Java programozási nyelv 9. rész Kivételkezelés

Java programozási nyelv 9. rész – Kivételkezelés Nyugat-Magyarországi Egyetem Faipari Mérnöki Kar Informatikai Intézet Soós Sándor 2005. szeptember

A Java programozási nyelv

Soós Sándor

1/24

Tartalomjegyzék ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Mit nevezünk kivételkezelésnek? Kivétel keletkezése Kivétel kiváltásának típusai A megfelelő kivételkezelő keresése A kivétel elkapása (catching exception) A kivétel kiváltása Java-ban A kivétel elkapása Java-ban A finally blokk Kivételek specifikálása Klasszikus példa a Java nyelv specifikációjából


Soós Sándor

2/24

Mit nevezünk kivételkezelésnek? ●

Szűkebb értelemben: –

●

Tágabb értelemben: – –

●

A programban fellépő futásidejű hibák kezelését. A program normál logikájához képest különleges, attól eltérő helyzetek kezelését. Ez azt is jelenti, hogy abszolút nem hibás esetek kezelését is megoldhatjuk a kivételkezelés mechanizmusával.

A végső cél: –

Teljes egészében kezünkben tartsuk a program működését, minden helyzetben a szándékaink szerint reagáljon a program. Soha ne forduljon elő olyan eset, amikor a program úgy fejeződik be, hogy valamit "elvarratlanul" hagyott.


Soós Sándor

3/24

Miért fontos ez? ●

Milyen problémákat okozhat egy rendkívüli program leállás? –

adatvesztés: ● ●

–

időveszteség: ●

–

nyitva maradt fájlok még el nem mentett, berögzített adat. A felhasználó begépelt 5 oldalnyi szöveget, amikor a program "elszáll", vagy hibajelzéssel leáll. egy 5 órája futó kalkuláció a végeredmény elkészülte és a részeredmények elmentése nélkül hibajelzéssel leáll.

erőforrások fogvatartása ●

a program futása során lefoglal bizonyos erőforrásokat (fájlok, adatbázis rekordok), ezeket a futás végén szabadítaná fel. –


pl. kórházi rendszer, lefagy a terminál, zárolt marad a rekord Soós Sándor

4/24

Mi a megoldás? ● ●

A programot fel kell készíteni minden eshetőségre. Például: Az előző program hibakezeléssel:

Egy egyszerű program: program { fuggveny1(); fuggveny2(); fuggveny3(); }

Miért nem jó ez? A Java programozási nyelv

program { if (fuggveny1() = OK) { if (fuggveny2() = OK) { if (fuggveny3() = OK) { // minden rendben } else { // hibakezelés3 } } else { // hibakezelés2 } } else { // hibakezelés1 } } Soós Sándor

5/24

Miért nem jó ez a megoldás? ●

A hibakezelés elrejti, széttördeli az eredeti programlogikát: – –

●

●

nehezen olvasható kód nehezen javítható, módosítható a kód

A hibakezelő programrésznek nincs információja a hiba jellegéről, okáról Nagyobb programok esetén ez a megoldás kivitelezhetetlen, sőt... –

hiba bekövetkezhet a hibakezelő programrészben is, ezért oda is kellene ellenőrzés, ...


Soós Sándor

6/24

A szép megoldás class Exception1 extends Exception {} class Exception2 extends Exception {} class Exception3 extends Exception {} Pogram() { try { fuggveny1(); fuggveny2(); fuggveny3(); } catch(Exception1 hiba1) { /* hibakezelés1 */ } catch(Exception2 hiba2) { /* hibakezelés2 */ } catch(Exception3 hiba3) { /* hibakezelés3 */ } } A Java programozási nyelv

Soós Sándor

7/24

A kivételkezelés ötlete ●

●

●

●

Válasszuk szét az eredeti programlogikát és a kivételes helyzetek (hibaállapotok) kezelését A kivételkezelő kapjon információt a hiba típusáról, helyéről és egyéb körülményeiről A kivételkezelő legyen képes visszatérni az eredeti programlogikához, ha a hiba jellege ezt lehetővé teszi. Legyen lehetőség garantálni a program és minden részprogram korrekt befejeződését bármilyen körülmények fennállása esetén (fájlok bezárása, erőforrások felszabadítása, stb.)


Soós Sándor

8/24

Kivételkezelés a Java-ban ●

●

● ●

Ezeket az elveket különböző módokon valósítják meg a különböző programnyelvek (C++, Ada, Eiffel, Object Pascal – Delphi) A Java ezt is teljes mértékben osztályokkal valósítja meg. A kivételeket is beépíti az osztályhierarchiába. A kivételek csak annyiban kivételesek, hogy ők "kiválthatóak", míg a többi osztály nem.


Soós Sándor

9/24

Kivétel keletkezése ●

Amikor valamilyen hiba lép fel egy metódus végrehajtása során (vagy a programozó külön útra kívánja terelni a végrehajtást), akkor – – –

●

●

létrejön egy kivétel objektum A "hiba" adatai és a program állapota rögzítésre kerül a kivétel objektumban Az objektum a Java Virtuális Gép felügyelete alá kerül.

Ezt nevezzük a kivétel kiváltásának (throwing exception) Ekkor a blokk futása megszakad, oda már nem kerül vissza a vezérlés.


Soós Sándor

10/24

Kivétel kiváltásának típusai ●

Kivétel háromféleképpen keletkezhet: –

–

–

A program futása közben valamilyen rendellenes dolog történt: nullával osztás, erőforrások elfogyása, osztálybetöltési hiba, stb. A program végrehajtott egy throw utasítást. Ezt megteheti valamely Java könyvtári osztály, vagy maga a programozó Egy aszinkron kivétel lépett fel. Ez akkor következhet be, amikor a program több szálon fut és egy másik szál futása megszakad. Ezzel most nem foglalkozunk.


Soós Sándor

11/24

A megfelelő kivételkezelő keresése ●

●

A kivétel kiváltása után a JVM megkeresi a megfelelő kivételkezelő kódblokkot. Egy kivételkezelő kódblokk akkor megfelelő, ha – – –

a hatáskörében keletkezett a kivétel a típusa megfelelő a kiváltott kivételhez. A típus akkor megfelelő, ha ● ●

– ●

vagy a kezelő által kezelt kivétel típusa azonos a kivételével vagy az őse annak

A blokkok egymásba ágyazása miatt több alkalmas kezelő is lehet. Ezek közül a legbelsőt választja a JVM.

Ezt nevezzük a kivétel elkapásának (catching exception)


Soós Sándor

12/24

A kivétel elkapása (catching exception) ●

● ●

●

●

A megfelelő kivételkezelő blokk megtalálásakor a JVM átadja a vezérlést a kiválasztott kezelőnek Lefut a blokk A kivételkezelő blokk lefutása után a kezelő blokk utáni utasításra kerül a vezérlés. A kivételkezelés közben is kiváltódhat kivétel, ekkor a blokk végrehajtása megszakad, és ugyanaz lezajlik, mint az előbb. Ha a JVM nem talál alkalmas kivételkezelő blokkot, akkor megszakad a program futása, (legalábbis az egyszálú programok esetében.)


Soós Sándor

13/24

Konkrét példa ●

Bevezetésképpen nézzünk meg egy konkrét példát! – –

A Verem.java fájlban látjuk egy verem adattípus részletét A VeremTeszt.java fájlban pedig kipróbáljuk ezt a verem típust.


Soós Sándor

14/24

A kivételkezelés megvalósítása Java-ban ●

A Java nyelv a következő utasításokat nyújtja a kivételkezeléshez: – – –

throw: kivétel kiváltása try-catch-finally: kivételkezelő blokk meghatározása throws: kivételek specifikálása


Soós Sándor

15/24

A kivétel kiváltása Java-ban ●

●

Vagy a Virtuális Gép, vagy egy metódus válthatja ki a kivételt (throw utasítás). A throw paramétereként egy kivételosztályt kell megadni. Például: class UjException extends Exception { } throw new Exception( "Hiba történt!” ); throw new UjException();

●

A throw paramétereként csak olyan objektumot lehet megadni, ami kiváltható, azaz az osztálya a java.lang.Throwable osztály leszármazottja.


Soós Sándor

16/24

A kivétel elkapása Java-ban ●

A kivételek elkapásához a vizsgálni kívánt utasításokat egy try blokkba kell tenni: try { // Java utasítások }

●

●

A try blokkban lévő utasításokat figyeli a JVM kivételek keletkezése szempontjából. Rajtunk múlik, hogy mekkora blokkokat alakítunk ki, tehetünk minden utasítást külön blokkba, vagy mindet egybe, és ezek között tetszőleges átmenet használható.


Soós Sándor

17/24

A kivétel elkapása, folyt. ●

A try blokkban kiváltott kivételeket az utána következő catch blokk, vagy blokkok kezelik le: try { // java utasítások } catch(Típus1 változó1) { /* Java utasítások */ } catch(Típus2 változó2) { /* Java utasítások */ } catch(Típus3 változó3) { /* Java utasítások */ }

●

Minden catch ágban a "paraméterként" megadott típus határozza meg, hogy mely kivételeket képes lekezelni.


Soós Sándor

18/24

A catch ágak sorrendje ●

●

●

A catch ágak sorrendje fontos, mert a megadott sorrendben keresi a JVM a megfelelő kezelőt. A kivételosztályok egymásra épülése miatt több blokk is alkalmas lehet. Ezek közül az elsőt választja a JVM. A Java fordítási hibát jelez, ha biztosan el nem érhető kódot talál. Ez a tény befolyásolja a catch ágak lehetséges sorrendjét.


Soós Sándor

19/24

A finally blokk ●

Az utolsó catch blokk után megadható egy finally blokk. Az ebbe írt utasítások mindenképpen lefutnak, akkor is, ha – – –

●

nem lépett fel kivétel a kivételt valamelyik catch blokk lekezelte a kivételt egyik catch ág sem tudta lekezelni nem megfelelő típus miatt. Ekkor a hívó metódus kivételkezelő blokkjához kerül a vezérlés, de előtte lefut a finally blokk

Nézzük meg a FinallyTest.java példát!


Soós Sándor

20/24

Egy teljes kivételfigyelő blokk try { // java utasítások } catch(Típus1 változó1) { /* Java utasítások */ } catch(Típus2 változó2) { /* Java utasítások */ } catch(Típus3 változó3) { /* Java utasítások */ } // ... finally { /* Java utasítások */ } ●

A try blokk után kötelezően következnie kell legalább egy catch vagy finally blokknak. Ha mindkettő van, akkor catch – finally sorrendben kell megadni őket.


Soós Sándor

21/24

Kivételek specifikálása ●

Ha a programozó úgy dönt, hogy egy kivételt nem akar lekezelni az adott metódusban, hanem egy közvetett, vagy közvetlen hívójára hagyja azt, akkor a metódus fejében specifikálnia kell azt a throws kulcsszóval. metódus() throws Exception1, Exception2, ... { // ... }

●

●

Ha a metódus nem kezeli le a specifikált kivételt, akkor a JVM egy szinttel feljebb keres alkalmas kezelőt.


Soós Sándor

22/24

Mikor érdemes specifikálni egy kivételt? ●

●

●

Van olyan eset, amikor a kivételt nem a kiváltó metódus szintjén lehet lekezelni, hanem feljebb. Például ha tele van a verem, akkor azt nem a verem tudja kezelni, hanem a vermet használó osztály. Ezért a Betesz metódus ne kezelje le a kivételt, hanem specifikálja azt.


Soós Sándor

23/24

Klasszikus példa a Java nyelv specifikációjából ●

●

Nézzük meg a Teszt.java programot! Aki megértette a program működését, az valóban érti a Java kivételkezelő mechanizmusát.


Soós Sándor

24/24

Java programozási nyelv 9. rész Kivételkezelés

Recommend Documents