Gestione delle Eccezioni

Transcript

1 Gestione delle Eccezioni Prof. Francesco Accarino IIS Altiero Spinelli Via Leopardi 132 Sesto San Giovanni 1

2 Introduzione al concetto di eccezioni E possibile definire un eccezione come un situazione imprevista che il flusso di un applicazione può incontrare. È possibile gestire un eccezione in Java, imparando ad utilizzare cinque semplici parole chiave: try, catch, finally, throw e throws. Sarà anche possibile creare eccezioni personalizzate e decidere non solo come, ma anche in quale parte del codice gestirle, grazie ad un meccanismo di propagazione estremamente potente. 2

3 Errori È invece possibile definire un errore come una situazione imprevista non dipendente da un errore commesso dallo sviluppatore. A differenza delle eccezioni quindi, gli errori non sono gestibili. Questo concetto è implementato nella libreria Java mediante la classe Error e le sue sottoclassi. Un esempio di errore che potrebbe causare un programma è quello relativo alla terminazione delle risorse di memoria. Ovviamente, questa condizione non è gestibile. 3

4 Gerarchie e categorizzazioni 4

5 Meccanismo delle eccezioni sia la classe Exception sia la classe Error, estendano una classe che si chiama lanciabile (Throwable), è dovuto al meccanismo con cui la Java Virtual Machine reagisce quando si imbatte in una eccezione-errore. Infatti, se il nostro programma genera un eccezione durante il runtime, la JVM istanzia un oggetto dalla classe eccezione relativa al problema, e lancia l eccezione appena istanziata (tramite la parola chiave throw). Esempio: ArithmeticException exc = new ArithmeticException(); throw exc; 5

6 Categorizzazioni un ulteriore categorizzazione delle eccezioni, è data dalla divisione delle eccezioni in checked ed unchecked exception. Ci si riferisce alle RuntimeException (e le sue sottoclassi) come unchecked exception. Tutte le altre eccezioni (ovvero tutte quelle che non derivano da RuntimeException), vengono dette checked exception. Se si utilizza un metodo che lancia una checked exception senza gestirla da qualche parte, la compilazione non andrà a buon fine. Da qui il termine checked exception (in italiano eccezioni controllate). 6

7 Checked Exception Queste eccezioni devono essere gestite devono essere gestite obbligatoriamente altrimenti in fase di compialzione verrà segnalato un errore 7

8 unchecked exception Queste eccezioni si verificano solo in runtime quindi il compilatore non segnala alcun errore se non gestite 8

9 Alcune importanti eccezioni Class ArithmeticException ArrayIndexOutOfBoundsException FileNotFoundException IllegalArgumentException IndexOutOfBoundsException Description Division by zero o altro problema aritmetico Un indice di un array è minore di 0 o maggiore o uguale alla dimensione Riferimento ad un file non trovato Chiamata di un metodo con un paramtro inappropriato Un indice di un vettore o di una stringa è fuori range NullPointerException NumberFormatException StringIndexOutOfBoundsException Riferimento ad un oggeto che non è stato instanziato Uso di un inapproppriato formato numerico chiamando un metodo Uguale ad ArrayIndexOutOfBoundsException per le stringhe 9

10 Alcune importanti eccezioni causate dai metodi Class Method Exception Raised Description Double valueof(string) NumberFormatException La stringa non è un double Integer parseint(string) NumberFormatException La stringa non è un int String String(String) NullPointerException La Stringa è null indexof(string) NullPointerException La Stringa è null lastindexof(string) NullPointerException La Stringa è null charat(int) StringIndexOutOfBoundsException L int è un indice non valido substring(int) StringIndexOutOfBoundsException L int è un indice non valido substring(int,int) StringIndexOutOfBoundsException Un int è un indice non valido 10

11 Meccanismo per la gestione delle eccezioni Se bisogna sviluppare una parte di codice che potenzialmente può scatenare un eccezione è possibile circondarlo con un blocco try seguito da uno o più blocchi catch. Per esempio: public class Ecc1 { public static void main(string args[]) { int a = 10; int b = 0; int c = a/b; System.out.println(c); 11

12 Meccanismo per la gestione delle eccezioni La classe precedente può essere compilata senza problemi, ma genererà un eccezione durante la sua esecuzione, dovuto all impossibilità di eseguire una divisione per zero. In tal caso, la JVM dopo aver interrotto il programma produrrà il seguente output: Exception in thread "main" java.lang.arithmeticexception: / by zero at Ecc1.main(Ecc1.java:6) 12

13 Meccanismo per la gestione delle eccezioni L unico problema è che il programma è terminato prematuramente. Utilizzando le parole chiave try e catch sarà possibile gestire l eccezione in maniera personalizzata: public class Ecc2 { public static void main(string args[ ]) { int a = 10; int b = 0; try { int c = a/b; System.out.println(c); catch (ArithmeticException exc) { System.out.println("Divisione per zero..."); 13

14 Meccanismo per la gestione delle eccezioni Nell esempio precedente il reference exc, puntava proprio all eccezione che la JVM aveva istanziato e lanciato. Infatti tramite esso, è possibile reperire informazioni proprio sull eccezione stessa. Il modo più utilizzato e completo per ottenere informazioni su ciò che è successo, è invocare il metodo printstacktrace() sull eccezione stessa: int a = 10; int b = 0; try { int c = a/b; System.out.println(c); catch (ArithmeticException exc) { exc.printstacktrace(); 14

15 Meccanismo per la gestione delle eccezioni È ovviamente fondamentale che si dichiari, tramite il blocco catch, un eccezione del tipo giusto. Per esempio, il seguente frammento di codice: int a = 10; int b = 0; try { int c = a/b; System.out.println(c); catch (NullPointerException exc) { exc.printstacktrace(); produrrebbe un eccezione non gestita, e, quindi, un immediata terminazione del programma. Infatti, il blocco try non ha mai lanciato una NullPointerException, ma una ArithmeticException. 15

16 Meccanismo per la gestione delle eccezioni Come per i metodi, anche per i blocchi catch i parametri possono essere polimorfi. Per esempio, il seguente frammento di codice: int a = 10; int b = 0; try { int c = a/b; System.out.println(c); catch (Exception exc) { exc.printstacktrace(); contiene un blocco catch che gestirebbe qualsiasi tipo di eccezione, essendo Exception, la superclasse da cui discende ogni altra eccezione. Il reference exc, è in questo esempio, un parametro polimorfo. 16

17 Meccanismo per la gestione delle eccezioni È anche possibile far seguire ad un blocco try, più blocchi catch, come nel seguente esempio: int a = 10; int b = 0; try { int c = a/b; System.out.println(c); catch (ArithmeticException exc) { System.out.println("Divisione per zero..."); catch (NullPointerException exc) { System.out.println("Reference nullo..."); catch (Exception exc) { exc.printstacktrace(); 17

18 Meccanismo per la gestione delle eccezioni È anche possibile far seguire ad un blocco try, oltre a blocchi catch, un altro blocco definito dalla parola chiave finally, per esempio: public class Ecc4 { public static void main(string args[]) { int a = 10; int b = 0; try { int c = a/b; System.out.println(c); catch (ArithmeticException exc) { System.out.println("Divisione per zero..."); catch (Exception exc) { exc.printstacktrace(); finally { System.out.println("Tentativo di operazione"); Ciò che è definito in un blocco finally, viene eseguito in qualsiasi caso, sia se viene lanciata l eccezione, sia se non viene lanciata. 18

19 Meccanismo per la gestione delle eccezioni Un classico esempio (più significativo del precedente) in cui la parola finally è spesso utilizzata è il seguente: public void insertindb() { try { cmd.executeupdate( INSERT INTO ) catch (SQLException exc) { exc.printstacktrace(); finally { connection.close(); 19

20 Eccezioni personalizzate Può essere utile definire nuovi tipi di eccezioni. Infatti, per un particolare programma, potrebbe essere una eccezione anche una divisione per 5. Un programma che deve gestire in maniera automatica le prenotazioni per un teatro, potrebbe voler lanciare un eccezione nel momento in cui si tenti di prenotare un posto non più disponibile. In tal caso la soluzione è estendere la classe Exception, ed eventualmente aggiungere membri e fare override di metodi come tostring(). Segue un esempio: 20

21 Eccezioni personalizzate public class PrenotazioneException extends Exception { public PrenotazioneException() { // Il costruttore di Exception chiamato inizializza la // variabile privata message super( Problema con la prenotazione ); public String tostring() { return getmessage() + : posti esauriti! ; La nostra eccezione, contiene informazioni sul problema, e rappresenta una astrazione corretta. Tuttavia la JVM, non può lanciare utomaticamente una PrenotazioneException nel caso si tenti di prenotare quando non ci sono più posti disponibile. La JVM infatti, sa quando lanciare una ArithmeticException ma non sa quando lanciare una PrenotazioneException. In tal caso sarà compito dello sviluppatore lanciare l eccezione. Esiste infatti la parola chiave throw (in inglese lancia ), che permette il lancio di un eccezione tramite la seguente sintassi: PrenotazioneException exc = new PrenotazioneException(); throw exc; 21

22 Eccezioni personalizzate Il codice precedente ovviamente farebbe terminare prematuramente il programma a meno di gestire l eccezione come segue: try { //controllo sulla disponibilità dei posti if (postidisponibili == 0) { //lancio dell eccezione throw new PrenotazioneException(); //istruzione eseguita // se non viene lanciata l eccezione postidisponibili--; catch (PrenotazioneException exc){ System.out.println(exc.toString()); 22

23 propagazione dell eccezione dovendo utilizzare la condizione if, sembra superfluo l utilizzo dell eccezione. In effetti è così! Ma ci deve essere una ragione per la quale esiste la possibilità di creare eccezioni personalizzate e di poterle lanciare. Questa ragione è la propagazione dell eccezione per i metodi chiamanti. La potenza della gestione delle eccezioni è dovuta essenzialemente a questo meccanismo di propagazione. Per comprenderlo bene, affidiamoci coma la solito ad un esempio. 23

24 propagazione dell eccezione Supponiamo di avere la seguente classe: public class Botteghino { private int postidisponibili; public Botteghino() { postidisponibili = 100; public void prenota() { try { //controllo sulla disponibilità dei posti if (postidisponibili == 0) { //lancio dell eccezione throw new PrenotazioneException(); //metodo che realizza la prenotazione // se non viene lanciata l eccezione postidisponibili--; catch (PrenotazioneException exc){ System.out.println(exc.toString()); 24

25 propagazione dell eccezione La classe Botteghino astrae in maniera semplicistica, un botteghino virtuale che permette di prenotare i posti in un teatro. Ora consideriamo la seguente classe eseguibile (con metodo main) che utilizza la classe Botteghino: public class GestorePrenotazioni { public static void main(string [] args) { Botteghino botteghino = new Botteghino(); for (int i = 0; i < 101; ++i){ botteghino.prenota(); System.out.println( Prenotato posto n + i); 25

26 propagazione dell eccezione Per una classe del genere, il fatto che l eccezione sia gestita all interno della classe Botteghino, rappresenta un problema. Infatti l output del programma sarà: Prenotato posto n 1 Prenotato posto n 2... Prenotato posto n 99 Prenotato posto n 100 Problema con la prenotazione: posti esauriti! Prenotato posto n 101 che ovviamente contiene una contraddizione. 26

27 propagazione dell eccezione In questo caso, l ideale sarebbe gestire l eccezione nella classe GestorePrenotazioni, piuttosto che nella classe Botteghino: public class GestorePrenotazioni { public static void main(string [] args) { Botteghino botteghino = new Botteghino(); try { for (int i = 1; i <= 101; ++i){ botteghino.prenota(); System.out.println( Prenotato posto n + i); catch (PrelievoException exc) { System.out.println(exc.toString()); 27

28 propagazione dell eccezione Tutto ciò è fattibile grazie al meccanismo di propagazione dell eccezione di Java. Per compilare la classe Botteghino però, non basta rimuovere il blocco try catch dal metodo prenota, ma bisogna anche utilizzare la parola chiave throws nel seguente modo: public void prenota() throws PrelievoException { //controllo sulla disponibilità dei posti if (postidisponibili == 0) { //lancio dell eccezione throw new PrenotazioneException(); //metodo che realizza la prenotazione // se non viene lanciata l eccezione postidisponibili--; 28

29 propagazione dell eccezione In questo modo otteremo il seguente desiderabile output: Prenotato posto n 1 Prenotato posto n 2... Prenotato posto n 99 Prenotato posto n 100 Problema con la prenotazione: posti esauriti! 29

30 propagazione dell eccezione Se non utilizzassimo la clausola throws nella dichiarazione del metodo, il compilatore non compilerebbe il codice precedente. Infatti, segnalerebbe che il metodo prenota potrebbe lanciare l eccezione PrelievoException (che è evidente al compilatore per la parola chiave throw), e che questa, non viene gestita. In particolare il messaggio di errore restituito sarebbe simile al seguente: GestorePrenotazioni2.java:5: unreported exception PrenotazioneException; must be caught or declared to be thrown 30

31 propagazione dell eccezione N.B. : Questo messaggio è una ulteriore prova delle caratteristiche di robustezza di Java. Con la clausola throws nella dichiarazione del metodo, in pratica è come se avvertissimo il compilatore che siamo consapevoli che il metodo possa lanciare al runtime la PrelievoException, e di non preoccuparsi, perché gestiremo in un altra parte del codice l eccezione. N.B. : Se un metodo chiamante vuole utilizzare un altro metodo dachiamare che dichiara con una clausola throws il possibile lancio di un certo tipo di eccezione, allora, il metodo chiamante, o deve gestire l eccezione con un blocco try catch che include la chiamata al metodo dachiamare, o deve dichiarare anch esso una clausola throws alla stessa eccezione. Ad esempio, ciò vale per il metodo main della classe GestorePrenotazioni. 31

32 propagazione dell eccezione N.B. : Molti metodi della libreria standard sono dichiarati con clausola throws a qualche eccezione. Per esempio molti metodi delle classi del package java.io, dichiarano clausole throws alla IOException (eccezione di input - output). Appare ancora più chiaro ora la categorizzazione tra eccezioni checked ed unchecked: le checked exception devono essere per forza gestite per poter compilare, le uncheked no, dato che si presentano solo al runtime. N.B. : E possibile dichiarare nella clausola throws anche più di una eccezione, separando le varie tipologie con virgole, come nel seguente esempio: public void prenota() throws PrelievoException, NullPointerException {... 32

33 Precisazione sull override: Quando si fa override di un metodo, non è possibile specificare clausole throws ad eccezioni che il metodo base non ha nella propria clausola throws. È comunque possibile da parte del metodo che fa override, dichiarare una clausola throws ad eccezioni che sono sottotipi di eccezioni che il metodo base, ha nella sua clausola throws. Per esempio: public class ClasseBase { public void metodo() throws java.io.ioexception { class SottoClasseCorretta1 extends ClasseBase { public void metodo() throws java.io.ioexception { class SottoClasseCorretta2 extends ClasseBase { public void metodo() throws java.io.filenotfoundexception { class SottoClasseCorretta3 extends ClasseBase { public void metodo() { class SottoClasseScorretta extends ClasseBase { public void metodo() throws java.sql.sqlexception { 33

34 Precisazione sull override: La classe ClasseBase ha un metodo che dichiara nella sua clausola throws una IOException. La classe SottoClasseCorretta1 fa override del metodo e dichiara la stessa IOException nella sua clausola throws. La classe SottoClasseCorretta2 fa override del metodo e dichiara una FileNotFoundException, che è sottoclasse di IOException nella sua clausola throws. La classe SottoClasseCorretta3 fa override del metodo e non dichiara clausole throws. Infine la classe SottoClasseScorretta, fa override del metodo e dichiara una SQLException nella sua clausola throws, e ciò è illegale. 34