удобе н для закрытия файлов и освобождения любых других ресурсов, захваченных для временного использования в начале выполнения метода. Ниже приведен пример класса сдвумяметодами,завершение которых происходит по разным причинам, нов обоихперед выходом выполняется код раздела finally.
class FinallyDemo {
static void procA() {
try {
System.out.println("inside procA");
throw new RuntimeException("demo");
}
finally {
System.out.println("procA"s finally");
} }
static void procB() {
try {
System.out.println("inside procB");
return;
}
finally {
System.out.println("procB"s finally");
} }
public static void main(String args) {
try {
procA();
}
catch (Exception e) {}
procB();
} }
В этом примере в методе procA из-за возбуждения исключения происходит преждевременный выход из блока try, но по пути «наружу» выполняется раздел finally. Другой метод procB завершает работу выполнением стоящего в try-блоке оператора return, но и при этом перед выходом из метода выполняется программный код блока finally. Ниже приведен результат, полученный при выполнении этой программы.
С:\> java FinallyDemo
inside procA
procA"s finally
inside procB
procB"s finally
Только подклассы класса Throwable могут быть возбуждены или перехвачены. Простые типы - int, char и т.п., а также классы, не являющиеся подклассами Throwable, например, String и Object, использоваться в качестве исключений не могут. Наиболее общий путь для использования исключений - создание своих собственных подклассов класса Exception. Ниже приведена программа, в которой объявлен новый подкласс класса Exception.
class MyException extends Exception {
private int detail;
MyException(int a) {
detail = a:
}
public String toString() {
return "MyException[" + detail + "]";
}
}
class ExceptionDemo {
static void compute(int a) throws MyException {
System.out.println("called computer + a + ").");
if (a > 10)
throw new MyException(a);
System.out.println("normal exit.");
}
public static void main(String args) {
try {
compute(1);
compute(20);
}
catch (MyException e) {
System.out.println("caught" + e);
}
} }
Этот пример довольно сложен. В нем сделано объявление подкласса MyException класса Exception. У этого подкласса есть специальный конструктор, который записывает в переменную объекта целочисленное значение, и совмещенный метод toString, выводящий значение, хранящееся в объекте-исключении. Класс ExceptionDemo определяет метод compute, который возбуждает исключение типа MyExcepton. Простая логика метода compute возбуждает исключение в том случае, когда значение пара-ветра метода больше 10. Метод main в защищенном блоке вызывает метод compute сначала с допустимым значением, а затем - с недопустимым (больше 10), что позволяет продемонстрировать работу при обоих путях выполнения кода. Ниже приведен результат выполнения программы.
С:\> java ExceptionDemo
called compute(1).
normal exit.
called compute(20).
caught MyException
Заключительное резюме
Обработка исключений предоставляет исключительно мощный механизм для управления сложными программами. Try, throw, catch дают вам простой и ясный путь для встраивания обработки ошибок и прочих нештатных ситуаций в программную логику. Если вы научитесь должным образом использовать рассмотренные в данной главе механизмы, это придаст вашим классам профессиональный вид, и любые будущие пользователи вашего программного кода, несомненно, оценят это.
Эта статья посвящается очень важному вопросу программирования - исключительным ситуациям и ошибкам (exceptions and errors).
В языке Java исключения (Exceptions) и ошибки (Errors) являются объектами. Когда метод вызывает, еще говорят "бросает" от слова "throws", исключительную ситуацию, он на самом деле работает с объектом. Но такое происходит не с любыми объектами, а только с теми, которые наследуются от Throwable.
Упрощенную диаграмму классов ошибок и исключительний вы можете увидеть на следующем рисунке:
RuntimeException, Error и их наследников еще называют unchecked exception , а всех остальных наследников класса Exception - checked exception .
Checked Exception обязывает пользователя обработать ее (использую конструкцию try-catch) или же отдать на откуп обрамляющим методам, в таком случае к декларации метода, который бросает проверяемое (checked) исключение, дописывают конструкцию throws , например:
Public Date parse(String source) throws ParseException { ... }
К unchecked исключениям относятся, например, NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException, ClassCastExcpetion и так далее. Это те ошибки, которые могут возникнут практически в любом методе. Несомненно, описывать каждый метод как тот, который бросает все эти исключения, было бы глупо.
1. Так когда же нужно бросать ошибки? . На этот вопрос можно ответить просто: если в методе возможна ситуация, которую метод не в состоянии обработать самостоятельно, он должен "бросать" ошибку. Но ни в коем случае нельзя использовать исключительные ситуации для управления ходом выполнения программы.
Чаще всего Exceptions бросаются при нарушении контракта метода. Контракт (contract) - это негласное соглашение между создателем метода (метод сделает и/или вернет именно то, что надо) и пользователем метода (на вход метода будут передаваться значения из множества допустимых).
Нарушение контракта со стороны создателя метода - это, например, что-нибудь на подобии MethodNotImplementedYetException:).
Пользователь метода может нарушить контракт, например, таким способом: на вход Integer.parseInt(String) подать строку с буквами и по заслугам получить NumberFormatException.
Часто при реализации веб-сервисов первыми строками методов я пишу конструкции вида:
Public Contract getContractById(String id) { if (id == null) throw new NullPointerException("id is null"); ... }
Это помогает на вызывающей стороне понять, что они нарушают контракт метода, причиной чего часто может быть ошибка в логике их же приложения.
2. А что собственно бросать? . Выбор не то чтобы сильно велик, но и не однозначен: checked, unchecked (runtime), unchecked (error).
Сразу скажу, в подавляющем большинстве случаев Error вам не понадобится. Это в основном критические ошибки (например, StackOverflowError), с которыми пусть работает JVM.
Checked Exceptions, как было написано выше, заставляет программиста-пользователя написать код для ее обработки или же описать метод как "вызывающий исключительную ситуацию".
С unchecked exception можно поступить по-разному. В случае с такими ошибками, пользователь сам решает, будет он обрабатывать эту ошибку, или же нет (компилятор не заставляет это делать).
Можно написать следующее простое правило: если некоторый набор входящих в метод данных может привести к нарушению контракта, и вы считаете, что программисту-пользователю важно разобраться с этим (и что он сможет это сделать), описывайте метод с конструкцией throws, иначе бросайте unchecked exception.
3. Ну и как это обрабатывать? Обрабатывать ошибку лучше там, где она возникла. Если в данном фрагменте кода нет возможности принять решение, что делать с исключением, его нужно бросать дальше, пока не найдется нужный обработчик, либо поток выполнения программы не вылетит совсем.
Вы наверняка знаете, что обработка исключений происходит с помощью блока try-catch-finally. Сразу скажу вам такую вещь: никогда не используйте пустой catch блок! . Выглядит этот ужас так:
Try { ... } catch(Exception e) { }
Если Вы уверены, что исключения в блоке try не возникнет никогда, напишите комментарий, как например в этом фрагменте кода:
StringReader reader = new StringReader("qwerty"); try { reader.read(); } catch (IOException e) { /* cannot happen */ }
Если же исключение в принципе может возникнуть, но только действительно в "исключительной ситуации" когда с ним ничего уже сделать будет нельзя, лучше оберните его в RuntimeException и пробросьте наверх, например:
String siteUrl = ...; ... URL url; try { url = new URL(siteUrl); } catch (MalformedURLException e) { throw new RuntimeException(e); }
Скорее всего ошибка здесь может возникнуть только при неправильной конфигурации приложения, например, siteUrl читается из конфигурационного файла и кто-то допустил опечатку при указании адреса сайта. Без исправления конфига и перезапуска приложения тут ничего поделать нельзя, так что RuntimeException вполне оправдан.
4. Зачем нужно все это делать? А почему бы и нет:). Если серьезно - правильное использование Exceptions и корректная их обработка сделают код более понятным, гибким, структурированным и возможным для повторного использования.
Updated 28.08.2009: Хочу показать вам несколько интересных моментов, которые касаются исключений и блоков try-catch-finally.
Можно ли сделать так, чтобы блок finally не выполнился? Можно:
Public class Test1 { public static void main(String args) { try { throw new RuntimeException(); } catch (Exception e) { System.exit(0); } finally { System.out.println("Please, let me print this."); } } }
Ну и еще одна интересная вещь. Какое исключение будет выброшено из метода:
Public class Test { public static void main(String args) { try { throw new NullPointerException(); } catch (NullPointerException e) { throw e; } finally { throw new IllegalStateException(); } } }
Правильный ответ - IllegalStateException. Не смотря на то, что в блоке catch происходит повторный "выброс" NPE, после него выполняется блок finally, который перехватывает ход выполнения программы и бросает исключение IllegalStateException.
Жду ваших вопросов и комментариев.
Комментариев: 2
Но ни в коем случае нельзя использовать исключительные ситуации для реализации частей бизнесс-логики.
Я бы сказал не стоит использовать исключения для управления flow алгоритма (типа выхода из вложенного цикла и все такое). А вот для реализации частей бизнес-логики как раз таки иногда и нужно, но только те которые checked. Классический пример - снятие денег со счета, когда выкидывается исключение, говорящее о том что денюшок то не хватает. Вот тут как раз клиенту метода снятия надо реализовать бизнес-логику по обработке такой ситуации.
Ну а в тех случаях когда речь идет о нарушении контракта метода (не бизнес-ограничений) не надо и задумываться - только unchecked, и ловить их должен код, находящийся в самом начале потока, и ничего кроме логирования информации об ошибки с ними сделать он не может, да и не должен.
P.S. Ну конечно бывают ситуации исключительные. Но это не более 20%.
lucker wrote: Ну а в тех случаях когда речь идет о нарушении контракта метода (не бизнес-ограничений) не надо и задумываться - только unchecked, и ловить их должен код, находящийся в самом начале потока, и ничего кроме логирования информации об ошибки с ними сделать он не может, да и не должен.
такой подход приведет к тому что код в начале потока будет в 80% случаев получать исключение неизвестно по какой причине и как возникшее, например стэк трэйс на вэб странице, ни один из модулей который будет использовать такой метод и понятия не будет иметь о том что гдето в глубине ктото выбросил анчекед исключение и результат его может быть самым удручающим, например: если такой метод кто-то начнет использовать в цикле то из-за одноко неправильного объекта переданого в метод, который выкинет анчекед из-за нарушения контракта, вместо скажем ожидаемого списка из нескольких строк на экране клиент не увидит ни одного, а мог бы просто увидеть на один меньше (тот который послужил причиной исключения) А произойдет это потому что девелопер который будет писать вывод понятия не будет иметь что данный конкретный метод может просто выкинуть тот или иной рантайм, если такой метод в случае нарушения контракта выбросит чекед исключение то пользователь метода будет иметь информацию и решит что ему делать с данным исключением, код будет иметь более предсказуемое поведение а следственно станет более професиональным.
Использование анчекед исключений где попало как раз и делает код мало пригодным к использованию, поскольку как раз скрывает тот самый контракт метода, когда пользователь метода понятия не имеет какие исключения могут вылететь из данного метода. А вылетать такие исключения как раз любят на продакшене во время демонстрации системы заказчику.
Статья кстати выглядит немного поверхностной, основная проблема в написании комерческого софта именно в том чтобы сделать его реюзабельным и легко изменяемым к постоянно меняющимся требованиям при этом надежным, предсказуемым и устойчивым. Поэтому приведенная цитата о том что 90% кода обрабатывает исключения а 10% делает работу - это цитата человека который врядли писал что-то что потом используют другие… поскольку работа програмы включает в себя и надежность и предсказуемость и повторяемость результатов и масштабируемость и возможность использовать код еще кем-то, все то что отличает комерческий код профи от кода студента.
Любая программа будет работать стабильно только в том случае, если её исходный код отлажен, и в нем отсутствуют условия, которые могут вызывать непредвиденные ситуации. Процесс отлова возможных сбоев выполняется на стадии программирования. Для этого разработчик учитывает все предполагаемые исходы и пытается ограничить действие ошибки таким образом, чтобы она не смогла нарушить работу программы или привести к её краху.
В Java исключения могут быть вызваны в результате неправильного ввода данных пользователем, отсутствия необходимого для работы программы ресурса или внезапного отключения сети. Для комфортного использования созданного разработчиком приложения, необходимо контролировать появление внештатных ситуаций. Потребитель не должен ждать завершения работы зависшей программы, терять данные в результате необработанных исключений или просто часто появляющихся сообщений о том, что что-то пошло не так.
Что необходимо учитывать? Язык Java обладает своим встроенным функционалом обработки исключений. Конечно же большой процент ошибок отлавливается ещё на стадии компиляции, когда система автоматически сообщит о том, что использовать её дальше невозможно. Но существует и такой вид исключений, который возникает во время работы программы. Разработчик должен суметь предвидеть это и спроектировать код таким образом, чтобы он не вызвал ошибки, а обработал её особым способом или передал управление в другую ветку.
В Java такой отлов исключений навязывается компилятором, поэтому типичные проблемы известны и имеют свою стандартную схему исполнения.
Самым простым примером, при котором можно получить исключение — это деление. Несмотря на всю его простоту, в выражении, в качестве делителя, может оказаться ноль, что приведёт к ошибке. Хорошо, если его появление можно предсказать ранее и предотвратить. Но такой вариант доступен не всегда, поэтому отлов исключения нужно организовать непосредственно при возникновении «деления на ноль».
В Java механизм обработки перехвата ошибки выглядит так:
Простейший пример создания ошибки может выглядеть таким образом:
throw new NullPointerException();
Здесь переменная a проверяется на инициализацию, т.е. не равна ли ссылка на объект null. В случае, если такая ситуация возникла и нужна особая обработка, выбрасывается исключение с помощью throw new NullPointerException().
При работе с исключениями часто приходится использовать ключевые слова Java для обозначения того или иного действия. В данном языке программирования их пять:
Выброс в Java исключения, естественно предполагает, что оно будет особым образом обработано. Удобнее всего это сделать, если участок кода отгорожен в некий блок. Который возможно содержит исключение. При выполнении такого кода виртуальная машина найдёт непредвиденную ситуацию, поймёт, что находится в критическом блоке и передаст управление в участок с обработкой.
В Java код заворачивается в специальный блок try, внутри которого может быть сгенерировано исключение. Таким образом, в него помещается сразу несколько непредвиденных ситуаций, которые будут отловлены в одном месте, не расползаясь по коду.
Самый типичный код с блоком обработки выглядит так:
//Здесь будет определён код, который может породить исключение
} catch (Тип_исключения_1 идентификатор_1) {
} catch (Тип_исключения_2 идентификатор_2) {
//Здесь происходит обработка исключения, согласно его типу и условиям;
Ключевое слово catch сообщает о том, что код, подвергнутый проверке на исключение, нужно обработать так, как описано далее, при условии, что он соответствует его типу. Идентификатор может использоваться внутри блока кода обработки как аргументы.
Как стало понятно из предыдущей главы, блоки catch ловят исключения и обрабатывают их. Но очень часто возникает ситуация, когда должен выполниться некий код вне зависимости от того, были ли отловлены ошибки. Для этого существует ключевое слово finally. Оно применяется для увеличения значений различных счётчиков, закрытия файлов или соединений с сетью.
В данном участке представлены несколько блоков catch с придуманными методами отлова исключений. К примеру, код, содержащийся в try порождает непредвиденную ситуацию типа Cold. Тогда в консоль будут выведены выражения «Caught cold!» и «Is that something to cheer about?». То есть блок finally выполняется в любом случае.
На самом деле способ избежать запуска finally существует. Связан он с завершением работы виртуальной машины. Найти, как это реализовать, можно на просторах сети Интернет.
Throw генерирует исключение. Его синтаксис выглядит так:
throw new NewException();
Здесь создаётся новое исключение с типом NewException(). В качестве типа могут использоваться уже входящие в стандартные библиотеки Java классы и определённые ранее разработчиком собственного производства.
Такая конструкция входит в описание какого-либо метода, вызов которого затем должен происходить в рамках блока try, для того, чтобы была возможность его перехватить.
Что делать, если в процессе разработки возникла ситуация, когда метод может сгенерировать исключение, но не в состоянии правильно обработать. Для этого в сигнатуре метода указывается слово throws и тип возможного исключения.
Эта метка является своеобразным указателем для клиентских разработчиков о том, что метод не способен обработать своё же исключение. К тому же, если тип ошибки является проверяемым, то компилятор заставит явно это указать.
В Java версии 7 разработчики включили такое важное нововведение, как обработка блока try с ресурсами.
Многие создаваемые объекты в Java, после их использования должны быть закрыты для экономии ресурсов. Раньше приходилось это учитывать и останавливать такие экземпляры вручную. Теперь же в них появился интерфейс AutoClosable. Он помогает автоматически закрывать уже использованные объекты, помещённые в блок try. Благодаря такому подходу писать код стало удобней, в его читаемость значительно повысилась.
Создатели описываемого языка программирования учли многие аспекты при проектировании типов непредвиденных ситуаций. Однако, все варианты исхода событий предотвратить не получится, поэтому в Java реализована возможность определения своих собственных исключений, подходящих именно под нужды конкретного кода.
Простейший способ создания — унаследовать от наиболее подходящего к контексту объекта.
Здесь произошло наследование от Exception, класса, который используется для определения собственных исключений. В MyException имеются два конструктора — один по умолчанию, второй — с аргументом msg типа String.
Затем в public классе FullConstructors реализован метод f, сигнатура которого содержит throws MyException. Это ключевое слово означает, что f может выбросить исключение Java типа MyException. Далее в теле метода производится вывод текстовой информации в консоль и собственно сама генерация MyException, посредством throw.
Второй метод немного отличается от первого тем, что при создании исключения, ему передается строковый параметр, который будет отражён в консоли при отлове. В main видно, что f() и g() помещены в блок проверки try, а ключевое слово catch настроено на отлов MyException. Результатом обработки будет вывод сообщения об ошибке в консоль:
Таким образом получилось добавить исключения Java, созданные собственноручно.
Как и все объекты в Java, исключения также наследуются и имеют иерархическую структуру. Корневым элементом всех ошибок, выбрасываемых в этом языке программирования является класс java.lang.Throwable. От него наследуются два вида — Error и Exception.
Error — оповещает о критических ошибках и представляет собой непроверяемые исключения Java. Перехват и обработка таких данных в большинстве случаев происходит на стадии разработки и не нуждается во внедрении в код конечного приложения.
Наиболее часто используемым классом для создания и анализа исключений служит Exception. Который, в свою очередь, делится на несколько веток, в том числе RuntimeException. К RuntimeException относятся исключения времени выполнения, то есть происходящие во время работы программы. Все унаследованные от него классы являются непроверяемыми.
В Java исключения, список которых представлен ниже, используются наиболее часто, поэтому стоит описать каждый из них подробней:
Данные примеры представляют собой непроверяемые типы исключений Java. А вот так выглядят проверяемые:
Говоря о часто встречаемых исключениях нужно отметить, что их интерпретация в ходе разработки, может быть воспринята неправильно. Далее идёт небольшой список, поясняющий более подробно, когда может возникнуть непредвиденная ситуация.
NullPointerException. Самым первым случаем, когда возникает исключение, является обращение к ссылке на объект, которая равна null. Также это распространяется на методы нулевого экземпляра класса. NullPointerException может быть брошен и в случае получения длины массива равной null. Избежать таких ситуаций поможет периодическая проверка объектов на null.
ArrayIndexOutOfBoundsException. Любая программа не может существовать без использования массивов. Соответственно, частое обращение к ним может порождать и ошибки. Возникает исключение, когда разработчик пытается обратиться к элементу массива, который отсутствует в списке индексов. Например, запрашиваемое значение выше длины или меньше нуля. Очень часто появляется в результате того, что счёт в массиве начинается с нуля.
Обработка исключений Java — мощный инструмент среды, который значительно облегчает работу программиста и позволяет ему создавать чистый и лишенный ошибок код. От того, насколько плавно и стабильно функционирует приложение, зависит статус и репутация компании-разработчика.
Конечно, в более или менее простых программах отследить внештатные ситуации гораздо проще. А вот в больших автоматизированных комплексах на несколько сотен тысяч строк такое возможно только в результате проведения длительной отладки и тестирования.
За Java исключения, ошибки от которых возникают в некоторых приложениях, отдельные компании предлагают вознаграждение при их нахождении энтузиастами. Особенно ценятся те, которые вызывают нарушение политики безопасности программного комплекса.
Одно из стандартных требований ТЗ на разработку ПО – отсутствие ошибок и конфликтов, препятствующих нормальной работе. Путей реализации два – ограничить функциональность и возможности пользователя или создать код, который будет учитывать возможные неприятности.
В java исключением называется любая ошибка, которая возникает в ходе выполнения программы. Это может быть несоответствие типов данных, деление на ноль, обрыв связи с сервером и многое другое. Операции по их поиску и предотвращению называются обработкой исключений.
Прежде чем мы перейдём к практике, давайте познакомимся с видами исключений Джава и их иерархией. В основе всего лежит класс Throwable. Все возможные конфликты кода с машиной и пользователем описаны здесь. Для удобства обработки и чтения класс Throwable имеет подклассы Error и Exception. Error – критические ошибки, которые не обязательно происходят по вине пользователя, обработать их невозможно. Exception – собственно конфликты нашей программы, которые необходимо отлавливать.
Взгляните на упрощённую схему иерархии исключений java:
Как видно, блоки делятся на «два лагеря» по цветам - проверяемые и непроверяемые java исключения. Данная классификация показывает, как их воспринимает компилятор: проверяемые – учитывает, непроверяемые – игнорирует. К первому относится Exception в полном составе, кроме RuntimeException. Все остальные классы исключений – непроверяемые компилятором.
Иерархия классов исключений важна и для правильной организации кода. Допустим, у вас есть несколько блоков обработки. Тогда в начале необходимо указать низшие уровни, а в конце – высшие. В противном случае, будет запущен только первый блок, а остальные – проигнорированы.
Для обработки исключений java используются следующие операторы: try, catch, finally, throw, throws. Первые три - стандартная структура вашего блока. По шагам:
Рассмотрим структуру на примере Джава исключения:
try {
}
catch (тип_исключения объект_исключения) {
// код обработки
}
finally {
}
Если вы хотите обработать несколько исключений – просто создайте ещё один блок catch.
try {
// код, где мы хотим отследить ошибку
}
catch (тип_исключения_1 объект_исключения_1) {
// код обработки
}
catch (тип_исключения_2 объект_исключения_2) {
// код обработки
}
finally {
// что нужно выполнить после завершения блока try
}
С помощью оператора throw вы можете создавать исключения:
throw экземпляр_Throwable
На практике это выглядит так:
Student stud1;
if(stud1 == null){
}
}
Включим оператор throw в наш стандартный пример с try-catch:
public void onClick(View view) {
if (stud1 == null) {
try {
throw new NullPointerException("Студента не существует");
} catch (NullPointerException e) {
Toast.makeText(this, e.getMessage(), Toast.LENGTH_LONG).show();
}
}
}
Как только обработка дойдёт до оператора throw, дальнейшее выполнение кода будет прекращено. Обработчик рассмотрит ближайший блок try-catch на требуемое исключение, потом следующий и так до конца кода. В случае, если вызвать ява исключение неоткуда – обработчик остановит программу.
Оператор throws используется для методов, которые содержат исключения, но их не обрабатывают.
тип имя_метода(список_параметров) throws список_исключений {
// код метода
}
Несколько исключений в списке необходимо перечислить через запятую. Воспользовавшись такой конструкцией, вы сообщите всем вызывающим методам о необходимости учитывать исключения.
Операторы try можно вкладывать друг в друга. При этом если вложенный обработчик не имеет своего блока catch, он осуществляет его поиск в родительском операторе. Если и там нет – блок обрабатывается системой.
Все указанные типы java исключений содержатся в классе RuntimeException, а значит, их не надо указывать в блоке throws.
Естественно, система не может содержать всевозможные исключения. Некоторые придётся создавать самостоятельно. Для того, чтобы создать собственное java исключение, вам необходимо унаследовать собственный класс от Exception и переопределить требуемые методы класса Throwable. Или унаследоваться от наиболее близкого по смыслу типа. Рассмотрим на примере программы под android создание java исключения:
package geekbrains.exception;
Import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
Public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
}
Public void testMethod() throws StudentException {
System.out.println("Возбуждаем StudentException из метода testMethod()");
throw new StudentException(); // конструктор по умолчанию
}
Public void testMethod2() throws StudentException {
System.out.println("Возбуждаем StudentException из метода testMethod2()");
throw new StudentException("Создано во втором методе");
}
Public void onClick(View view) {
try {
testMethod();
e.printStackTrace();
System.out.println("Исключение перехвачено");
}
Try {
testMethod2();
} catch (StudentException e) {
e.printStackTrace();
}
}
Class StudentException extends Exception {
StudentException() {
}
StudentException(String msg) {
super(msg);
}
}
}
Обработка исключений – основа безопасного и качественного кода. С их помощью вы можете управлять действиями пользователя, ходом выполнения программы или добавить вариативности коду.
