зачем нужны исключения в java

22.07.202230.07.2022 admin 0 Comments

Исключения в Java. Часть 1

Разбираемся, что такое исключения, зачем они нужны и как с ними работать.

Из этой статьи вы узнаете:

Код вашей программы исправно компилируется и запускается, только вот вместо желанного результата вы видите непонятный текст. Строчки его будто кричат на вас, аж побагровели.

За примером далеко ходить не надо: сделаем то, что нам запрещали ещё в школе, — поделим на ноль.

Это и есть исключение.

«Исключение» — сокращение от слов «исключительный случай». Это ситуация, в которой программа не может продолжить работу или её работа становится бессмысленной. Причём речь не только о нештатных ситуациях — исключения бывают и намеренными, такие разработчик вызывает сам.

Это интересно. Исключения в Java появились уже в первой версии языка. А вот в языках, где их нет, вместо них возвращают коды ошибок.

Хлебом не корми —
дай кому-нибудь про Java рассказать.

Иерархия исключений и ошибки

У всех классов исключений есть общий класс-предок Throwable, от него наследуются классы Error и Exception, базовые для всех прочих.

Что такое ошибки (Errors)

Error is the superclass of all the exceptions from which ordinary programs are not ordinarily expected to recover.

Что в переводе означает: ошибки (Error) — это такие исключительные ситуации, в которых восстанавливать работу программы не предполагается.

То есть это проблемы, которые нельзя (недопустимо) исправлять на ходу. Всё, что нам остаётся, — извиниться перед пользователем и впредь писать программы, где возникнет меньше подобных ситуаций. Например, не допускать такой глубокой рекурсии, как в коде ниже:

При работе этого метода у нас возникнет ошибка: Exception in thread «main» java.lang.StackOverflowError — стек вызовов переполнился, так как мы не указали условие выхода из рекурсии.

Что такое исключения (Exceptions)

А теперь об Exception. Эти исключительные ситуации возникают, если разработчик допустил невыполнимую операцию, не предусмотрел особые случаи в бизнес-логике программы (или сообщает о них с помощью исключений).

1. Невыполнимая операция

Мир не рухнул, как в случае с Error, просто Java не знает, что делать дальше. Как раз из этого разряда деление на ноль в начале статьи: и правда, какое значение тогда присвоить переменной oops?

Убедитесь сами, что исключение класса ArithmeticException наследуется как раз от Exception.

Другая частая ситуация — обращение к несуществующему элементу массива. Например, у нас в нём десять элементов, а мы пытаемся обратиться к одиннадцатому.

2. Особый случай в бизнес-логике программы

Классика. Программируем задачу о перевозке волка, козы и капусты через реку: в лодке может быть только два пассажира, но волка с козой и козу с капустой нельзя оставлять на берегу вместе. Это и есть особый случай в бизнес-логике, который нельзя нарушать.

Или пользователь вводит дату начала некоторого периода и дату его окончания. Вторая дата не может быть раньше первой.

Или, допустим, у нас есть метод, который читает файл. Сам метод написан верно. Пользователь передал в него корректный путь. Только вот у этого работника нет права читать этот файл (его роль и права обусловлены предметной областью). Что же тогда методу возвращать? Вернуть-то нечего, ведь метод не отработал. Самое очевидное решение — выдать исключение.

В дерево исключений мы ещё углубимся, а сейчас посмотрим, что и как с ними делают.

Что делать с исключениями

Простейший вариант — ничего; возникает исключение — программа просто прекращает работать.

Источник

Исключения Java

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.

Иерархия

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.

Создание обработчика

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 <
// код, где мы хотим отследить ошибку
>
catch (тип_исключения объект_исключения) <
// код обработки
>
finally <
// что нужно выполнить после завершения блока try
>

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:

На практике это выглядит так:

Student stud1;
public void onClick(View view) <
if(stud1 == null) <
throw new NullPointerException(«Студента не существует»);
>
>

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.

Готовые и новые исключения

Далее приведём список java исключений, которые вам потребуются в работе чаще других:

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:

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();
> catch (StudentException e) <
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.

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.

Иерархия

Взгляните на упрощённую схему иерархии исключений java:

Создание обработчика

Рассмотрим структуру на примере Джава исключения:

Если вы хотите обработать несколько исключений – просто создайте ещё один блок catch.

С помощью оператора throw вы можете создавать исключения:

На практике это выглядит так:

Student stud1;
public void onClick(View view) <
if(stud1 == null) <
throw new NullPointerException(«Студента не существует»);
>
>

Включим оператор throw в наш стандартный пример с try-catch:

Оператор throws используется для методов, которые содержат исключения, но их не обрабатывают.

тип имя_метода(список_параметров) throws список_исключений <
// код метода
>

Готовые и новые исключения

Далее приведём список java исключений, которые вам потребуются в работе чаще других:

Все указанные типы java исключений содержатся в классе RuntimeException, а значит, их не надо указывать в блоке throws.

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 onClick(View view) <
try <
testMethod();
> catch (StudentException e) <
e.printStackTrace();
System.out.println(«Исключение перехвачено»);
>

try <
testMethod2();
> catch (StudentException e) <
e.printStackTrace();
>
>

class StudentException extends Exception <
StudentException() <
>

StudentException(String msg) <
super(msg);
>
>
>

Источник

Исключения в Java

Обработка исключительных ситуаций (exception handling) — механизм языков программирования, предназначенный для описания реакции программы на ошибки времени выполнения и другие возможные проблемы (исключения), которые могут возникнуть при выполнении программы и приводят к невозможности (бессмысленности) дальнейшей отработки программой её базового алгоритма.

Синтаксис

Здесь в методе getAreaValue мы бросаем исключение IllegalArgumentException с помощью ключевого слова throw. В данном случае в сигнатуре метода отсутствует throws IllegalArgumentException, это не сделано потому что исключение IllegalArgumentException является не проверяемым, о них мы ещё поговорим.

Общий вид конструкции для «поимки» исключительной ситуации выглядит следующим образом:

В нашем случае для площади прямоугольника:

Здесь мы поймали IllegalArgumentException и залогировали данное событие. Дело в том что «починить» такую поломку мы не можем, не будем же мы угадывать что хотел пользователь :). По этому мы пробрасываем данное исключение дальше с помощью «throw e;». Такое часто можно встретить на серверах приложений(веб-серверах).

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 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.

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.

Иерархия исключений

Все классы обрабатывающие ошибки являются наследниками класса java.lang.Throwable. Только объекты этого класса или его наследников могут быть «брошены» JVM при возникновении какой-нибудь исключительной ситуации, а также только эти объекты могут быть «брошены» во время выполнения программы с помощью ключевого слова throw.

Прямыми наследниками класса Throwable являются Error и Exception.

При программировании на Java основное внимание следует уделять иерархии Exception. Эта иерархия также разделяется на две ветви: исключения, производные от класса RuntimeException, и остальные. Исключения типа RuntimeException возникают вследствие ошибок программирования. Все другие исключения являются следствием непредвиденного стечения обстоятельств, например, ошибок ввода-вывода, возникающих при выполнении вполне корректных программ.

Рассмотрим основные классы исключений.

Создание своих классов исключений

Хотя встроенные исключения Java обрабатывают большинство частых ошибок, вероятно, вам потребуется создать ваши собственные типы исключений для обработки ситуаций, специфичных для ваших приложений. Это достаточно просто сделать: просто определите подкласс Exception (который, разумеется, является подклассом Throwable). Ваши подклассы не обязаны реализовывать что-либо — важно само их присутствие в системе типов, которое позволит использовать их как исключения.

Обработка нескольких исключений

Одному блоку try может соответствовать сразу несколько блоков catch с разными классами исключений.

Это удобно, если обработка ошибок не отличается.

Конструкция try-with-resources

Наследование методов бросающих исключения

Можно лишь сужать класс исключения:

Как бросить проверяемое исключение не обрабатывая его (хак)

Нет ничего невозможного. С помощью рефлексии и внутреннего API языка java можно творить магию :).

В примере используется рефлексия для получения объекта Unsafe так как другими средствами это сделать проблематично. У класса Unsafe приватный конструктор. А если попытаться вызвать статический метод getUnsafe() то будет брошено исключение SecurityException.

Заключение

Изначально я хотел сделать себе шпаргалку по иерархии классов исключений и не планировал писать статью. Но получилось так, что шпаргалка выросла в статью 🙂

Надеюсь она поможет кому-нибудь перед собеседованием, или просто вспомнить/углубить знания 🙂 Спасибо за внимание!

Если Вам понравилась статья, проголосуйте за нее

Голосов: 86 Голосовать

Источник

Собеседование по Java — исключения (exceptions) (вопросы и ответы)

Список вопросов и ответов по теме «Исключения в Java».

К списку вопросов по всем темам

Вопросы

1. Дайте определение понятию “исключение”
2. Какова иерархия исключений.
3. Можно/нужно ли обрабатывать ошибки jvm?
4. Какие существуют способы обработки исключений?
5. О чем говорит ключевое слово throws?
6. В чем особенность блока finally? Всегда ли он исполняется?
7. Может ли не быть ни одного блока catch при отлавливании исключений?
8. Могли бы вы придумать ситуацию, когда блок finally не будет выполнен?
9. Может ли один блок catch отлавливать несколько исключений (с одной и разных веток наследований)?
10. Что вы знаете об обрабатываемых и не обрабатываемых (checked/unchecked) исключениях?
11. В чем особенность RuntimeException?
12. Как написать собственное (“пользовательское”) исключение? Какими мотивами вы будете руководствоваться при выборе типа исключения: checked/unchecked?
13. Какой оператор позволяет принудительно выбросить исключение?
14. Есть ли дополнительные условия к методу, который потенциально может выбросить исключение?
15. Может ли метод main выбросить исключение во вне и если да, то где будет происходить обработка данного исключения?
16. Если оператор return содержится и в блоке catch и в finally, какой из них “главнее”?
17. Что вы знаете о OutOfMemoryError?
18. Что вы знаете о SQLException? К какому типу checked или unchecked оно относится, почему?
19. Что такое Error? В каком случае используется Error. Приведите пример Error’а.
20. Какая конструкция используется в Java для обработки исключений?
21. Предположим, есть блок try-finally. В блоке try возникло исключение и выполнение переместилось в блок finally. В блоке finally тоже возникло исключение. Какое из двух исключений “выпадет” из блока try-finally? Что случится со вторым исключением?
22. Предположим, есть метод, который может выбросить IOException и FileNotFoundException в какой последовательности должны идти блоки catch? Сколько блоков catch будет выполнено?

Ответы

1. Дайте определение понятию “исключение”

Исключение — это проблема(ошибка) возникающая во время выполнения программы. Исключения могут возникать во многих случаях, например:

Все исключения в Java являются объектами. Поэтому они могут порождаться не только автоматически при возникновении исключительной ситуации, но и создаваться самим разработчиком.

2. Какова иерархия исключений.

Исключения делятся на несколько классов, но все они имеют общего предка — класс Throwable. Его потомками являются подклассы Exception и Error.

Исключения (Exceptions) являются результатом проблем в программе, которые в принципе решаемые и предсказуемые. Например, произошло деление на ноль в целых числах.

Ошибки (Errors) представляют собой более серьёзные проблемы, которые, согласно спецификации Java, не следует пытаться обрабатывать в собственной программе, поскольку они связаны с проблемами уровня JVM. Например, исключения такого рода возникают, если закончилась память, доступная виртуальной машине. Программа дополнительную память всё равно не сможет обеспечить для JVM.

В Java все исключения делятся на два типа: контролируемые исключения (checked) и неконтролируемые исключения (unchecked), к которым относятся ошибки (Errors) и исключения времени выполнения (RuntimeExceptions, потомок класса Exception).

Контролируемые исключения представляют собой ошибки, которые можно и нужно обрабатывать в программе, к этому типу относятся все потомки класса Exception (но не RuntimeException).

3. Можно/нужно ли обрабатывать ошибки jvm?

Обрабатывать можно, но делать этого не стоит. Разработчику не предоставлены инструменты для обработки ошибок системы и виртуальной машины.

4. Какие существуют способы обработки исключений?

Общий вид конструкции для «поимки» исключительной ситуации выглядит следующим образом:

Источник

Универсальный бизнес портал

зачем нужны исключения в java

Исключения в Java. Часть 1