Н.А. Вязовик - Программирование на Java
* Выполнение оператора throw Этот оператор применяется для явного порождения ошибки. Очевидно, что и здесь можно указать место возникновения исключительной ситуации.
* Асинхронные ошибки во время исполнения программы.
- Причиной таких ошибок могут быть сбои внутри самой виртуальной машины (ведь она также является программой), или вызов метода stop() у потока выполнения Thread.
- В этом случае невозможно указать точное место программы, где происходит исключительная ситуация. Если мы попытаемся остановить поток выполнения (вызвав метод stop() ), нам не удастся предсказать, при выполнении какого именно выражения этот поток остановится.
Таким образом, все ошибки в Java делятся на синхронные и асинхронные. С первыми сравнительно проще работать, так как принципиально возможно найти точное место в коде, которое является причиной возникновения исключительной ситуации. Конечно, Java является строгим языком в том смысле, что все выражения до точки сбоя обязательно будут выполнены, и в то же время ни одно последующее выражение никогда выполнено не будет. Важно помнить, что ошибки могут возникать как по причине недостаточной внимательности программиста (отсутствует нужный класс, или индекс массива вышел за допустимые границы), так и по независящим от него причинам (произошел разрыв сетевого соединения, сбой аппаратного обеспечения, например, жесткого диска и др.).
Асинхронные ошибки гораздо сложнее в обнаружении и исправлении. Обычному разработчику очень трудно выявить причины сбоев в виртуальной машине. Это могут быть ошибки создателей JVM, несовместимость с операционной системой, аппаратный сбой и многое другое. Все же современные виртуальные машины реализованы довольно хорошо и подобные сбои происходят крайне редко (при условии использования качественных комплектующих).
Аналогичная ситуация наблюдается и в случае с принудительной остановкой потоков исполнения. Поскольку это действие выполняется операционной системой, никогда нельзя предсказать, в каком именно месте остановится поток. Это означает, что программа может многократно отработать корректно, а потом неожиданно дать сбой просто из-за того, что поток остановился в каком-то другом месте. По этой причине принудительная остановка не рекомендуется. В лекции 12 рассматриваются примеры корректного управления жизненным циклом потока.
При возникновении исключительной ситуации управление передается от кода, вызвавшего исключительную ситуацию, на ближайший блок catch (или вверх по стеку) и создается объект, унаследованный от класса Throwable, или его потомков (см. диаграмму иерархии классов-исключений), который содержит информацию об исключительной ситуации и используется при ее обработке. Собственно, в блоке catch указывается именно класс обрабатываемой ситуации. Подробно обработка ошибок рассматривается ниже.
Иерархия, по которой передается информация об исключительной ситуации, зависит от того, где эта исключительная ситуация возникла. Если это
* метод, то управление будет передаваться в то место, где данный метод был вызван;
* конструктор, то управление будет передаваться туда, где попытались создать объект (как правило, применяя оператор new );
* статический инициализатор, то управление будет передано туда, где произошло первое обращение к классу, потребовавшее его инициализации.
Допускается создание собственных классов исключительных ситуаций. Осуществляется это с помощью механизма наследования, то есть класс пользовательской исключительной ситуации должен быть унаследован от класса Throwable, или его потомков.
Обработка исключительных ситуаций
Конструкция try-catch
В общем случае конструкция выглядит так:
try {
...
}
catch(SomeExceptionClass e) {
...
}
catch(AnotherExceptionClass e) {
...
}
Работает она следующим образом. Сначала выполняется код, заключенный в фигурные скобки оператора try. Если во время его выполнения не происходит никаких нештатных ситуаций, то далее управление передается за закрывающую фигурную скобку последнего оператора catch, ассоциированного с данным оператором try.
Если в пределах try возникает исключительная ситуация, то далее выполнение кода производится по одному из перечисленных ниже сценариев.
Возникла исключительная ситуация, класс которой указан в качестве параметра одного из блоков catch. В этом случае производится выполнение блока кода, ассоциированного с данным catch (заключенного в фигурные скобки). Далее, если код в этом блоке завершается нормально, то и весь оператор try завершается нормально и управление передается на оператор (выражение), следующий за закрывающей фигурной скобкой последнего catch. Если код в catch завершается не штатно, то и весь try завершается нештатно по той же причине.
Если возникла исключительная ситуация, класс которой не указан в качестве аргумента ни в одном catch, то выполнение всего try завершается нештатно.
Конструкция try-catch-finally
Оператор finally предназначен для того, чтобы обеспечить гарантированное выполнение какого-либо фрагмента кода. Вне зависимости от того, возникла ли исключительная ситуация в блоке try, задан ли подходящий блок catch, не возникла ли ошибка в самом блоке catch,- все равно блок finally будет в конце концов исполнен.
Последовательность выполнения такой конструкции следующая: если оператор try выполнен нормально, то будет выполнен блок finally. В свою очередь, если оператор finally выполняется нормально, то и весь оператор try выполняется нормально.
Если во время выполнения блока try возникает исключение и существует оператор catch, который перехватывает данный тип исключения, происходит выполнение связанного с catch блока. Если блок catch выполняется нормально, либо ненормально, все равно затем выполняется блок finally. Если блок finally завершается нормально, то оператор try завершается так же, как завершился блок catch.
Если в списке операторов catch не находится такого, который обработал бы возникшее исключение, то все равно выполняется блок finally. В этом случае, если finally завершится нормально, весь try завершится ненормально по той же причине, по которой было нарушено исполнение try.
Во всех случаях, если блок finally завершается ненормально, то весь try завершится ненормально по той же причине.
Рассмотрим пример применения конструкции try-catch-finally.
try {
byte [] buffer = new byte[128];
FileInputStream fis =
new FileInputStream("file.txt");
while(fis.read(buffer) > 0) {
... обработка данных ...
}
}
catch(IOException es) {
... обработка исключения ...
}
finally {
fis.flush();
fis.close();
}
Если в данном примере поместить операторы очистки буфера и закрытия файла сразу после окончания обработки данных, то при возникновении ошибки ввода/вывода корректного закрытия файла не произойдет. Еще раз отметим, что блок finally будет выполнен в любом случае, вне зависимости от того, произошла обработка исключения или нет, возникло это исключение или нет.
В конструкции try-catch-finally обязательным является использование одной из частей оператора catch или finally. То есть конструкция
try {
...
}
finally {
...
}
является вполне допустимой. В этом случае блок finally при возникновении исключительной ситуации должен быть выполнен, хотя сама исключительная ситуация обработана не будет и будет передана для обработки на более высокий уровень иерархии.
Если обработка исключительной ситуации в коде не предусмотрена, то при ее возникновении выполнение метода будет прекращено и исключительная ситуация будет передана для обработки коду более высокого уровня. Таким образом, если исключительная ситуация произойдет в вызываемом методе, то управление будет передано вызывающему методу и обработку исключительной ситуации должен произвести он. Если исключительная ситуация возникла в коде самого высокого уровня (например, методе main() ), то управление будет передано исполняющей системе Java и выполнение программы будет прекращено (более точно - будет остановлен поток исполнения, в котором произошла такая ошибка).
Использование оператора throw
Помимо того, что предопределенная исключительная ситуация может быть возбуждена исполняющей системой Java, программист сам может явно породить ошибку. Делается это с помощью оператора throw.
Например:
... public int calculate(int theValue) {
if( theValue < 0) {
throw new Exception(
"Параметр для вычисления не должен
быть отрицательным");
}
}
...
В данном случае предполагается, что в качестве параметра методу может быть передано только положительное значение; если это условие не выполнено, то с помощью оператора throw порождается исключительная ситуация. (Для успешной компиляции также требуется в заголовке метода указать throws Exception - это выражение рассматривается ниже.)
Метод должен делегировать обработку исключительной ситуации вызвавшему его коду. Для этого в сигнатуре метода применяется ключевое слово throws, после которого должны быть перечислены через запятую все исключительные ситуации, которые может вызывать данный метод. То есть приведенный выше пример должен быть приведен к следующему виду:
