Gestione delle eccezioni in Java: differenze tra le versioni
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{{NN|informatica|febbraio 2013}}
{{torna a|Java (linguaggio di programmazione)}}
Nel [[linguaggio di programmazione]] ''[[Programmazione orientata agli oggetti|
L'''exception handling'' di Java deriva direttamente (anche da un punto di vista sintattico) da quello del [[C++|linguaggio C++]]. Tuttavia, il meccanismo di Java deve considerarsi
== Motivazioni ==
Qualsiasi programma concreto di un certo livello di complessità può incorrere, durante la propria esecuzione, in ''situazioni anomale'' che richiedono di venire trattate eseguendo azioni che differiscono da quello che sarebbe stato, altrimenti, il "[[flusso di esecuzione|flusso]] normale" del programma. Ovviamente, il confine fra "anomalo" o "normale" non è netto. Come esempi di "situazioni anomale", si pensi per esempio all'impossibilità di dialogare con un [[server]] attraverso la rete, o il fatto che il programma cerchi di aprire un [[file]] che non risulta presente su disco, e così via.
La gestione delle situazioni anomale presenta diversi aspetti critici rispetto a considerazioni di [[qualità del software]]. Da una parte, sarebbe auspicabile che chi sviluppa un programma ponga una notevole cura nel prevedere tutte le possibili situazioni anomale che potrebbero insorgere durante l'esecuzione e nel predisporre le contromisure che il programma deve adottare in tali casi per ridurre al minimo le conseguenze di tali anomalie. La gestione "puntigliosa" di ''tutte'' le possibili situazioni anomale in ''tutti'' i possibili luoghi del codice in cui possono manifestarsi è infatti importante ai fini della [[robustezza (software)|robustezza]] e [[affidabilità (software)|affidabilità]] del software. D'altra parte, essendo le situazioni "anomale" potenzialmente molto numerose e diversificate, una gestione davvero completa potrebbe avere l'effetto indesiderabile di oscurare la struttura del [[codice sorgente]], poiché le (relativamente poche) [[istruzione (informatica)|istruzioni]] che il programma dovrebbe eseguire nel caso normale (o nei casi normali) si potrebbero trovare immerse (e "disperse") in mezzo a una quantità preponderante di istruzioni dedicate alla gestione di anomalie (magari molto improbabili), ovviamente a scapito della [[leggibilità (software)|leggibilità]] del programma stesso.
== Segnalazione del fallimento di un metodo ==
Ogni [[Metodo (programmazione)|metodo]] di un programma Java dovrebbe avere un ''compito'' ben preciso da portare a termine (descritto dal suo commento [[Javadoc]]). In presenza di anomalie o situazioni impreviste, è possibile che un metodo ''fallisca'', ovvero non sia in grado di portare a termine tale compito. Questa evenienza deve essere evidentemente segnalata al metodo [[chiamata di metodo|chiamante]] il quale poi potrà, a seconda dei casi, prendere qualche contromisura che gli consenta di concludere il ''proprio'' compito nonostante il fallimento del metodo chiamato, oppure, se questo è impossibile, dichiarare a sua volta il proprio fallimento nei confronti del proprio chiamante (e così via).
Per segnalare il proprio fallimento, un metodo Java può ''sollevare'' (o "lanciare", per conservare il significato del corrispondente termine inglese ''to throw'') una eccezione. Si può considerare una eccezione sollevata da un metodo come analogo al concetto di ''valore restituito'' dal metodo. Tuttavia, Java distingue i due concetti, così che un metodo potrebbe per esempio tornare un valore intero ''oppure'' sollevare un'eccezione, che è un valore di altro tipo (in seguito vedremo quali sono i tipi ammissibili per i valori-eccezione). Il seguente estratto di codice mostra una situazione di questo genere:
<
/**
* Calcola la differenza in giorni fra due date, specificate rispettivamente dal giorno
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}
}
</syntaxhighlight>
Il metodo riportato ritorna, ''in assenza di errori'', un intero che rappresenta la distanza in giorni fra due date. Nel caso in cui una delle triple (giorno, mese, anno) non sia una data valida (per esempio, la tripla 31 2 2000), anziché ritornare un valore intero il metodo solleva una eccezione. La clausola <code>throws</code> nell'intestazione del metodo specifica che questo speciale valore di "eccezione" sarà di tipo ([[Classe (informatica)|classe]]) <code>DataNonValida</code>; il punto del codice in cui l'eccezione viene sollevata è l'[[istruzione]] <code>throw new DataNonValida()</code>. Ovviamente deve essere stata definita una classe <code>DataNonValida</code> e, come vedremo nel seguito, questa classe deve anche avere alcune caratteristiche specifiche che consentono l'utilizzo delle sue istanze come valori di eccezione.
Riga 37:
La semantica dell'operatore <code>throw</code> ha alcuni aspetti in comune con quella dell'operatore <code>return</code>; in particolare, l'esecuzione dell'istruzione <code>throw</code> comporta la terminazione immediata del metodo e il passaggio del [[flusso di controllo|controllo]] (seppure secondo un particolare insieme di regole che si esamineranno nel seguito) al chiamante del metodo stesso.
== Gestione dell'eccezione nel chiamante ==
Quando un metodo ne invoca un altro e quest'ultimo può sollevare un'eccezione (come specificato dalla clausola <code>throws</code> della sua intestazione), il chiamante ''può'' predisporsi per gestire tale evenienza. La gestione dell'eccezione avviene utilizzando una [[struttura di controllo]] specifica, detta ''blocco try-catch''. Come si vedrà, questa struttura di controllo ha un funzionamento in parte simile a (una forma ristretta di) [[Struttura di controllo#Goto|''goto'']] e in parte simile alla chiamata di un metodo.
Il seguente frammento di codice mostra l'uso del blocco try-catch nel chiamante:
<
public void faiQualcosa(Scanner input) {
boolean successo = false;
Riga 59:
}
}
</syntaxhighlight>
La clausola <code>try</code> controlla un [[blocco (programmazione)|blocco di codice]] all'interno del quale compare il metodo "a rischio" ''differenzaDate''. Quando il metodo viene eseguito, si danno due casi:
Riga 67:
In sostanza, il blocco try-catch consente di ''separare'' accuratamente il funzionamento del metodo nel caso "normale" (blocco try) e la gestione di situazioni anomale (blocco catch).
==
Come altri linguaggi, Java supporta un terzo blocco chiamato <syntaxhighlight lang="java" inline>finally</syntaxhighlight>. Questo blocco verrà eseguito sempre, a prescindere dal fatto che l'esecuzione del blocco try abbia generato o meno un'eccezione, e a prescindere da ciò che accade nel blocco catch.<ref>{{Cita web|lingua=en|url=https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/exceptions/finally.html|titolo=The finally Block|opera=Java Documentation|editore=[[Oracle Corporation]]|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20240127154417/https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/exceptions/finally.html|urlmorto=no|accesso=20 marzo 2024|dataarchivio=27 gennaio 2024}}</ref>
La sintassi è la seguente:
// codice che può generare un'eccezione
} catch (ClasseEccezione e) {
// gestisci l'eccezione
} finally {
// codice da eseguire in ogni caso
}▼
</syntaxhighlight>
=== Catch multiple ===
Un metodo può sollevare più tipi di eccezione. Per esempio, un metodo che deve accedere a file potrebbe prevedere diverse segnalazioni di anomalie che rappresentano il fatto che il file non esista oppure che i suoi contenuti risultino danneggiati o scorretti:▼
public int leggiFile() throws FileInesistente, FileDanneggiato {▼
...▼
}▼
</syntaxhighlight>
Analogamente, un blocco try-catch può comprendere più blocchi catch dedicati a gestire diversi tipi di eccezioni:▼
<syntaxhighlight lang="java">
public faiQualcosa2() {▼
leggiFile();▼
} catch (FileInesistente fi) {▼
System.out.println("Ooops! Il file " + fi.getNomeFile() + " non esiste!");▼
} catch (FileDanneggiato fd) {▼
System.out.println("Ooops! Il file " + fd.getNomeFile() + " contiene dati scorretti!");▼
}
}
</syntaxhighlight>
== La regola "handle or declare" ==
Potrebbe darsi il caso in cui, a differenza di quanto visto nell'esempio precedente, il metodo chiamante ''non sia in grado'' di prendere contromisure rispetto al problema occorso. Supponiamo per esempio che il metodo che riceve dall'input i valori dei giorni, mesi e anni non sia ''faiQualcosa'' ma il ''suo chiamante'' (e che quindi, ''faiQualcosa'' riceva questi dati come argomenti). In tal caso è sensato supporre che sia opportuno delegare al chiamante di ''faiQualcosa'' anche la soluzione del problema (cioè chiedere nuovi dati all'utente). Il blocco di codice seguente mostra quale dovrebbe essere la forma del metodo ''faiQualcosa'' in questo caso:
<
public void faiQualcosa(int g1, int m1, int a1, int g2, int m2, int a2)
throws DataNonValida
Riga 77 ⟶ 114:
System.out.println("La differenza è " + dd);
}
</syntaxhighlight>
Poiché ''faiQualcosa'' non può risolvere il problema eventualmente segnalato da ''differenzaDate'', in questa versione esso non contiene una clausola try-catch. In questo caso, se ''differenzaDate'' solleva effettivamente l'eccezione, il modello di exception handling di Java prevede che anche ''faiQualcosa'' venga terminato. L'eccezione sollevata da ''differenzaDate'' sarà in tal caso ''automaticamente'' "propagata" al chiamante di ''faiQualcosa'', esattamente come se quest'ultimo avesse eseguito l'istruzione ''throw''. Per questo motivo, diventa ''obbligatorio'' inserire la clausola <code>throws DataNonValida</code> anche nell'intestazione di ''faiQualcosa'', segnalando così il fatto che anche questo metodo (indirettamente) può riportare una eccezione di tipo ''DataNonValida'' al proprio chiamante.
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Questa regola di Java (innovativa rispetto all'exception handling del [[C++]]) viene detta regola ''handle or declare'' (''gestisci o dichiara''): a fronte di una possibile eccezione, un metodo deve gestirla ''oppure'' dichiarare a sua volta di sollevarla. Questo modello implica che una eccezione non possa mai passare ''inosservata''; se non la si gestisce, non si fa altro che rimandare al chiamante l'''obbligo'' di gestirla.
=== Osservazioni ===
Nei linguaggi sprovvisti di un meccanismo di exception handling, un metodo segnala il proprio fallimento, di norma, [[valore tornato (programmazione)|ritornando]] un valore speciale, a cui il programmatore attribuisce ''convenzionalmente'' il significato di segnalazione di fallimento. Per esempio, il metodo ''differenzaDate'' potrebbe tornare "-1" in caso di fallimento. Questo modello di gestione delle anomalie ha però diverse controindicazioni:
* la segnalazione segue una convenzione che deve essere documentata accuratamente; in assenza di una documentazione appropriata, il chiamante potrebbe non riuscire a interpretare il valore tornato;
Riga 89 ⟶ 126:
* in ogni caso, non esiste alcun vincolo che ''imponga'' al chiamante di verificare correttamente se il metodo chiamato ha fallito e, nel caso, prendere provvedimenti. Rendendo obbligatoria la gestione delle eccezioni ("handle or declare") il modello di Java impedisce alle anomalie di passare "inosservate". Se questo comporta un onere per il programmatore (proprio perché lo obbliga a gestire ''ogni'' possibile anomalia), d'altra parte la regola contribuisce alla maggiore [[robustezza (software)|robustezza]] del programma.
== Eccezioni come oggetti ==
Negli esempi precedenti, i valori usati come "eccezioni" erano istanze di una classe Java (''DataNonValida''). A differenza di quanto avviene in [[C++]], Java non ammette l'uso di [[tipo primitivo|tipi primitivi]] come valori-eccezione; le eccezioni, cioè, ''devono'' essere oggetti. Più in particolare, le classi definite per rappresentare le eccezioni devono estendere la classe <code>Throwable</code> (letteralmente: "che può essere lanciato"). A parte questo vincolo, la definizione di una classe di eccezione è libera. Molto spesso, in particolare, si usano [[attributo (programmazione)|attributi]] e [[metodo (programmazione)|metodi]] per corredare l'oggetto-eccezione di informazioni specifiche sul tipo di errore verificatosi.
Si consideri la seguente definizione:
<
public class DataNonValida extends Throwable {
private int g, m, a;
Riga 108 ⟶ 145:
public int getAnno() { return a; }
}
</syntaxhighlight>
Questa classe rappresenta una anomalia di data non valida; le sue istanze sono anche in grado di memorizzare nei propri attributi i valori di giorno, mese e anno di cui si è rilevata la non validità. Si consideri ora questa riscrittura del metodo ''differenzaDate'':
<
public int differenzaDate(int gg1, int mm1, int aa1, int gg2, int mm2, int aa2)
throws DataNonValida
Riga 126 ⟶ 163:
}
}
</syntaxhighlight>
In questa variante, il metodo segnala l'anomalia occorsa generando un oggetto-eccezione che, a differenza dei casi precedenti, viene corredato dell'informazione aggiuntiva circa i valori di giorno, mese e anno che sono risultati scorretti. Questo potrebbe servire al chiamante, per esempio, per chiedere all'utente il reinserimento solo di una delle due date inserite (quella che si è rivelata scorretta).
Riga 132 ⟶ 169:
Il seguente frammento di codice mostra come le informazioni inserite nell'oggetto-eccezione diventino disponibili a chi "cattura" (''catch'') l'eccezione stessa:
<
try {
int dd = differenzaDate(g1, m1, a1, g2, m2, a2);
Riga 139 ⟶ 176:
System.out.println("La data " + dnv.getGiorno() + "/" + dnv.getMese() + "/" + dnv.getAnno() + " non è corretta");
}
</syntaxhighlight>
L'identificatore <code>dnv</code> che compare nella clausola <code>catch</code> gioca un ruolo analogo a quello di un [[parametro (informatica)|parametro]] di un metodo. Esso cioè identifica un ''[[riferimento in Java|
== Eccezioni e
Se le eccezioni sono descritte da classi che
▲Un metodo può sollevare più tipi di eccezione. Per esempio, un metodo che deve accedere a file potrebbe prevedere diverse segnalazioni di anomalie che rappresentano il fatto che il file non esista oppure che i suoi contenuti risultino danneggiati o scorretti:
Il [[polimorfismo (informatica)|polimorfismo]] (legato alle relazioni di ereditarietà) gioca un ruolo importante nella gestione delle eccezioni in Java. Per esempio, una clausola ''catch'' il cui "parametro" sia dichiarato di tipo ''ProblemaAccessoAlFile'' potrebbe catturare tanto eccezioni di tipo ''FileInesistente'' quanto eccezioni di tipo ''FileDanneggiato'' (in analogia con l'applicazione del polimorfismo al passaggio parametri verso metodi e [[Costruttore (
▲<source lang="java">
▲public int leggiFile() throws FileInesistente, FileDanneggiato {
▲ ...
▲}
▲Analogamente, un blocco try-catch può comprendere più blocchi catch dedicati a gestire diversi tipi di eccezioni:
▲<source lang="java">
▲public faiQualcosa2() {
▲ try {
▲ leggiFile();
▲ } catch (FileInesistente fi) {
▲ System.out.println("Ooops! Il file " + fi.getNomeFile() + " non esiste!");
▲ } catch (FileDanneggiato fd) {
▲ System.out.println("Ooops! Il file " + fd.getNomeFile() + " contiene dati scorretti!");
▲ }
▲}
▲Se le eccezioni sono descritte da classi che implementano ''Throwable'', è possibile che diverse classi-eccezione siano legate da relazioni di [[ereditarietà (informatica)|ereditarietà]]. In accordo con i principi generali del paradigma orientato agli oggetti, si avranno relazioni del genere fra classi che rappresentano rispettivamente tipi di eccezioni generali ([[Superclasse (informatica)|superclasse]]) e casi particolari ([[Sottoclasse (informatica)|sottoclassi]]). Per esempio, la classe ''FileInesistente'' e la classe ''FileDanneggiato'' potrebbero essere sottoclassi di una classe ''ProblemaAccessoAlFile'' (questa classe potrebbe per esempio definire il metodo ''getNomeFile'' usato negli esempi precedenti).
▲Il [[polimorfismo (informatica)|polimorfismo]] (legato alle relazioni di ereditarietà) gioca un ruolo importante nella gestione delle eccezioni in Java. Per esempio, una clausola ''catch'' il cui "parametro" sia dichiarato di tipo ''ProblemaAccessoAlFile'' potrebbe catturare tanto eccezioni di tipo ''FileInesistente'' quanto eccezioni di tipo ''FileDanneggiato'' (in analogia con l'applicazione del polimorfismo al passaggio parametri verso metodi e [[Costruttore (programmazione)|costruttori]]). Su considerazioni generali sul polimorfismo e il suo corretto uso, si veda la [[polimorfismo (informatica)|voce corrispondente]]. Nel caso estremo, un blocco ''catch'' con parametro di tipo ''Throwable'', per definizione, può catturare eccezioni di ''qualsiasi tipo''.
Per motivi analoghi, se un metodo dichiara di sollevare eccezioni di una certa classe ''C'', questo è assolutamente compatibile con l'eventualità che, sempre o in alcuni casi, tale metodo sollevi in effetti eccezioni di ''sottoclassi'' di ''C''.
Riga 185 ⟶ 199:
Questa regola contribuisce a garantire che ''tutte'' le eccezioni vengano sempre gestite. Si consideri il seguente blocco di codice:
<
public class X {
public void faiQualcosa() throws C { ... }
Riga 199 ⟶ 213:
}
}
</syntaxhighlight>
In virtù del polimorfismo, sappiamo che il metodo ''m'' potrebbe essere invocato con un argomento che non è di classe X, ma di una sua sottoclasse qualsiasi. In virtù dell'''overriding'' e del [[binding dinamico]], quindi, non abbiamo garanzie che il metodo ''faiQualcosa'' chiamato in ''m'' sia ''esattamente'' quello definito nella classe X; esso potrebbe infatti essere stato ridefinito in qualche sottoclasse di X. A fronte di questa incertezza, però, le regole descritte sopra ci garantiscono che qualunque ridefinizione di ''faiQualcosa'' in qualunque classe non potrà sollevare eccezioni non gestite dalla ''catch'' del metodo ''m''; questo infatti si verificherebbe solo se tale ridefinizione sollevasse eccezioni che non sono né di classe ''C'' né di sue sottoclassi, ciò che appunto le regole riportate sopra escludono.
== Classificazione delle eccezioni ==
Sebbene al programmatore sia consentito scrivere proprie classi di eccezione, Java dispone già di una propria gerarchia di classi-eccezione, di cui è rilevante conoscere la struttura generale.
Riga 210 ⟶ 224:
Le ''Exception'' sono invece le eccezioni che possono essere gestite. La sottoclasse ''RuntimeException'' rappresenta quelle eccezioni che vengono sollevate dalla [[macchina virtuale Java]] (e quindi ''non'' da una istruzione ''throw'' del programma). Per esempio, il tentativo da parte del programma di usare un reference di valore [[null]] comporta la segnalazione di una ''RuntimeException'' da parte della JVM. Queste eccezioni ''possono'' essere catturate e gestite. Tuttavia, essendo in un certo senso eccezioni ''spontanee'' (non generate esplicitamente dal programma), esse non vengono dichiarate nelle clausole ''throws'' (in un certo senso, si assume che qualunque metodo possa incorrere in anomalie di questo genere, per cui dichiarare questa possibilità in modo sistematico, con il conseguente obbligo di gestione dato dalla regola [[handle or declare]], diverrebbe troppo oneroso).
==
<references/>
== Voci correlate ==
* [[Gestione delle eccezioni in C plus plus|Gestione delle eccezioni in C++]]
== Altri progetti ==
{{Interprogetto
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
* {{Cita web|lingua=en|url=https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/exceptions/index.html|titolo=Lesson: Exception|opera=Java Documentation|editore=[[Oracle Corporation]]|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20240127024950/https://docs.oracle.com/javase/tutorial/essential/exceptions/index.html|urlmorto=no|accesso=20 marzo 2024|dataarchivio=27 gennaio 2024}}
* {{Cita web|lingua=en|url=https://www.w3schools.com/java/java_try_catch.asp|titolo=Java Exceptions (Try...Catch)|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20240319040816/https://www.w3schools.com/java/java_try_catch.asp|urlmorto=no|accesso=20 marzo 2024|dataarchivio=19 marzo 2024}}
{{Portale|informatica}}
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