Download 14. Exception Handling

ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
14. Διαχείριση σφαλμάτων
(Exception Handling)
Χειμερινό Εξάμηνο 2012
Πέτρος Κωμοδρόμος
[email protected]
http://www.eng.ucy.ac.cy/petros
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
1
Θέματα
 Εισαγωγή στη διαχείριση σφαλμάτων
 Παράδειγμα: ArithmeticExceptions και InputMismatchExceptions χωρίς και
με διαχείριση εξαιρέσεων (exception handling)
 Χρήση του μηχανισμού διαχείρισης εξαιρέσεων (exception handling)
 Ιεραρχία διαχείρισης εξαιρέσεων (exception handling)
 try, throw και catch
 finally block
 Stack Unwinding
 Μέθοδοι printStackTrace, getStackTrace και getMessage
 Chained Exceptions
 Ορισμός νέων τύπων Exceptions
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
2
Εισαγωγή
 Εξαίρεση (Exception): μία ένδειξη ότι κάτι συμβαίνει λάθος κατά την εκτέλεση
ενός προγράμματος.
 Exception handling – μηχανισμός διαχείρισης εξαιρέσεων (exceptions) που
μπορεί να συμβούν κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης ενός προγράμματος ώστε
να μπορέσει να συνεχίσει ή τουλάχιστο να τερματίσει την εκτέλεση με
ελεγχόμενο τρόπο.
 Με τους μηχανισμούς διαχείρισης εξαιρέσεων (exception handling) μπορούν να
φτιαχτούν πιο ανεκτικά σε σφάλματα και αξιόπιστα προγράμματα (more robust
and fault-tolerant programs).
 Η εξαίρεση (exception) περιέχει πληροφορίες για το τι έχει συμβεί.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
3
 Όταν ένα αναπάντεχο συμβάν προκύψει κατά την εκτέλεση ενός
προγράμματος Java, το πρόγραμμα ρίχνει (throws) μία εξαίρεση (exception) και
το σύστημα προσπαθεί να βρει κατάλληλο διαχειριστή εξαιρέσεων για να το
διαχειριστεί.
 Ένας διαχειριστής εξαιρέσεων (exception handler) μπορεί να πιάσει (catch)
δηλαδή να αναλάβει να διαχειριστεί κάποιο exception βάσει του τύπου του
exception και του τύπου που ορίζεται στη δήλωση του catch.
 Αν δεν βρει κάποιο κατάλληλο διαχειριστή εξαιρέσεων (exception handler) για
να το διαχειριστεί χρησιμοποιείται ο default exception handler, ο οποίος
εκτυπώνει κάποιες πληροφορίες και ακολούθως τερματίζεται η εκτέλεση του
προγράμματος.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
4
The Throwable class
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
5
 Στην Java μία εξαίρεση (exception) είναι αντικείμενο της τάξης Throwable ή κάποιας
υποτάξης της.
 Όλα τα exceptions τα οποία πρέπει να διαχειριστεί κάποιος είναι τα checked
exceptions δηλαδή αντικείμενα κάποιας υποτάξης της Exception και όχι της Error,
αλλά ούτε και υποτάξεων της RuntimeException.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
6
Παραδείγματα Εξαιρέσεων
 ArrayIndexOutOfBoundsException: προσπάθεια για πρόσβαση στοιχείου πέρα
από τα όρια ενός πίνακα:
 ClassCastException: προσπάθεια να γίνει cast ένα αντικείμενο το όποίο δεν
έχει σχέση is-a με τον τύπο που χρησιμοποιείται στον τελεστή του cast :
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
7
 NullPointerException: όταν μία null αναφορά χρησιμοποιείται όπου
αναμένεται ένα αντικείμενο:
 FileNotFoundException: όταν μια προσπάθεια να ανοιχθεί ένα αρχείο με
συγκεκριμένο όνομα (specified pathname) αποτύχει:
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
8
Χαρακτηριστικά Εξαιρέσεων
 Thrown exception: μία εξαίρεση (exception) που έχει συμβεί
 Stack trace:
• Όνομα της εξαίρεση (exception) σε ένα μήνυμα που περιγράφει το πρόβλημα
• Ολοκληρωμένη method-call stack
 ArithmeticException: μπορεί να προκύψει από μία σειρά από διαφορετικά
προβλήματα αριθμητικού χαρακτήρα
 Throw point : το αρχικό σημείο όπου η εξαίρεση συνέβηκε (top row of call chain)
 InputMismatchException: συμβαίνει όταν η μέθοδος nextInt του Scanner
λαμβάνει ένα string το οποίο δεν αντιπροσωπεύει ένα έγκυρο ακέραιο
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
9
1
// Fig. 13.1: DivideByZeroNoExceptionHandling.java
2
// An application that attempts to divide by zero.
3
import java.util.Scanner;
4
5
public class DivideByZeroNoExceptionHandling
6
7
{
// demonstrates throwing an exception when a divide-by-zero occurs
8
9
public static int quotient( int numerator, int denominator )
{
10
11
return numerator / denominator; // possible division by zero
} // end method quotient
12
13
14
15
16
public static void main( String args[] )
{
Scanner scanner = new Scanner( System.in ); // scanner for input
17
System.out.print( "Please enter an integer numerator: " );
18
19
20
int numerator = scanner.nextInt();
System.out.print( "Please enter an integer denominator: " );
int denominator = scanner.nextInt();
21
22
23
24
int result = quotient( numerator, denominator );
System.out.printf(
Attempt to divide;
denominator may be
zero
Read input; exception
occurs if input is not a
valid integer
"\nResult: %d / %d = %d\n", numerator, denominator, result );
25
} // end main
26 } // end class DivideByZeroNoExceptionHandling
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 7
Result: 100 / 7 = 14
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
10
Outline
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 7
Result: 100 / 7 = 14
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 0
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
at
DivideByZeroNoExceptionHandling.quotient(DivideByZeroNoExceptionHandling.java:10)
at
DivideByZeroNoExceptionHandling.main(DivideByZeroNoExceptionHandling.java:22)
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: hello
Exception in thread "main" java.util.InputMismatchException
at java.util.Scanner.throwFor(Unknown Source)
at java.util.Scanner.next(Unknown Source)
at java.util.Scanner.nextInt(Unknown Source)
at java.util.Scanner.nextInt(Unknown Source)
at
DivideByZeroNoExceptionHandling.main(DivideByZeroNoExceptionHandling.java:20)
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
11
Catching Exceptions
 catch block – λαμβάνει (catches) και διαχειρίζεται ένα exception.
 Περιέχει:
• Ξεκινά με το keyword catch
• Το exception parameter σε παρένθεση, το οποίο ορίζει τον τύπο του exception και δίνει τη
δυνατότητα στο catch block να αλληλοεπιδράσει στο exception αντικείμενο που έχει
συλλεχθεί
• Κώδικας σε μπλοκ με curly braces το οποίο εκτελείται όταν ο αντίστοιχος συγκεκριμένος
τύπος exception συμβεί
 Matching catch block – ο τύπος του exception parameter αντιστοιχεί στον τύπο του
thrown exception ακριβώς ή είναι υποτάξη του
 Uncaught exception – ένα exception που συμβαίνει χωρίς να υπάρχουν αντίστοιχα
catch blocks που να ταιριάζουν
• Αναγκάζουν ένα πρόγραμμα να τερματίσει την εκτέλεση του αν έχει μόνο ένα thread, ή αν
υπάρχουν περισσότερα threads να τερματιστεί μόνο το ενεργό thread με ενδεχόμενες
συνέπειες στο υπόλοιπο πρόγραμμα.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
12
Μοντέλο Τερματισμού Διαχείρισης εξαιρέσεων
(Termination Model of Exception Handling)
 Όταν ένα exception συμβεί:
• η εκτέλεση του try block τερματίζεται άμεσα
• ο έλεγχος του προγράμματος μεταφέρεται στο 1ο catch block που ταιριάζει στο
exception που προέκυψε
 Αφού γίνει διαχείριση του exception:
• Βάσει του Μοντέλου τερματισμού (termination model of exception handling) ο έλεγχος
του προγράμματος δεν επιστρέφει στο σημείο όπου προέκυψε η εξαίρεση αφού το try
block έχει λήξει
• Η ροή ελέγχου του προγράμματος προχωρά με την πρώτη εντολή μετά το τελευταίο
catch block
 Εντολή try: αποτελείται από το try block και τα αντίστοιχα catch και/ή finally
blocks
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
13
Χρήση του throws
 throws – ορίζει τα exceptions τα οποία μπορεί να προκύψουν σε μία μέθοδο
• Εμφανίζεται μετά τις παραμέτρους μιας μεθόδου και πριν το σώμα της
• Περιέχει μία λίστα από exceptions τα οποία διαχωρίζονται από κόμματα.
• Exceptions μπορούν να προκύψουν (can be thrown) από εντολές στο σώμα
της μεθόδου ή από μεθόδους που καλούνται από το σώμα της μεθόδου
• Exceptions μπορεί να είναι κάποιου από τους τύπους που περιέχονται
στη λίστα του throws ή υποτάξεις εκείνων
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
14
1
// Fig. 13.2: DivideByZeroWithExceptionHandling.java
2
3
// An exception-handling example that checks for divide-by-zero.
import java.util.InputMismatchException;
4
import java.util.Scanner;
5
6
public class DivideByZeroWithExceptionHandling
7
{
8
9
throws clause specifies that method
quotient may throw an
ArithmeticException
// demonstrates throwing an exception when a divide-by-zero occurs
public static int quotient( int numerator, int denominator )
throws ArithmeticException
10
11
12
{
13
14
15
16
} // end method quotient
return numerator / denominator; // possible division by zero
public static void main( String args[] )
{
17
18
19
Scanner scanner = new Scanner( System.in ); // scanner for input
boolean continueLoop = true; // determines if more input is needed
20
do
21
{
Repetition statement loops until try block
completes successfully
22
try // read two numbers and calculate quotient
23
{
try block attempts to read
input and perform division
24
25
System.out.print( "Please enter an integer numerator: " );
int numerator = scanner.nextInt();
26
System.out.print( "Please enter an integer denominator: " );
27
28
int denominator = scanner.nextInt();
Retrieve input; InputMismatchException
thrown if input not valid integers15
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
Call method quotient, which may throw
ArithmeticException
29
int result = quotient( numerator, denominator );
30
System.out.printf( "\nResult: %d / %d = %d\n", numerator,
31
32
denominator, result );
continueLoop = false; // input successful; end looping
33
34
} // end try
catch ( InputMismatchException inputMismatchException )
35
36
{
Catching
InputMismatchException
System.err.printf( "\nException: %s\n",
inputMismatchException );
37
38
scanner.nextLine(); // discard input so user can try again
39
System.out.println(
Read invalid input
but do nothing
with it
40
41
42
Notify user of
"You must enter integers. Please try again.\n" );
error made
} // end catch
catch ( ArithmeticException arithmeticException )
Catching ArithmeticException (user
43
{
has entered zero for denominator)
44
System.err.printf( "\nException: %s\n", arithmeticException );
45
46
System.out.println(
"Zero is an invalid denominator. Please try again.\n" );
47
48
49
} // end catch
} while ( continueLoop ); // end do...while
} // end main
50 } // end class DivideByZeroWithExceptionHandling
If line 32 was never
successfully reached, loop
continues and user can try
again
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
16
Outline
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 7
Result: 100 / 7 = 14
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 0
Exception: java.lang.ArithmeticException: / by zero
Zero is an invalid denominator. Please try again.
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 7
Result: 100 / 7 = 14
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: hello
Exception: java.util.InputMismatchException
You must enter integers. Please try again.
Please enter an integer numerator: 100
Please enter an integer denominator: 7
Result: 100 / 7 = 14
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
17
Χρήση των μηχανισμών διαχείρισης εξαιρέσεων (Exception
Handling)
 Ο μηχανισμός διαχείρισης σφαλμάτων (Exception handling) έχει σκοπό τη
διαχείριση σύγχρονων σφαλμάτων (synchronous errors)
• Synchronous errors – συμβαίνουν όταν μία εντολή εκτελείται
• (Asynchronous errors – συμβαίνουν παράλληλα και ανεξάρτητα από
τη ροή ελέγχου του προγράμματος)
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
18
 Οι μηχανισμοί διαχείρισης σφαλμάτων (exception handling) παρέχουν
ένα μοναδικό και ομοιόμορφο τρόπο διαχείρισης των
προβλημάτων που μπορεί να προκύψουν κατά την εκτέλεση ενός
προγράμματος.
 Αυτό βοηθά προγραμματιστές που εργάζονται σε μεγάλα
προγράμματα να κατανοούν επακριβώς τον τρόπο με τον οποίο οι
άλλοι προγραμματιστές διαχειρίζονται ενδεχόμενα σφάλματα
(exceptions).
 Δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται οι μηχανισμοί διαχείρισης
σφαλμάτων (exception handling) για τον έλεγχο της ροής ενός
αλγορίθμου ή προγράμματος, ώστε να μην προκαλείται σύγχυση.
 Οι μηχανισμοί διαχείρισης σφαλμάτων (exception handling)
διευκολύνουν το συνδυασμό στοιχείων λογισμικού (software
components) για να μπορούν να εργαστούν μαζί επικοινωνώντας
μεταξύ τους σχετικά με ενδεχόμενα προβλήματα (exceptions).
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
19
Ιεραρχία Διαχείρισης Σφαλμάτων
(Java Exception Hierarchy)
 Όλα τα exceptions κληρονομούν είτε κατευθείαν είτε μέσω υποτάξεων από την τάξη
Exception
 Οι Exception τάξεις και υποτάξεις διαμορφώνουν μία κληρονομική ιεραρχία η οποία
μπορεί να επεκταθεί κατάλληλα
 Η τάξη Throwable είναι υπερτάξη της τάξης Exception
• Μόνο Throwable αντικείμενα μπορούν να χρησιμοποιηθούν με τους μηχανισμούς
διαχείρισης σφαλμάτων (exception-handling mechanisms)
• Η τάξη Throwable έχει δύο υποτάξεις: Exception και Error
o
Η τάξη Exception και οι υποτάξεις της αντιπροσωπεύουν περιπτώσεις προβλημάτων
(exception situations) που μπορεί να συμβούν σε ένα πρόγραμμα Java και να μπορεί να
τα διαχειριστεί το πρόγραμμα.
o
Η τάξη Error και οι υποτάξεις της αντιπροσωπεύουν προβληματικές καταστάσεις που
συνήθως δεν μπορεί να αντιμετωπίσει ένα πρόγραμμα
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
20
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
21
Κατηγορίες Checked και Unchecked exceptions
 Checked exceptions (ελεγχόμενες εξαιρέσεις)
• Exceptions που κληρονομούν από την τάξη Exception αλλά όχι από την τάξη RuntimeException
• Ο μεταγλωττιστής υποχρεώνει μία catch-or-declare απαίτηση
• Ο μεταγλωττιστής ελέγχει κάθε κλήση μεθόδου και ορισμό μεθόδου για να συμπεράνει εάν η
μέθοδος ρίχνει ελεγχόμενες εξαιρέσεις. Σε τέτοιες περιπτώσεις ο μεταγλωττιστής επιβεβαιώνει
ότι η ελεγχόμενη εξαίρεση (checked exception) είτε αναλαμβάνεται (is caught) είτε δηλώνεται ότι
ρίχνει (throws) τη συγκεκριμένη εξαίρεση (exception).
 Unchecked exceptions (μη ελεγχόμενες εξαιρέσεις)
• Κληρονομούν από τις τάξεις RuntimeException ή Error
• Ο μεταγλωττιστής δεν ελέγχει αν η εξαίρεση αναλαμβάνεται (is caught) ή δηλώνεται ότι ρίχνει
(throws) τη συγκεκριμένη εξαίρεση (exception).
• Αν μία μη ελεγχόμενη εξαίρεση συμβεί χωρίς να αναληφθεί το πρόγραμμα τερματίζεται ή
τρέχει με απροσδιόριστη συμπεριφορά
• Μία μη ελεγχόμενη εξαίρεση αποφεύγεται με σωστό προγραμματισμό
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
22
Σημειώσεις
 A compilation error occurs if a method explicitly attempts to throw a
checked exception (or calls another method that throws a checked
exception) and that exception is not listed in that method’s throws clause.
 If a subclass method overrides a superclass method, it is an error for the
subclass method to list more exceptions in its throws clause than the
overridden superclass method does. However, a subclass’s throws clause can
contain a subset of a superclass’s throws list.
 If your method calls other methods that explicitly throw checked
exceptions, those exceptions must be caught or declared in your method. If
an exception can be handled meaningfully in a method, the method should
catch the exception rather than declare it.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
23
Java Exception Hierarchy
 catch block catches all exceptions of its type and subclasses of its type
 If there are multiple catch blocks that match a particular exception type,
only the first matching catch block executes
 It makes sense to use a catch block of a superclass when all the catch blocks
for that class’s subclasses will perform the same functionality
 Placing a catch block for a superclass exception type before other catch
blocks that catch subclass exception types prevents those blocks from
executing, so a compilation error occurs.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
24
finally block
 Programs that obtain certain resources must return them explicitly to avoid
resource leaks
 finally block
• Consists of finally keyword followed by a block of code enclosed in curly
braces
• Optional in a try statement
• If present, is placed after the last catch block
• Executes whether or not an exception is thrown in the corresponding try
block or any of its corresponding catch blocks
• Will not execute if the application exits early from a try block via method
System.exit
• Typically contains resource-release code
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
25
finally block
 If no exception occurs, catch blocks are skipped and control proceeds to
finally block.
 After the finally block executes control proceeds to first statement after the
finally block.
 If exception occurs in the try block, program skips rest of the try block.
First matching the catch block executes and control proceeds to the finally
block. If exception occurs and there are no matching catch blocks, control
proceeds to the finally block. After the finally block executes, the program
passes the exception to the next outer the try block.
 If catch block throws an exception, the finally block still executes.
 A finally block typically contains code to release resources acquired in its
corresponding try block; this is an effective way to eliminate resource leaks.
For example, the finally block should close any files opened in the try block.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
26
finally block
 Standard streams
• System.out – standard output stream
• System.err – standard error stream
 System.err can be used to separate error output from regular output
 System.err.println and System.out.println display data to the command
prompt by default
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
27
Παράδειγμα
Exceptions1.java
class Exceptions1
{
public static void main(String args[])
{
double d[] = new double[4];
for(int j=0 ; j<d.length ; j++)
d[j] = j*7.15 + 2.19 ;
for(int j=0 ; j<=d.length ; j++)
{
try{
System.out.print( " d[" + j + "] / " + j + " = ");
if(j==0)
throw new DivideByZeroException();
System.out.println(d[j]/j);
}
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
28
catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e)
{
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
System.out.print("e.printStackTrace(): ");
e.printStackTrace();
}
catch(DivideByZeroException e)
{
System.out.println("Exception: " + e.getMessage());
}
finally
{
System.out.println("Inside finally()\n");
}
}
System.out.println( "\n Program exiting \n");
}
}
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
29
class DivideByZeroException extends ArithmeticException
{
DivideByZeroException()
{
super("Trying to divide by zero");
}
}
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
30
Throwing Exceptions Using the throw Statement
 throw statement – used to throw exceptions
 Programmers can thrown exceptions themselves from a method if
something has gone wrong
 throw statement consists of keyword throw followed by the exception
object
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
31
Rethrowing Exceptions
 Exceptions are rethrown when a catch block decides either that it cannot
process the exception or that it can only partially process it
 Exception is deferred to outer try statement
 Exception is rethrown by using keyword throw followed by a reference
to the exception object
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
32
Common Programming Error
 If an exception has not been caught when control enters a finally block
and the finally block throws an exception that is not caught in the finally
block, the first exception will be lost and the exception from the finally
block will be returned to the calling method.
 Avoid placing code that can throw an exception in a finally block. If
such code is required, enclose the code in a try statement within the
finally block.
Good Programming Practice
 Java’s exception-handling mechanism is intended to remove errorprocessing code from the main line of a program’s code to improve
program clarity.
 Do not place try... catch finally... around every statement that may throw
an exception. This makes programs difficult to read. Rather, place one try
block around a significant portion of your code, follow that try block
with catch blocks that handle each possible exception and follow the
catch blocks with a single finally block (if one is required).
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
33
1
// Fig. 13.5: UsingExceptions.java
2
3
// Demonstration of the try...catch...finally exception handling
// mechanism.
4
5
public class UsingExceptions
6
7
{
8
9
10
11
public static void main( String args[] )
Call method that
throws an
exception
{
try
{
throwException(); // call method throwException
12
} // end try
13
14
catch ( Exception exception ) // exception thrown by throwException
{
15
16
System.err.println( "Exception handled in main" );
} // end catch
17
18
doesNotThrowException();
19
20
} // end main
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
34
21
// demonstrate try...catch...finally
22
public static void throwException() throws Exception
23
{
24
try // throw an exception and immediately catch it
25
{
26
System.out.println( "Method throwException" );
27
throw new Exception(); // generate exception
Create new
Exception and
throw it
28
} // end try
29
catch ( Exception exception ) // catch exception thrown in try
30
{
System.err.println(
31
32
"Exception handled in method throwException" );
33
throw exception; // rethrow for further processing
Throw previously
created
Exception
34
// any code here would not be reached
35
36
finally block executes even though
exception is rethrown in catch block
37
} // end catch
38
finally // executes regardless of what occurs in try...catch
39
{
40
41
System.err.println( "Finally executed in throwException" );
} // end finally
42
43
44
// any code here would not be reached, exception rethrown in catch
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
35
45
46
} // end method throwException
47
// demonstrate finally when no exception occurs
48
49
public static void doesNotThrowException()
{
50
try // try block does not throw an exception
51
52
{
53
54
55
56
} // end try
catch ( Exception exception ) // does not execute
{
System.err.println( exception );
57
58
59
} // end catch
finally // executes regardless of what occurs in try...catch
{
60
61
62
System.out.println( "Method doesNotThrowException" );
System.err.println(
"Finally executed in doesNotThrowException" );
} // end finally
finally block
executes even
though no
exception is
thrown
63
64
System.out.println( "End of method doesNotThrowException" );
65
} // end method doesNotThrowException
66 } // end class UsingExceptions
Method throwException
Exception handled in method throwException
Finally executed in throwException
Exception handled in main
Method doesNotThrowException
Finally executed in doesNotThrowException
End of method doesNotThrowException
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
36
Stack Unwinding
 Stack unwinding – When an exception is thrown but not caught in a
particular scope, the method-call stack is “unwound,” and an attempt is
made to catch the exception in the next outer try block.
 When unwinding occurs:
• The method in which the exception was not caught terminates
• All local variables in that method go out of scope
• Control returns to the statement that originally invoked the method – if
a try block encloses the method call, an attempt is made to catch the
exception.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
37
Stack Unwinding
 Call-stack
 Searching unsuccessfully the call-stack
to find a proper exception handler
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
38
1
// Fig. 13.6: UsingExceptions.java
2
// Demonstration of stack unwinding.
3
4
public class UsingExceptions
5
{
6
public static void main( String args[] )
7
{
8
try // call throwException to demonstrate stack unwinding
9
{
throwException();
10
Call method that throws an exception
11
} // end try
12
catch ( Exception exception ) // exception thrown in throwException
13
{
14
15
16
17
System.err.println( "Exception handled in main" );
} // end catch
} // end main
Catch exception that may occur in the
above try block, including the call to
method throwException
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
39
18
// throwException throws exception that is not caught in this method
19
public static void throwException() throws Exception
20
{
21
try // throw an exception and catch it in main
22
{
23
System.out.println( "Method throwException" );
24
throw new Exception(); // generate exception
Method throws exception
25
} // end try
26
catch ( RuntimeException runtimeException ) // catch incorrect type
27
{
System.err.println(
28
"Exception handled in method throwException" );
29
30
} // end catch
31
finally // finally block always executes
32
{
33
34
35
Throw new exception;
Exception not
caught in current
try block, so
handled in outer
try block
System.err.println( "Finally is always executed" );
} // end finally
} // end method throwException
36 } // end class UsingExceptions
Method throwException
Finally is always executed
Exception handled in main
finally block
executes before
control returns to
outer try block
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
40
printStackTrace, getStackTrace and getMessage
 Methods in class Throwable retrieve more information about an exception
• printStackTrace – outputs stack trace to standard error stream
• getStackTrace – retrieves stack trace information as an array of
StackTraceElement objects; enables custom processing of the exception
information
• getMessage – returns the descriptive string stored in an exception
 An exception that is not caught in an application causes Java’s default
exception handler to run. This displays the name of the exception, a
descriptive message that indicates the problem that occurred and a complete
execution stack trace.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
41
1
// Fig. 13.7: UsingExceptions.java
2
// Demonstrating getMessage and printStackTrace from class Exception.
3
4
public class UsingExceptions
5
{
6
public static void main( String args[] )
7
{
8
try
9
{
Call to method1, method1 calls method2,
method2 calls method3 and method3 throws
a new Exception
method1(); // call method1
10
Display descriptive string of exception
thrown in method3
11
} // end try
12
catch ( Exception exception ) // catch exception thrown in method1
13
{
14
System.err.printf( "%s\n\n", exception.getMessage() );
15
exception.printStackTrace(); // print exception stack trace
16
Display stack trace for exception
thrown in method3
17
// obtain the stack-trace information
18
19
StackTraceElement[] traceElements = exception.getStackTrace();
Retrieve stack information as an array of
StackTraceElement objects
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
42
20
System.out.println( "\nStack trace from getStackTrace:" );
21
System.out.println( "Class\t\tFile\t\t\tLine\tMethod" );
22
23
// loop through traceElements to get exception description
24
for ( StackTraceElement element : traceElements )
25
{
26
System.out.printf( "%s\t", element.getClassName() );
27
System.out.printf( "%s\t", element.getFileName() );
28
System.out.printf( "%s\t", element.getLineNumber() );
29
System.out.printf( "%s\n", element.getMethodName() );
} // end for
30
} // end catch
31
32
} // end main
33
Retrieve class, file, line number ,
method name for current
StackTraceElement
34
// call method2; throw exceptions back to main
35
public static void method1() throws Exception
36
{
37
38
39
method2();
} // end method method1
method1 calls method2, method2 calls
method3 and method3 throws an
Exception
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
43
40
// call method3; throw exceptions back to method1
41
public static void method2() throws Exception
42
{
44
method2 calls method3, which throws
an Exception
method3();
43
} // end method method2
45
46
// throw Exception back to method2
47
public static void method3() throws Exception
48
{
49
50
Exception created and thrown
throw new Exception( "Exception thrown in method3" );
} // end method method3
51 } // end class UsingExceptions
Exception thrown in method3
java.lang.Exception: Exception thrown in method3
at UsingExceptions.method3(UsingExceptions.java:49)
at UsingExceptions.method2(UsingExceptions.java:43)
at UsingExceptions.method1(UsingExceptions.java:37)
at UsingExceptions.main(UsingExceptions.java:10)
Stack trace from getStackTrace:
Class
File
UsingExceptions UsingExceptions.java
UsingExceptions UsingExceptions.java
UsingExceptions UsingExceptions.java
UsingExceptions UsingExceptions.java
Line
49
43
37
10
Method
method3
method2
method1
main
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
44
Declaring New Exception Types
 You can declare your own exception classes that are specific to the problems that
can occur when another program uses your reusable classes
 New exception class must extend an existing exception class
 Typically contains only two constructors
• One takes no arguments, passes a default exception messages to the superclass
constructor
• One that receives a customized exception message as a string and passes it to the
superclass constructor
 When defining your own exception type, study the existing exception classes in
the Java API and try to extend a related exception class. For example, if you are
creating a new class to represent when a method attempts a division by zero, you
might extend class ArithmeticException because division by zero occurs during
arithmetic.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
45
 The new exception class should be a checked exception (i.e., extend
Exception but not RuntimeException) if possible clients should be
required to handle the exception. The client application should be able to
reasonably recover from such an exception. The new exception class
should extend RuntimeException if the client code should be able to
ignore the exception (i.e., the exception is an unchecked exception).
 By convention, all exception-class names should end with the word
Exception.
ΠΠΜ 500: Προχωρημένη Ανάπτυξη Λογισμικού Εφαρμογών Μηχανικής
46