Документ посвящен обработке ошибок и исключений в программировании на Java. Описываются различные подходы к обработке ошибок, классификация исключений и использование Java Logging API для ведения журналов. Также рассматриваются техники отладки и диагностики программ.

1. Обработка ошибок, исключения, отладка
Алексей Владыкин
29 сентября 2014
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 1 / 25

2. 1 Подходы к обработке ошибок
2 Исключения
3 Java Logging API
4 Отладка и диагностика
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 2 / 25

3. Подходы к обработке ошибок
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 3 / 25

4. Подходы к обработке ошибок
Ошибки игнорируются
При ошибке программа аварийно завершается
При ошибке функция вместо результата возвращает специальное
значение
Функция возвращает признак ошибки отдельным выходным
параметром
Функция возвращает признак ошибки в глобальной переменной
При ошибке функция бросает исключение
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 4 / 25

5. Исключения
Что такое «исключение»
Исключение (exception) — событие, возникающее в процессе
работы программы и прерывающее её нормальное исполнение
Примеры:
java.lang.NullPointerException
java.lang.ClassCastException
java.lang.OutOfMemoryError
java.io.IOException
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 5 / 25

6. Исключения
Пример исключения
java.lang.NullPointerException
at ru.compscicenter.java2014.Test.baz(Test.java:19)
at ru.compscicenter.java2014.Test.bar(Test.java:14)
at ru.compscicenter.java2014.Test.foo(Test.java:10)
at ru.compscicenter.java2014.Test.main(Test.java:6)
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 6 / 25

7. Исключения
java.lang.Throwable
Исключение в Java — полноценный объект
Все исключения в Java наследуются от класса Throwable
String getMessage()
StackTraceElement[] getStackTrace()
void printStackTrace()
Throwable getCause()
Throwable[] getSuppressed()
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 7 / 25

8. Исключения
Классификация исключений
Исключительные ситуации в JVM
java.lang.Error
Исключительные ситуации в пользовательском коде
Проверяемые (checked)
java.lang.Exception
Непроверяемые (unchecked)
java.lang.RuntimeException
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 8 / 25

9. Исключения
Выброс исключения
public class CalculatorImpl implements Calculator {
@Override
public double calculate(String expr) {
if (expr == null) {
throw new NullPointerException ("expr is null");
}
// or using utility method:
// Objects. requireNonNull (expr , "expr is null ");
// ...
}
}
Оператор throw прерывает нормальное исполнение программы и
запускает поиск обработчика исключения
Если исключение проверяемое, метод должен содержать его в
списке throws
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 9 / 25

10. Исключения
Объявление нового типа исключения
public class CalculatorException extends RuntimeException {
public CalculatorException (String message) {
super(message );
}
public CalculatorException (String message , Throwable cause) {
super(message , cause );
}
}
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 10 / 25

11. Исключения
Перехват исключения: try-catch
System.out.print("Please enter expression: ");
for (;;) {
String expr = readUserInput ();
if (expr == null || "exit". equalsIgnoreCase (expr )) {
break;
}
try {
double result = calculator.calculate(expr );
System.out.println("Result: " + result );
} catch ( CalculatorException e) {
System.out.print("Bad expression , try again: ");
}
}
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 11 / 25

12. Исключения
Перехват нескольких исключений
try {
// ...
} catch (FirstException e) {
e.printStackTrace ();
} catch (SecondException e) {
e.printStackTrace ();
}
// since Java 7 can be replaced with:
try {
// ...
} catch (FirstException | SecondException e) {
e.printStackTrace ();
}
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 12 / 25

13. Исключения
Обработка исключения
Игнорирование (пустой catch)
Запись в лог
Проброс дальше того же или нового исключения
Содержательная обработка (например, повтор операции)
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 13 / 25

14. Исключения
Исключения и освобождение ресурсов
InputStream is = new FileInputStream("a.txt");
try {
readFromInputStream(is);
} finally {
is.close ();
}
Блок finally будет выполнен в любом случае
В нем обычно освобождают использованные ресурсы
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 14 / 25

15. Исключения
try с ресурсами
try (InputStream is =
new FileInputStream("a.txt")) {
readFromInputSteam(is);
}
Метод close() будет вызван автоматически, как в finally
Можно перечислить сразу несколько ресурсов
Ресурсы должны реализовать интерфейс
java.lang.AutoCloseable
Добавлен в Java 7
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 15 / 25

16. Исключения
Гарантии безопасности
Гарантии отсутствия исключений
Сильные гарантии
Слабые гарантии
Гарантия отсутствия утечек
Никаких гарантий
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 16 / 25

17. Java Logging API
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 17 / 25

18. Java Logging API
Пакет java.util.logging
Центральная сущность — java.util.logging.Logger
Логгеры образуют иерархию
Logger logger = Logger.getLogger(
"ru.compscicenter.java2014.logging");
logger.info("I’m logging!");
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 18 / 25

19. Java Logging API
Почему не System.out.println
Логгеры включаются/отключаются и настраиваются без
перекомпиляции
Возможно логирование в консоль, в файл, по сети. . .
Возможны разные форматы лога: текст, XML, . . .
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 19 / 25

20. Java Logging API
Уровни логирования:
SEVERE, WARNING, INFO, CONFIG, FINE, FINER, FINEST
logger.setLevel(Level.INFO );
logger.fine("I’m still logging");
logger.log(Level.WARNING ,
"Houston , we have a problem!");
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 20 / 25

21. Java Logging API
java.util.logging.Handler
Обработчик сообщения
Определяет, куда будет записано сообщение
java.util.logging.ConsoleHandler
java.util.logging.FileHandler
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 21 / 25

22. Java Logging API
java.util.logging.Formatter
Оформитель сообщения
Определяет формат вывода
java.util.logging.SimpleFormatter
java.util.logging.XMLFormatter
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 22 / 25

23. Отладка и диагностика
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 23 / 25

24. Отладка и диагностика
Демо
Отладка приложения, запущенного в IDE
Отладка приложения, запущенного отдельно
Visual VM
Mission Control
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 24 / 25

25. Что сегодня узнали
Какие есть подходы к обработке ошибок
Как пользоваться исключениями
Как пользоваться стандартным API для логирования
Какие инструменты могут помочь в диагностике проблем
Алексей Владыкин Ошибки, исключения, отладка 29 сентября 2014 25 / 25