Исключения и ошибки в Java

Java_Deep_7.4-5020-83cb21.png

В нашей жизни нередко возникают ситуации, которые мы не планировали. К примеру, пошли вы утром умываться и с досадой обнаружили, что отключили воду. Вышли на улицу, сели в машину, а она не заводится. Позвонили другу, а он недоступен. И так далее и тому подобное… В большинстве случаев человек без труда справится с подобными проблемами. А вот как с непредвиденными ситуациями справляется Java, мы сейчас и поговорим.

Что называют исключением. Исключения в мире программирования

В программировании исключением называют возникновение ошибки (ошибок) и различных непредвиденных ситуаций в процессе выполнения программы. Исключения могут появляться как в итоге неправильных действий юзера, так и из-за потери сетевого соединения с сервером, отсутствии нужного ресурса на диске и т. п. Также среди причин исключений — ошибки программирования либо неверное использование API.

При этом в отличие от «человеческого мира», программное приложение должно чётко понимать, как поступать в подобной ситуации. И вот как раз для этого в Java и существует механизм исключений (exception).

Используемые ключевые слова

При обработке исключений в Java применяются следующие ключевые слова: — try – служит для определения блока кода, в котором может произойти исключение; — catch – необходим для определения блока кода, где происходит обработка исключения; — finally – применяется для определения блока кода, являющегося необязательным, однако при его наличии он выполняется в любом случае вне зависимости от результата выполнения блока try.

Кроме того: 1. Для возбуждения исключения используем throw. 2. Для предупреждения в сигнатуре методов о том, что метод может выбросить исключение, применяем throws.

Давайте на примере посмотрим, как используются ключевые слова в Java-программе:

Зачем нам механизм исключений?

Для понимания опять приведём пример из обычного мира. Представьте, что на какой-нибудь автодороге имеется участок с аварийным мостом, на котором ограничена грузоподъёмность. И если по такому мосту проедет грузовик со слишком большой массой, мост разрушится, а в момент этого ЧП ситуация для шофёра станет, мягко говоря, исключительной. И вот, дабы такого не произошло, дорожные службы заранее устанавливают на дороге соответствующие предупреждающие знаки. И тогда водитель, посмотрев на знак, сравнит массу своего авто со значением разрешённой грузоподъёмности и примет соответствующее решение, например, поедет по другой дороге.

То есть мы видим, что из-за правильных действий дорожной службы шоферы крупногабаритных транспортных средств: 1) получили возможность заранее изменить свой путь; 2) были предупреждены об опасности; 3) были предупреждены о невозможности проезжать по мосту при определённых условиях.

Вот как наш жизненный пример соотносится с применением исключения на Java:

1-20219-9bd18c. jpg

Исходя из вышесказанного, мы можем назвать одну из причин применения исключений в Java. Заключается она в возможности предупреждения исключительной ситуации для её последующего разрешения и продолжения работы программы. То есть механизм исключений позволит защитить написанный код от неверного применения пользователем путём валидации входящих данных.

Что же, давайте ещё раз побудем дорожной службой. Чтобы установить знак, мы ведь должны знать места, где водителей ТС могут ждать различные неприятности. Это первое. Далее, нам ведь надо заготовить и установить знаки. Это второе. И, наконец, надо предусмотреть маршруты объезда, позволяющие избежать опасности.

Иногда бывает, что мы не можем предусмотреть «запасной аэродром» либо специально желаем предоставить право его выбора юзеру. Но всё равно мы должны как минимум предупредить пользователя об опасности. Иначе он превратится в разъярённого шофёра, который ехал долго, не встретил ни одного предупреждающего знака и в итоге добрался до аварийного моста, проехать по которому не представляется возможным.

Что касается программирования на Java, то мы, когда пишем свои классы и методы, далеко не всегда можем предвидеть контекст их применения другими программистами в своих программах, а значит, не можем со стопроцентной вероятностью предвидеть правильный путь для разрешения исключительных ситуаций. Но предупредить коллег о возможной исключительной ситуации мы всё-таки должны, и это не что иное, как правило хорошего тона.

Выполнить это правило в Java нам как раз и помогает механизм исключений с помощью throws. Выбрасывая исключение, мы, по сути, объявляем общее поведение нашего метода и предоставляем пользователю метода право написания кода по обработке исключения.

Предупреждаем о неприятностях

Если мы не планируем обрабатывать исключение в собственном методе, но желаем предупредить пользователей метода о возможной исключительной ситуации, мы используем, как это уже было упомянуто, ключевое слово throws. В сигнатуре метода оно означает, что при некоторых обстоятельствах метод может выбросить исключение. Это предупреждение становится частью интерфейса метода и даёт право пользователю на создание своего варианта реализации обработчика исключения.

После упоминания ключевого слова throws мы указываем тип исключения. Как правило, речь идёт о наследниках класса Exception Java. Но так как Java — это объектно-ориентированный язык программирования, все исключения представляют собой объекты.

2-20219-ee1e82.jpg

Иерархия исключений в Java

Когда возникают ошибки при выполнении программы, исполняющая среда Java Virtual Machine обеспечивает создание объекта нужного типа, используя иерархию исключений Java — речь идёт о множестве возможных исключительных ситуаций, которые унаследованы от класса Throwable — общего предка. При этом исключительные ситуации, которые возникают в программе, делят на 2 группы: 1. Ситуации, при которых восстановление нормальной дальнейшей работы невозможно. 2. Ситуации с возможностью восстановления.

К первой группе можно отнести случаи, при которых возникают исключения, которые унаследованы из класса Error. Это ошибки, возникающие во время выполнения программы при сбое работы Java Virtual Machine, переполнении памяти либо сбое системы. Как правило, такие ошибки говорят о серьёзных проблемах, устранение которых программными средствами невозможно. Данный вид исключений в Java относят к неконтролируемым исключениям на стадии компиляции (unchecked). К этой же группе относятся и исключения-наследники класса Exception, генерируемые Java Virtual Machine в процессе выполнения программы — RuntimeException. Данные исключения тоже считаются unchecked на стадии компиляции, а значит, написание кода по их обработке необязательно.

Что касается второй группы, то к ней относят ситуации, которые можно предвидеть ещё на стадии написания приложения, поэтому для них код обработки должен быть написан. Это контролируемые исключения (checked). И в большинстве случаев Java-разработчики работают именно с этими исключениями, выполняя их обработку.

Создание исключения

В процессе исполнения программы исключение генерируется Java Virtual Machine либо вручную посредством оператора throw. В таком случае в памяти происходит создание объекта исключения, выполнение основного кода прерывается, а встроенный в JVM обработчик исключений пробует найти способ обработать это самое исключение.

Обработка исключения

3-20219-4ec690.jpg

В процессе возбуждения исключения в try обработчик исключения ищется в блоке catch, который следует за try. При этом если в catch присутствует обработчик данного вида исключения, происходит передача управления ему. Если же нет, JVM осуществляет поиск обработчика данного типа исключения, используя для этого цепочку вызова методов. И так происходит до тех пор, пока не находится подходящий catch. После того, как блок catch выполнится, управление переходит в необязательный блок finally. Если подходящий блок catch найден не будет, Java Virtual Machine остановит выполнение программы, выведя стек вызовов методов под названием stack trace. Причём перед этим выполнится код блока finally при наличии такового.

Рассмотрим практический пример обработки исключений:

А теперь глянем на результаты работы метода main:

А благодаря появившимся возможностям Java начиная с седьмой версии, мы можем ещё и объединять в одном блоке перехват разнотипных исключений, делая код компактнее и читабельнее:

Итоги

Итак, применение исключений в Java повышает отказоустойчивость программы благодаря использованию запасных путей. Кроме того, появляется возможность отделить код обработки исключительных ситуаций от логики основного кода за счёт блоков catch и переложить обработку исключений на пользователя кода посредством throws.

Основные вопросы об исключениях в Java

1.Что такое проверяемые и непроверяемые исключения? Если говорить коротко, то первые должны быть явно пойманы в теле метода либо объявлены в секции throws метода. Вторые вызываются проблемами, которые не могут быть решены. Например, это нулевой указатель или деление на ноль. Проверяемые исключения очень важны, ведь от других программистов, использующих ваш API, вы ожидаете, что они знают, как обращаться с исключениями. К примеру, наиболее часто встречаемое проверяемое исключение — IOException, непроверяемое — RuntimeException. 2.Почему переменные, определённые в try, нельзя использовать в catch либо finally? Давайте посмотрим на нижеследующий код. Обратите внимание, что строку s, которая объявлена в блоке try, нельзя применять в блоке catch. То есть данный код не скомпилируется.

А всё потому, что неизвестно, где конкретно в try могло быть вызвано исключение. Вполне вероятно, что оно было вызвано до объявления объекта. 3.Почему Integer. parseInt(null) и Double. parseDouble(null) вызывают разные исключения? Это проблема JDK. Так как они были разработаны разными людьми, то заморачиваться вам над этим не стоит:

4.Каковы основные runtime exceptions в Java? Вот лишь некоторые из них:

Их можно задействовать в операторе if, если условие не выполняется:

5.Возможно ли поймать в одном блоке catch несколько исключений? Вполне. Пока классы данных исключений можно отследить вверх по иерархии наследования классов до одного и того же суперкласса, возможно применение только этого суперкласса. 6.Способен ли конструктор вызывать исключения? Способен, ведь конструктор — это лишь особый вид метода.

7.Возможен ли вызов исключений в final? В принципе, можете сделать таким образом:

Но если желаете сохранить читабельность, объявите вложенный блок try-catch в качестве нового метода и вставьте вызов данного метода в блок finally.

Ошибки программирования

Ошибки, которые обнаруживает компилятор, называют синтаксическими ошибками или ошибками компиляции. Синтаксические ошибки являются результатом ошибок в конструкции кода, таких как неправильное написание ключевого слова, пропуск необходимого знака пунктуации или использование открывающей фигурной скобки без соответствующей закрывающей фигурной скобки. Эти ошибки обычно легко обнаружить, поскольку компилятор говорит вам, где они находятся и что стало их причиной. Пример программы с синтаксической ошибкой:

Попытка компиляции приведённого кода:

Будет сообщено о четырёх ошибках, но в действительности программа содержит две ошибки:

Поскольку одна ошибка часто будет приводить к показу множества ошибок компиляции в разных строках, хорошей практикой является исправление ошибок начиная с верхней строки и постепенно двигаясь вниз. Исправление ошибок, которые ранее возникли в программе, может также исправить дополнительные ошибки, которые произошли позже.

Совет: если вы не знаете, как исправить ошибку, внимательно сравните вашу программу, символ за символом с похожими примерами в тексте. На начальном этапе обучения вы, вероятно, будете проводить много времени исправляя ошибки синтаксиса. Скоро вы будете знакомы с синтаксисом Java и сможете быстро исправлять синтаксические ошибки.

2. Ошибки во время выполнения

Ошибки во время выполнения – это ошибки, которые приводят к ненормальному обрывы работы программы. Они возникают во время работы программы, если среда обнаруживает операцию, которую невозможно выполнить. Обычно ошибки ввода становятся причинами ошибок во время выполнения. Ошибки ввода возникают, когда программа ожидает от пользователя ввода значения, но пользователь вводит величину, которую программа не может обработать. Например, программа ожидает получение числа, но вместо этого пользователь вводит строку, это приводит к ошибкам в программе, связанным с типами данных.

Другой пример ошибок во время выполнения – это деление на ноль. Это происходит, когда в целочисленном деление делитель равен нулю. Пример программы, которая вызовет ошибку во время выполнения:

3. Логические ошибки

Логические ошибки происходят, когда программа неправильно выполняет то, для чего она была создана. Ошибки этого рода возникают по многим различным причинам. Допустим, вы написали программу, которая конвертирует 35 градусов Цельсия в градусы Фаренгейта следующим образом:

Вы получите 67 градусов по Фаренгейту, что является неверным. Должно быть 95.0. В Java целочисленное деление показывает только часть – дробная часть отсекается, по этой причине в Java 9 / 5 это 1. Для получения правильного результата, нужно использовать 9.0 / 5, что даст результат 1.8.

Обычно ошибки синтаксиса легко обнаружить и легко исправить, поскольку компилятор даёт указания откуда пришла ошибка и что не так. Ошибки во время выполнения не трудны для поиска, поскольку причина и место для этих ошибок также показывается в консоли во время прерывания программы. Поиск логических ошибок, в свою очередь, очень сложный. В последующих главах вы обучитесь техникам трассировки программ и поиска логических ошибок.

4. Распространённые ошибки

Пропуск закрывающей фигурной скобки, пропуск точки с запятой, пропуск кавычки для строки и неправильное написание имён – всё это самые распространённые ошибки для новых программистов.

Частые ошибки 1: Пропущенные фигурные скобки

Фигурные скобки используются для обозначения в программе блоков. Каждой открывающей фигурной скобке должна соответствовать закрывающая фигурная скобка. Распространённая ошибка – это пропуск закрывающей фигурной скобки. Чтобы избежать эту ошибки, печатайте закрывающую фигурную скобку всякий раз, когда печатаете открывающую фигурную скобку как показано в следующем примере:

Если вы используете IDE такую как NetBeans и Eclipse, то IDE автоматически вставит закрывающую фигурную скобку каждой введённой вами открывающей фигурной скобки.

Частые ошибки 2: Пропуск точки с запятой

Каждая инструкция заканчивается ограничителем инструкции (;). Часто новые программисты забывают поместить ограничитель инструкции для последней инструкции в блоке как это показано в следующем примере:

Частые ошибки 3: Пропуск кавычки

Строки должны помещаться в кавычки. Часто начинающие программисты забывают поместить кавычку в конце строки как показано в следующем примере:

Если вы используете IDE, такую как NetBeans и Eclipse, то IDE автоматически вставит закрывающую кавычку каждый раз, когда вы ввели открывающую кавычку.

Частые ошибки 4: Неправильное написание имён

Java чувствительная к регистру. Неправильное написание имён – частая ошибка для новых программистов. Например, пишут слово main как Main, а вместо String пишут string. Пример:

10 самых распространённых ошибок разработчиков Java — и как их исправить

ошибок разработчиков Java

Программирование и разработка

Java — это язык объектно-ориентированного программирования (ООП), разработанный Oracle. Один из самых популярных языков программирования в мире, Java используется для создания приложений Android, веб-приложений, игр и программного обеспечения на основе баз данных.

Сегодня мы рассмотрим 10 распространенных ошибок разработчиков Java, а также способы их исправления.

Неправильное использование изменяемых и неизменяемых объектов

При выборе между созданием изменяемого или неизменяемого объекта необходимо соблюдать тщательный баланс. Изменяемый объект может быть изменен после создания, а неизменяемый объект — нет. Хотя неизменяемые объекты предлагают такие преимущества, как безопасность, простота и меньший объем памяти, они создают сборку мусора, когда требуется отдельный объект для каждого отдельного значения.

Ниже приведены некоторые ключевые различия между изменяемыми и неизменяемыми объектами, чтобы определить, какие из них использовать при создании объекта.

Мутабельный:

Неизменный:

Ошибиться между этими тремя операторами легко, особенно между двумя последними. Помните, что =это используется для задания. ==является сравнительным сравнением на равенство, то есть проверяет, указывают ли оба объекта на одну и ту же ячейку памяти..equals()оценивает, равны ли два объекта по стоимости.

Как правило, придерживайтесь правила. equals()сравнения объектов, особенно строк.

Использование ArrayList вместо LinkedList

По умолчанию легко использовать списки ArrayLists, поскольку они более распространены и знакомы. Однако во многих случаях LinkedLists работают значительно лучше, чем ArrayLists.

В общем, списки ArrayLists лучше подходят, когда приложение требует хранения данных и доступа к ним. LinkedLists лучше, когда приложение требует манипулирования сохраненными данными.

ArrayList

LinkedList

Не обрабатывает нулевые значения

Большинство разработчиков Java NullPointerExceptionв какой-то момент сталкивались с проблемой. Исключение NullPointerException возникает, когда переменная объявляется, но перед попыткой использования содержимого переменной ей не назначен объект.

Распространенная ошибка заключается в создании catchфразы для NullPointerException, а не в написании кода для обработки разыменования базового нулевого указателя. Программы, которые ловят или подавляют

NullPointerExceptions вместо обработки разыменования нулевого указателя может чрезвычайно затруднить определение того, какое выражение вызывает исключение в tryблоке или вызвать ненужные издержки производительности.

Хотя существует множество способов обработки нулевых значений, вот два решения при работе с Stringаргументом.

Проверить Stringаргумент для null

Вместо явной проверки целенаправленно бросайте NullPointerException

Забывая о бесплатных ресурсах

Если забыть освободить ресурсы, это приведет к заполнению памяти и сбору неиспользуемых объектов из сетевых подключений и файловых потоков.

Вы можете столкнуться с проблемой утечки памяти, если ваша программа Java начинает замедляться или наблюдается заметное снижение производительности с большим количеством файлов по сравнению с небольшим количеством файлов.

В качестве уловки напомните себе о необходимости реализовывать этот оператор всякий раз, когда вы открываете соединение с файлом или ресурсом с вашей программой.

Игнорирование видимости метода

При создании методов обращайте пристальное внимание на то, какие из них вы создаете, publicа какие — private. Открытые методы в приложении — это видимый API, поэтому они должны быть как можно более компактными и удобочитаемыми.

Когда методы, которые должны быть privateобъявлены public, раскрываются общественности о внутренних тонкостях и деталях реализации. И наоборот, когда методы, которые должны быть publicобъявлены private, вы рискуете создать пробелы в API и запустить необходимые модульные тесты.

Доступ к нестатическим переменным из статических методов

Напомним, что статической переменной требуется класс для вызова переменных и методов, а нестатической переменной требуется объект или экземпляр для вызова переменных и методов. Подумайте об аналогии квадрата с прямоугольником, но прямоугольник не является квадратом.

Точно так же статическая переменная может быть доступна как статическим, так и нестатическим функциям-членам, в то время как нестатическая переменная не может быть доступна статической функции-члену.

Чтобы получить доступ к нестатической переменной, создайте объект с собственным значением экземпляра.

Источники:

https://otus. ru/nest/post/761/

https://java9.ru/?p=108

https://bestprogrammer. ru/programmirovanie-i-razrabotka/10-samyh-rasprostranyonnyh-oshibok-razrabotchikov-java-i-kak-ih-ispravit

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: