Spec-Zone .ru спецификации, руководства, описания, API

ГЛАВА 11

Исключения

Когда программа Java нарушает семантические ограничения языка Java, виртуальная машина Java сигнализирует эту ошибку к программе как исключение. Примером такого нарушения является попытка индексировать вне границ массива. Некоторые языки программирования и их реализации реагируют на такие ошибки, безапелляционно завершая программу; другие языки программирования позволяют реализации реагировать произвольным или непредсказуемым способом. Ни один из этих подходов не является совместимым с целями проекта Java: обеспечить мобильность и устойчивость. Вместо этого Java определяет, что исключение будет выдано, когда семантические ограничения будут нарушены и вызовут нелокальную передачу управления от точки, где исключение произошло с точкой, которая может быть определена программистом. Исключение, как говорят, выдается от точки, где это произошло и, как говорят, поймано в точке, которой передается управление.

Программы Java могут также выдать исключения явно, используя throw операторы (§14.16). Это обеспечивает альтернативу старомодному стилю условий ошибки из-за неправильного обращения, возвращая забавные значения, такие как целочисленное значение -1 где отрицательная величина обычно не ожидалась бы. Опыт показывает, что слишком часто такие забавные значения игнорируются или не проверяются на вызывающими сторонами, приводя к программам, которые не устойчивы, показывают нежелательное поведение, или обоих.

Каждое исключение представляется экземпляром класса Throwable или один из его подклассов; такой объект может использоваться, чтобы перенести информацию от точки, в которой исключение происходит с обработчиком, который ловит это. Обработчики устанавливаются catch пункты try операторы (§14.18). Во время процесса выдачи исключения виртуальная машина Java резко завершает, один за другим, любые выражения, операторы, метод и вызовы конструктора, статические инициализаторы, и полевые выражения инициализации, которые начали, но не завершили выполнение в текущем потоке. Этот процесс продолжается, пока обработчик не находится, который указывает, что это обрабатывает то определенное исключение, называя класс исключения или суперкласс класса исключения. Если никакой такой обработчик не находится, то метод uncaughtException (§20.21.31) вызывается для ThreadGroup это - родитель текущего потока таким образом, каждое усилие прилагается, чтобы избежать позволять исключению идти необработанное.

Механизм исключения Java интегрируется с моделью синхронизации Java (§17), так, чтобы блокировки были выпущены как synchronized операторы (§14.17) и вызовы synchronized методы (§8.4.3.5, §15.11) завершаются резко.

Эта глава описывает различные причины исключений (§11.1). Это детализирует, как исключения проверяются во время компиляции (§11.2) и обрабатываются во время выполнения (§11.3). Подробному примеру (§11.4) тогда следует объяснение иерархии исключения и стандартных классов исключений (§11.5).

11.1 Причины Исключений

• Аварийное условие выполнения было синхронно обнаружено виртуальной машиной Java. Такие условия возникают потому что:
  • оценка выражения нарушает нормальную семантику языка Java, такого как целочисленный дележ нулем, как получено в итоге в §15.5
  • ошибка происходит в загрузке или соединении части программы Java (§12.2, §12.3)
  • некоторое ограничение ресурс превышается, такие как использование слишком большого количества памяти

Эти исключения не выдаются в произвольной точке в программе, а скорее в точке, где они определяются как возможный результат выполнения оператора или вычисления выражения.

• A throw оператор (§14.16) выполнялся в коде Java.
• Асинхронное исключение произошло также потому что:
  • метод stop из класса Thread (§20.20.16) был вызван
  • внутренняя ошибка произошла в виртуальной машине (§11.5.2.2)

11.2 Время компиляции Проверяя Исключений

Классы исключений непроверенные являются классом RuntimeException и его подклассы, и класс Error и его подклассы. Все другие классы исключений являются проверенными классами исключений. Стандартный API Java определяет много классов исключений, оба проверенные и непроверенные. Дополнительные классы исключений, оба проверенные и непроверенные, могут быть объявлены программистами Java. См. §11.5 для описания иерархии класса исключений Java и классов исключений, определенных стандартным API Java и виртуальной машиной Java.

Проверенные классы исключений, названные в throws пункт является частью контракта между конструктором и пользователем метода или конструктором. throws пункт метода переопределения, возможно, не определяет, что этот метод приведет к выдаче любого проверенного исключения, которое переопределенный метод не разрешается throws пункт, чтобы бросить. Когда интерфейсы включаются, больше чем одно объявление метода может быть переопределено единственным объявлением переопределения. В этом случае у объявления переопределения должен быть a throws пункт, который является совместимым со всеми переопределенными объявлениями (§9.4).

Переменные инициализаторы для полей (§8.3.2) и статические инициализаторы (§8.5) не должны привести к проверенному исключению; если Вы делаете, ошибка времени компиляции происходит.

11.2.1 Почему Ошибки Не Проверяются

11.2.2 Почему Исключения на этапе выполнения Не Проверяются

Например, определенный код мог бы реализовать круговую структуру данных, которая, конструкцией, никогда не может включать null ссылки; программист может тогда быть уверенным это a NullPointerException не может произойти, но для компилятора было бы трудно доказать это. Технология доказательства теорем, которая необходима, чтобы установить такие глобальные свойства структур данных, выходит за рамки этой Спецификации языка Java.

11.3 Обработка Исключения

Оператор или выражение динамически включаются a catch пункт, если это появляется в пределах try блок try оператор которого catch пункт является частью, или если вызывающая сторона оператора или выражения динамически включается catch пункт.

Вызывающая сторона оператора или выражения зависит от того, где это происходит:

• Если в пределах метода, то вызывающая сторона является выражением вызова метода (§15.11), который выполнялся, чтобы заставить метод быть вызванным.
• Если в пределах конструктора или инициализатора для переменной экземпляра, то вызывающая сторона является выражением создания экземпляра класса (§15.8) или вызов метода newInstance это выполнялось, чтобы заставить объект создаваться.
• Если в пределах статического инициализатора или инициализатора для a static переменная, тогда вызывающая сторона является выражением, которое использовало класс или интерфейс, чтобы заставить это быть инициализированным.

Передача управления, которая происходит, когда исключение выдается причины резкое завершение выражений (§15.5) и операторы (§14.1) до a catch с пунктом встречаются, который может обработать исключение; выполнение тогда продолжается, выполняя блок этого catch пункт. Код, который вызвал исключение, никогда не возобновляется.

Если нет catch пункт, обрабатывающий исключение, может быть найден, тогда текущий поток (поток, который встречался, исключение) завершается, но только в конце концов finally пункты были выполнены и метод uncaughtException (§20.21.31) был вызван для ThreadGroup это - родитель текущего потока.

В ситуациях, где это является требуемым, чтобы гарантировать, что один блок кода всегда выполняется за другим, даже если тот другой блок кода завершается резко, a try оператор с a finally пункт (§14.18.2) может использоваться. Если a try или catch блок в a try-finally или try-catch-finally оператор завершается резко, тогда finally пункт выполняется во время распространения исключения, даже если никакое соответствие catch пункт в конечном счете находится. Если a finally пункт выполняется из-за резкого завершения a try блок и finally сам пункт завершается резко, тогда причина резкого завершения try блок отбрасывается, и новая причина резкого завершения распространяется оттуда.

Точные правила для резкого завершения и для ловли исключений определяются подробно со спецификацией каждого оператора в §14 и для выражений в §15 (особенно §15.5).

11.3.1 Исключения Точны

11.3.2 Обработка Асинхронных Исключений

Асинхронные исключения редки в Java. Они происходят только в результате:

• Вызов stop методы класса Thread (§20.20.15, §20.20.16) или ThreadGroup (§20.21.8, §20.21.9)
• InternalError (§11.5.2.2) в виртуальной машине Java

Java разрешает небольшому, но ограниченному количеству выполнения происходить прежде, чем асинхронное исключение будет выдано. Этой задержке разрешают позволить оптимизированному коду обнаруживать и выдавать эти исключения в точках, где это практично, чтобы обработать их, повинуясь семантике языка Java.

Простая реализация могла бы опросить относительно асинхронных исключений в точке каждой инструкции передачи управления. Так как у программы Java есть конечный размер, это обеспечивает привязанный полная задержка обнаружения асинхронного исключения. Так как никакое асинхронное исключение не произойдет между передачами управления, у генератора кода есть некоторая гибкость, чтобы переупорядочить вычисление между передачами управления для большей производительности.

Бумага, Опрашивающая Эффективно на Аппаратных средствах Запаса Марком Фили, Proc. Конференция 1993 года по Функциональному программированию и Архитектуре ЭВМ, Копенгагену, Дания, стр 179-187, рекомендуется как дальнейшее чтение.

Как все исключения, асинхронные исключения точны (§11.3.1).

11.4 Пример Исключений

class TestException extends Exception {

	TestException() { super(); }


	TestException(String s) { super(s); }

}

class Test {

	public static void main(String[] args) {
		for (int i = 0; i < args.length; i++) {

			try {
				thrower(args[i]);
				System.out.println("Test \"" + args[i] +
					"\" didn't throw an exception");
			} catch (Exception e) {
				System.out.println("Test \"" + args[i] +
					"\" threw a " + e.getClass() +
					"\n        with message: " + e.getMessage());
			}
		}
	}


	static int thrower(String s) throws TestException {
		try {
			if (s.equals("divide")) {
				int i = 0;
				return i/i;
			}
			if (s.equals("null")) {
				s = null;
				return s.length();
			}
			if (s.equals("test"))
				throw new TestException("Test message");
			return 0;
		} finally {
			System.out.println("[thrower(\"" + s +
					"\") done]");
		}
	}
}

divide null not test

[thrower("divide") done]
Test "divide" threw a class java.lang.ArithmeticException
        with message: / by zero
[thrower("null") done]
Test "null" threw a class java.lang.NullPointerException
        with message: null
[thrower("not") done]
Test "not" didn't throw an exception
[thrower("test") done]
Test "test" threw a class TestException
        with message: Test message

Объявление метода thrower должен иметь a throws пункт, потому что это может бросить экземпляры TestException, который является проверенным классом исключений (§11.2). Ошибка времени компиляции произошла бы если throws пункт был опущен.

Заметьте что finally пункт выполняется на каждом вызове thrower, происходит ли исключение, как показано"[thrower(...) done]"вывод, который происходит для каждого вызова

11.5 Иерархия Исключения

Классы исключений объявляются стандартными пакетами java.lang, java.util, java.io и java.net вызываются стандартными классами исключений.

Программы Java могут использовать существующие ранее классы исключений в throw операторы, или определяют дополнительные классы исключений, как подклассы Throwable или любого из его подклассов, как соответствующий. Чтобы использовать в своих интересах время компиляции Java, проверяя на обработчики исключений, это типично, чтобы определить самые новые классы исключений как проверенные классы исключений, определенно как подклассы Exception это не подклассы RuntimeException.

11.5.1 Классы Exception и RuntimeException

11.5.1.1 Стандартные Исключения на этапе выполнения

Пакет java.lang определяет следующие стандартные исключения на этапе выполнения непроверенные, который, как все другие классы в пакете java.lang, неявно импортируются и поэтому может быть упомянут их простыми именами:

• ArithmeticException: Исключительная арифметическая ситуация возникла, такие как целочисленное деление (§15.16.2) работа с делителем нуля.
• ArrayStoreException: Попытка была предпринята, чтобы сохранить в компонент массива значение, класс которого не является присвоением, совместимым с компонентным типом массива (§10.10, §15.25.1).
• ClassCastException: Попытка была предпринята, чтобы бросить (§5.4, §15.15) ссылку на объект к несоответствующему типу.
• IllegalArgumentException: Метод передали недопустимый или несоответствующий параметр или вызван на несоответствующий объект. Подклассы этого класса включают:
  • IllegalThreadStateException: Поток не был в соответствующем состоянии для требуемой работы.
  • NumberFormatException: Попытка была предпринята, чтобы преобразовать a String к значению числового типа, но String не имел соответствующего формата.
• IllegalMonitorStateException: Поток попытался ожидать на (§20.1.6, §20.1.7, §20.1.8) или уведомить (§20.1.9, §20.1.10) другие потоки, ожидающие на объекте, что он не заблокировал.
• IndexOutOfBoundsException: Или индекс некоторого вида (такой относительно массива, строки, или вектор) или поддиапазон, определенный или двумя индексными значениями или индексом и длиной, испытывал недостаток диапазона.
• NegativeArraySizeException: Попытка была предпринята, чтобы создать массив с отрицательной длиной (§15.9).
• NullPointerException: Попытка была предпринята, чтобы использовать нулевую ссылку в случае, где ссылка на объект требовалась.
• SecurityException: Нарушение защиты было обнаружено (§20.17).

• java.util.EmptyStackException: Попытка была предпринята, чтобы получить доступ к элементу пустого стека.
• java.util.NoSuchElementException: Попытка была предпринята, чтобы получить доступ к элементу пустого вектора.

11.5.1.2 Стандартные Проверенные Исключения

Пакет java.lang определяет следующие стандартные исключения, который, как все другие классы в пакете java.lang, неявно импортируются и поэтому может быть упомянут их простыми именами:

• ClassNotFoundException: Класс или интерфейс с указанным именем не могли быть найдены (§20.3.8).
• CloneNotSupportedException: clone метод (§20.1.5) класса Object был вызван, чтобы клонировать объект, но класс того объекта не реализует Cloneable интерфейс.
• IllegalAccessException: Попытка была предпринята, чтобы загрузить класс, используя строку, дающую ее полностью определенное имя, но у в настоящий момент выполняющегося метода нет доступа к определению указанного класса, потому что класс не public и находится в другом пакете.
• InstantiationException: Попытка была предпринята, чтобы создать экземпляр класса, используя newInstance метод в классе Class, но указанный объект класса нельзя инстанцировать, потому что это - интерфейс, abstract, или массив.
• InterruptedException: Текущий поток ожидал, и другой поток прервал текущий поток, используя interrupt метод класса Thread (§20.20.31).

• java.io.IOException: Требуемая работа ввода-вывода не могла обычно завершаться. Подклассы этого класса включают:
  • java.io.EOFException: С концом файла встретились перед нормальным завершением входной работы.
  • java.io.FileNotFoundException: Файл с именем, определенным строкой имени файла или путем, не был найден в пределах файловой системы.
  • java.io.InterruptedIOException: Текущий поток ожидал завершения работы ввода-вывода, и другой поток прервал текущий поток, используя interrupt метод класса Thread (§20.20.31).
  • java.io.UTFDataFormatException: Требуемое преобразование строки к или от Java, измененный формат UTF-8 не мог быть завершен (§22.1.15, §22.2.14), потому что строка была слишком длинной или потому что подразумеваемые данные UTF-8 не были результатом кодирования строки Unicode в UTF-8.

u java.net.MalformedURLException: Строка, которая была обеспечена как URL, или как часть URL, имела несоответствующий формат или определила неизвестный протокол.

• java.net.ProtocolException: Некоторый аспект сетевого протокола не был правильно выполнен.
• java.net.SocketException: Работа, включающая сокет, не могла обычно завершаться.
• java.net.UnknownHostException: Имя сетевого узла не могло быть разрешено к сетевому адресу.
• java.net.UnknownServiceException: Сетевое соединение не может поддерживать требуемую службу.

11.5.2 Класс Error

} catch (Exception e) {

Пакет java.lang определяет все ошибочные классы, описанные здесь. Эти классы, как все другие классы в пакете java.lang, неявно импортируются и поэтому может быть упомянут их простыми именами.

11.5.2.1 Загрузка и Ошибки Редактирования

• Процесс загрузки описывается в §12.2. Ошибки ClassFormatError, ClassCircularityError, и NoClassDefFoundError описываются там.
• Процесс соединения описывается в §12.3. Соединяющиеся ошибки описываются там. Эти ошибки включают IllegalAccessError, InstantiationError, NoSuchFieldError, и NoSuchMethodError, все из которых являются подклассами IncompatibleClassChangeError, и, также, UnsatisfiedLinkError.
• Процесс проверки класса описывается в §12.3.1. Ошибка отказа проверки VerifyError описывается там.
• Процесс подготовки к классу описывается в §12.3.2. Ошибка подготовки, описанная там, AbstractMethodError.
• Процесс инициализации класса описывается в §12.4. Виртуальная машина бросит ошибку ExceptionInInitializerError если выполнение статического инициализатора или инициализатора для a static поле приводит к исключению, которое не является Error или подкласс Error.

11.5.2.2 Ошибки Виртуальной машины

• InternalError: Внутренняя ошибка произошла в виртуальной машине Java, из-за отказа в программном обеспечении, реализовывая виртуальную машину, отказ в базовом программном обеспечении хост-системы, или отказ в аппаратных средствах. Эта ошибка поставляется асинхронно, когда она обнаруживается, и может произойти в любой точке в программе Java.
• OutOfMemoryError: Виртуальная машина Java исчерпала или виртуальную память или физическую память, и автоматический менеджер по хранению не смог исправить достаточно памяти, чтобы удовлетворить объектный запрос создания.
• StackOverflowError: Виртуальная машина Java исчерпала стековое пространство для потока, обычно потому что поток делает неограниченное число рекурсивных вызовов из-за отказа в программе выполнения.
• UnknownError: Исключение или ошибка произошли, но, по некоторым причинам, виртуальная машина Java неспособна сообщить о фактическом исключении или ошибке.

Мы исследуем улучшения к Java, чтобы упростить обработку условий из памяти. Одна возможность состояла бы в том, чтобы поддерживать автоматическую приостановку потока, который встречается OutOfMemoryError и позвольте другому потоку обрабатывать error ситуация. Такой метод мог бы также разрешить программе Java восстанавливаться с a StackOverflowError если это переполнение не следует из незавершающейся рекурсии. Предложения для других подходов приветствуются.

Содержание | Предыдущий | Следующий | Индекс

Спецификация языка Java (HTML, сгенерированный Блинчиком "сюзет" Pelouch 24 февраля 1998)
Авторское право © Sun Microsystems, Inc 1996 года. Все права защищены
Пожалуйста, отправьте любые комментарии или исправления к doug.kramer@sun.com