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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Java ist auch eine Sprache
2 Sprachbeschreibung
3 Klassen und Objekte
4 Der Umgang mit Zeichenketten
5 Eigene Klassen schreiben
6 Exceptions
7 Generics<T>
8 Äußere.innere Klassen
9 Besondere Klassen der Java SE
10 Architektur, Design und angewandte Objektorientierung
11 Die Klassenbibliothek
12 Bits und Bytes und Mathematisches
13 Datenstrukturen und Algorithmen
14 Threads und nebenläufige Programmierung
15 Raum und Zeit
16 Dateien, Verzeichnisse und Dateizugriffe
17 Datenströme
18 Die eXtensible Markup Language (XML)
19 Grafische Oberflächen mit Swing
20 Grafikprogrammierung
21 Netzwerkprogrammierung
22 Verteilte Programmierung mit RMI
23 JavaServer Pages und Servlets
24 Datenbankmanagement mit JDBC
25 Reflection und Annotationen
26 Dienstprogramme für die Java-Umgebung
A Die Begleit-DVD
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Java ist auch eine Insel von Christian Ullenboom
Das umfassende Handbuch
Buch: Java ist auch eine Insel

Java ist auch eine Insel
geb., mit DVD
1482 S., 49,90 Euro
Rheinwerk Computing
ISBN 978-3-8362-1506-0
Pfeil 6 Exceptions
  Pfeil 6.1 Problembereiche einzäunen
    Pfeil 6.1.1 Exceptions in Java mit try und catch
    Pfeil 6.1.2 Eine NumberFormatException auffangen
    Pfeil 6.1.3 Ablauf einer Ausnahmesituation
    Pfeil 6.1.4 Eigenschaften vom Exception-Objekt
    Pfeil 6.1.5 Wiederholung abgebrochener Bereiche *
    Pfeil 6.1.6 Mehrere Ausnahmen auffangen
    Pfeil 6.1.7 throws im Methodenkopf angeben
    Pfeil 6.1.8 Abschlussbehandlung mit »finally«
  Pfeil 6.2 Die Klassenhierarchie der Fehler
    Pfeil 6.2.1 Die Exception-Hierarchie
    Pfeil 6.2.2 Oberausnahmen auffangen
    Pfeil 6.2.3 Alles geht als Exception durch
    Pfeil 6.2.4 Zusammenfassen gleicher catch-Blöcke
  Pfeil 6.3 RuntimeException muss nicht aufgefangen werden
    Pfeil 6.3.1 Beispiele für RuntimeException-Klassen
    Pfeil 6.3.2 Kann man abfangen, muss man aber nicht
  Pfeil 6.4 Harte Fehler: Error *
  Pfeil 6.5 Auslösen eigener Exceptions
    Pfeil 6.5.1 Mit throw Ausnahmen auslösen
    Pfeil 6.5.2 Vorhandene Runtime-Fehlertypen kennen und nutzen
    Pfeil 6.5.3 Parameter testen und gute Fehlermeldungen
    Pfeil 6.5.4 Neue Exception-Klassen deklarieren
    Pfeil 6.5.5 Eigene Ausnahmen als Unterklassen von Exception oder RuntimeException?
    Pfeil 6.5.6 Abfangen und weiterleiten *
    Pfeil 6.5.7 Geschachtelte Ausnahmen *
  Pfeil 6.6 Assertions *
    Pfeil 6.6.1 Assertions in eigenen Programmen nutzen
    Pfeil 6.6.2 Assertions aktivieren

»Wir sind in Sicherheit! Er kann uns nicht erreichen!« »Sicher?« »Ganz sicher! Bären haben Angst vor Treibsand!« – Hägar, Dik Browne (1917–1989)

6 Exceptions

Fehler beim Programmieren sind unvermeidlich. Schwierigkeiten bereiten nur die unkalkulierbaren Situationen – hier ist der Umgang mit Fehlern ganz besonders heikel. Java bietet die elegante Methode der Exceptions, um mit Fehlern flexibel umzugehen.


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6.1 Problembereiche einzäunen  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Werden in C Routinen aufgerufen, dann haben diese keine andere Möglichkeit, als über den Rückgabewert einen Fehlschlag anzuzeigen. Der Fehlercode ist häufig –1, aber auch NULL oder 0. Allerdings kann die Null auch Korrektheit anzeigen. Irgendwie ist das willkürlich. Die Abfrage dieser Werte ist unschön und wird von uns gern unterlassen, zumal wir oft davon ausgehen, dass ein Fehler in dieser Situation gar nicht auftreten kann – diese Annahme kann eine Dummheit sein. Zudem wird der Programmfluss durch Abfragen der Rückgabeergebnisse unangenehm unterbrochen, zumal der Rückgabewert, wenn er nicht gerade einen Fehler anzeigt, weiterverwendet wird. Der Rückgabewert ist also im weitesten Sinne überladen, da er zwei Zustände anzeigt. Häufig entstehen mit den Fehlerabfragen kaskadierte if-Abfragen, die den Quellcode schwer lesbar machen.


Beispiel Die Java-Bibliothek geht bei den Methoden delete(), mkdir(), mkdirs() und renameTo() der Klasse File nicht mit gutem Beispiel voran. Anstatt über eine Ausnahme anzuzeigen, dass die Operation nicht geglückt ist, liefern die genannten Methoden false. Das ist unglücklich, denn viele Entwickler verzichten auf den Test, und so entstehen Fehler, die später schwer zu finden sind.



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6.1.1 Exceptions in Java mit try und catch  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Bei der Verwendung von Exceptions wird der Programmfluss nicht durch Abfrage des Rückgabestatus unterbrochen. Ein besonders ausgezeichnetes Programmstück überwacht mögliche Fehler und ruft gegebenenfalls speziellen Programmcode zur Behandlung auf.

Den überwachten Programmbereich (Block) leitet das Schlüsselwort try ein. Dem try-Block folgt in der Regel [In machen Fällen auch ein finally-Block, sodass es dann ein try-finally wird. ] ein catch-Block, in dem Programmcode steht, der den Fehler behandelt. Kurz skizziert, sieht das so aus:

try
{
  // Programmcode, der eine Ausnahme ausführen kann
}
catch ( … )
{
  // Programmcode zum Behandeln der Ausnahme
}
// Es geht ganz normal weiter, denn die Ausnahme wurde behandelt

Hinter catch folgt also der Programmblock, der beim Auftreten eines Fehlers ausgeführt wird, um den Fehler abzufangen (daher der Ausdruck catch). Es ist nach der Fehlerbehandlung nicht mehr so einfach möglich, an der Stelle fortzufahren, an der der Fehler auftrat. Andere Programmiersprachen erlauben das durchaus.


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6.1.2 Eine NumberFormatException auffangen  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Über die Methode Integer.parseInt() haben wir an verschiedenen Stellen schon gesprochen. Sie konvertiert eine Zahl, die als Zeichenkette gegeben ist, in eine Dezimalzahl:

int vatRate = Integer.parseInt( "19" );

In dem Beispiel ist eine Konvertierung möglich, und die Methode führt die Umwandlung ohne Fehler aus. Anders sieht das aus, wenn der String keine Zahl repräsentiert:

Listing 6.1  DontCatchTheNumberFormatException.java

/* 01 */public class DontCatchTheNumberFormatException
/* 02 */{
/* 03 */   public static int getVatRate()
/* 04 */   {
/* 05 */     return Integer.parseInt( "19%" );
/* 06 */   }
/* 07 */   public static void main( String[] args )
/* 08 */   {
/* 09 */     System.out.println( getVatRate() );
/* 10 */   }
/* 11 */}

Die Ausführung des Programms bricht mit einem Fehler ab, und die virtuelle Maschine gibt uns automatisch eine Meldung aus:

Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "19%"
  at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:48)
  at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:456)
  at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:497)
  at DontCatchTheNumberFormatException.getVatRate(DontCatchTheNumberFormatException.Umbruch
    java:5)
  at DontCatchTheNumberFormatException.main(DontCatchTheNumberFormatException.java:9)

In der ersten Zeile können wir ablesen, dass eine java.lang.NumberFormatException ausgelöst wurde. In der letzten Zeile steht, welche Stelle in unserem Programm zu dem Fehler führte (Fehlerausgaben wie diese haben wir schon im Abschnitt »Auf null geht nix, nur die NullPointerException« in Abschnitt 3.5 beobachtet).

Abbildung 6.1  Tritt eine Exception auf, so wird sie im Ausgabefenster rot angezeigt. Praktischerweise sind die Fehlermeldungen wie Hyperlinks: Ein Klick, und Eclipse zeigt die Zeile, die die Exception auslöst.

Stack-Trace

Die virtuelle Maschine merkt sich auf einem Stapel, welche Methode welche andere Methode aufgerufen hat. Dies nennt sich Stack-Trace. Wenn also die statische main()-Methode die Methode getVatRate() aufruft und diese wiederum parseInt(), so sieht der Stapel zum Zeitpunkt von parseInt() so aus:

parseInt
getVatRate
main

Ein Stack-Trace ist im Fehlerfall nützlich, da wir etwa bei unserem parseInt("19 %") ablesen können, dass parseInt() den Fehler ausgelöst hat und nicht irgendeine andere Methode.

Eine NumberFormatException auffangen

Da ohne den aufgefangenen Fehler das Programm abbricht, soll nun die NumberFormatException aufgefangen werden. Dabei kommt die try-catch-Konstruktion zum Einsatz:

Listing 6.2  CatchTheNumberFormatException.java, main()

stringToConvert = "19%";

try
{
  Integer.parseInt( stringToConvert );
}
catch ( NumberFormatException e )
{
  System.err.printf( "'%s' kann man nicht in eine Zahl konvertieren!%n", Umbruch
    stringToConvert );
}
System.out.println( "Weiter geht's" );

Die gesamte Ausgabe ist:

'19%' kann man nicht in eine Zahl konvertieren!
Weiter geht's

Die Anweisung catch ( NumberFormatException e ) fängt also alles auf, was vom Ausnahmetyp NumberFormatException ist. Integer.parseInt("19 %") führt zu einer NumberFormatException, die wir behandeln. Danach ist der Fehler wie weggeblasen, und mit der Konsolenausgabe geht es ganz normal weiter.


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6.1.3 Ablauf einer Ausnahmesituation  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Das Laufzeitsystem erzeugt ein Ausnahme-Objekt, wenn ein Fehler über eine Exception angezeigt werden soll. Dann wird die Abarbeitung der Programmzeilen sofort unterbrochen, und das Laufzeitsystem steuert selbstständig die erste catch-Klausel an (oder springt weiter zum Aufrufer, wie wir später sehen werden). Wenn die erste catch-Anweisung nicht zur Art des aufgetretenen Fehlers passt, werden der Reihe nach alle übrigen catch-Klauseln untersucht, und die erste übereinstimmende Klausel wird angesprungen (oder ausgewählt). Erst wird etwas versucht (daher heißt es im Englischen try), und wenn im Fehlerfall ein Exception-Objekt im Programmstück ausgelöst (engl. throw) wird, lässt es sich an einer Stelle auffangen (engl. catch). Da immer die erste passende catch-Klausel ausgewählt wird, darf im Beispiel die letzte catch-Klausel keinesfalls zuerst stehen, da diese auf jeden Fehler passt. Alle anderen Anweisungen in den catch-Blöcken würden dann nicht ausgeführt; der Compiler erkennt dieses Problem und gibt einen Fehler aus.


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6.1.4 Eigenschaften vom Exception-Objekt  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Das Exception-Objekt, das uns in der catch-Anweisung übergeben wird, ist reich an Informationen. So lässt sich erfragen, um welche Ausnahme es sich eigentlich handelt und wie die Fehlernachricht heißt. Auch der Stack-Trace lässt sich erfragen und ausgeben:

Listing 6.3  NumberFormatExceptionElements.java, main()

try
{
  Integer.parseInt( "19%" );
}
catch ( NumberFormatException e )
{
  String name  = e.getClass().getName();
  String msg   = e.getMessage();
  String toStr = e.toString();

  System.out.println( name );  // java.lang.NumberFormatException
  System.out.println( msg );   // For input string: "19%"
  System.out.println( toStr ); // java.lang.NumberFormatException: For input 
                               // string: "19%"

  e.printStackTrace();
}

Im letzten Fall, mit e.printStackTrace(), bekommen wir das Gleiche auf dem Fehlerkanal System.err ausgegeben, was uns die virtuelle Maschine ausgibt, wenn wir die Ausnahme nicht abfangen:

java.lang.NumberFormatException: For input string: "19%"
  at java.lang.NumberFormatException.forInputString(NumberFormatException.java:48)
  at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:456)
  at java.lang.Integer.parseInt(Integer.java:497)
  at NumberFormatExceptionElements.main(NumberFormatExceptionElements.java:7)

Die Ausgabe besteht aus dem Klassennamen der Exception, der Meldung und dem Stack-Trace. printStackTrace() ist parametrisiert und kann auch in einen Ausgabekanal geschickt werden.

Bitte nicht schlucken: leere catch-Blöcke

Java schreibt vor, dass Ausnahmen in einem catch behandelt (oder nach oben geleitet) werden, aber nicht, was in catch-Blöcken zu geschehen hat. Ein leerer catch-Block ist in der Regel wenig sinnvoll, weil dann die Fehler klammheimlich unterdrückt werden. (Das wäre genauso wie ignorierte Statusrückgabewerte von C-Funktionen.) Das Mindeste ist eine minimale Fehlerausgabe via System.err.println(e) oder das informativere e.printStackTrace () für eine Exception e oder das Loggen dieser Fehler. Noch besser ist das aktive Reagieren, denn die Ausgabe selbst behandelt diesen Fehler nicht! Im catch-Block ist es durchaus legitim, wiederum andere Ausnahmen auszulösen.


Hinweis Wenn wie bei einem sleep() die InterruptedException wirklich egal ist, kann natürlich auch der Block leer sein, doch gibt es dafür nicht so viele sinnvolle Beispiele.



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6.1.5 Wiederholung abgebrochener Bereiche *  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Es gibt in Java bei Ausnahmen bisher keine von der Sprache unterstützte Möglichkeit, an den Punkt zurückzukehren, der den Fehler ausgelöst hat. Das ist aber oft erwünscht, etwa, wenn eine fehlerhafte Eingabe zu wiederholen ist.

Wir werden mit JOptionPane.showInputDialog() nach einem String fragen und versuchen, diesen in eine Zahl zu konvertieren. Dabei kann natürlich etwas schiefgehen. Wenn ein Benutzer eine Zeichenkette eingibt, die keine Zahl repräsentiert, löst parseInt() eine NumberFormatException aus. Wir wollen in diesem Fall die Eingabe wiederholen:

Listing 6.4  ContinueInput.java, main()

int number = 0;
while ( true )
{
  try
  {
    String s = javax.swing.JOptionPane.showInputDialog(
                 "Bitte Zahl eingeben" );
    number = Integer.parseInt( s );
    break;
  }
  catch ( NumberFormatException ó_ò )
  {
    System.err.println( "Das war keine Zahl!" );
  }
}
System.out.println( "Danke für die Zahl " + number );
System.exit( 0 );                                     // Beendet die Anwendung

Die gewählte Lösung ist einfach: Wir programmieren den gesamten Teil in einer Endlosschleife. Geht die problematische Stelle ohne Fehler durch, so beenden wir die Schleife mit break. Kommt es zu einer Ausnahme, dann wird break nicht ausgeführt, und nach der Exception gelangen wir wieder in die Endlosschleife.


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6.1.6 Mehrere Ausnahmen auffangen  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Wir wollen mithilfe der Klasse Scanner eine Webseite zeilenweise auslesen und alle dort enthaltenen E-Mail-Adressen sammeln. Dazu greifen wir schon etwas vor und arbeiten mit zwei Klassen, die uns beim Einlesen der Zeilen helfen: URL und Scanner (siehe dazu Abschnitt 4.8.2, »Die Klasse Scanner«). Zunächst repräsentiert die Klasse URL eine URL, also eine Internetadresse. Das URL-Objekt fragen wir nach einem Datenstrom und diesen Datenstrom, setzen wir in den Konstruktor der Scanner-Klasse. Mit dem Scanner können wir dann zeilenweise durch die Seite laufen und alles einsammeln, was wie eine E-Mail-Adresse aussieht.

Anders als bei Integer.parseInt() kündigt die API-Dokumentation vom Konstruktor der Klasse URL an, dass eine Ausnahme ausgelöst wird, genau dann, wenn die URL falsch formuliert wird (etwa als "telefon://0123-123123"). Vergleichbares gilt bei der URL-Methode openStream(). Die Methode löst eine IOException aus, wenn es keinen Zugriff auf die Web-seite gibt.

Damit zwingen uns der Konstruktor und die Methode eine Behandlung auf, ohne die wir new URL() und openStream() nicht nutzen könnten.

Abbildung 6.2  Eine nicht behandelte Ausnahme wird von Eclipse als Fehler angezeigt.

Wir müssen uns diesen potenziellen Fehlern also stellen und daher die Problemzonen in einen try- und catch-Block schreiben:

Listing 6.5  FindAllEmailAddresses.java

import java.io.IOException;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.util.Scanner;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class FindAllEmailAddresses
{
  public static void main( String[] args )
  {
    printAllEMailAddresses( "https://www.galileo-press.de/hilfe/Impressum" );
  }

  static void printAllEMailAddresses( String urlString )
  {
    try
    {
      URL     url     = new URL( urlString );
      Scanner scanner = new Scanner( url.openStream() );
      Pattern pattern = Pattern.compile( "[\\w|-]+@\\w[\\w|-]*\\.[a-z]{2,3}" );

      while ( scanner.hasNextLine() )
      {
        String line = scanner.nextLine();
        for ( Matcher m = pattern.matcher( line ); m.find(); )
          System.out.println( line.substring( m.start(), m.end() ) );
      }
    }
    catch ( MalformedURLException e )
    {
      System.err.println( "URL ist falsch aufgebaut!" );
    }
    catch ( IOException e )
    {
      System.err.println( "URL konnte nicht geöffnet werden!" );
    }
  }
}

Tritt beim Erzeugen des URL-Objekts oder bei der Verbindung ein Fehler auf, wird dieser im try-Block abgefangen und im catch-Teil bearbeitet. Einem try-Block können mehrere catch-Klauseln zugeordnet sein, um verschiedene Fehlertypen aufzufangen.

Abbildung 6.3  Einen try-catch-Block kann Eclipse auch selbst anlegen. Dazu werden wieder die Tasten Strg + 1 bemüht, wobei Eclipse anbietet, entweder den Fehler an den Aufrufer weiterzuleiten (siehe weiter unten) oder einen try-catch-Block anzulegen.


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6.1.7 throws im Methodenkopf angeben  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Neben der rahmenbasierten Ausnahmebehandlung – dem »Einzäunen« von problematischen Blöcken durch einen try- und catch-Block – gibt es eine weitere Möglichkeit, auf Exceptions zu reagieren: Weiterleiten an den Aufrufer. Im Kopf der betreffenden Methode wird dazu eine throws-Klausel eingeführt. Dadurch zeigt die Methode an, dass sie eine bestimmte Exception nicht selbst behandelt, sondern diese an die aufrufende Methode weitergibt. Wird nun von der aufgerufenen Methode eine Exception ausgelöst, so wird diese Methode abgebrochen, und der Aufrufer muss sich um den Fehler kümmern.

Wir können unsere Methode printAllEMailAddresses() so umschreiben, dass sie die Ausnahmen nicht mehr selbst abfängt, sondern nach oben weiterleitet:

Listing 6.6  FindAllEmailAddresses2.java, printAllEMailAddresses()

static void printAllEMailAddresses( String urlString )
  throws MalformedURLException, IOException
{
  Scanner scanner = new Scanner( new URL( urlString ).openStream() );
  Pattern pattern = Pattern.compile( "[\\w|-]+@\\w[\\w|-]*\\.[a-z]{2,3}" );

  while ( scanner.hasNextLine() )
  {
    String line = scanner.nextLine();
    for ( Matcher m = pattern.matcher( line ); m.find(); )
      System.out.println( line.substring( m.start(), m.end() ) );
  }
}

Nun ist main() am Zug und muss sich mit MalformedURLException und IOException herumärgern:

Listing 6.7  FindAllEmailAddresses2.java, main()

public static void main( String[] args )
{
  try
  {
    printAllEMailAddresses( "https://www.galileo-press.de/hilfe/Impressum" );
  }
  catch ( MalformedURLException e )
  {
    System.err.println( "URL ist falsch aufgebaut!" );
  }
  catch ( IOException e )
  {
    System.err.println( "URL konnte nicht geöffnet werden!" );
  }
}

Dadurch steigt der Fehler entlang der Kette von Methodenaufrufen wie eine Blase (engl. bubble) nach oben und kann irgendwann von einem Block abgefangen werden, der sich darum kümmert.


Hinweis Zwar ist die FileNotFoundException eine IOException, sodass wir hier nur IOException hätten angeben müssen, doch grundsätzlich lassen sich beliebig viele Ausnahmen, getrennt durch Kommata, aufzählen. Zu den Vererbungsbeziehungen und den Konsequenzen folgt später mehr.



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6.1.8 Abschlussbehandlung mit »finally«  topZur vorigen Überschrift

Im Folgenden wollen wir eine optimale Exception-Behandlung programmieren. Es geht im Beispiel darum, die Ausmaße eines GIF-Bildes auszulesen. Das Grafikformat GIF ist sehr einfach und gut dokumentiert, etwa unter http://www.fileformat.info/format/gif/egff.htm. Dort lässt sich erfahren, wie sich die Ausmaße ganz einfach im Kopf einer GIF-Datei ablesen lassen, denn nach den ersten Bytes 'G', 'I', 'F', '8', '7' (oder '9'), 'a' folgen in 2 Bytes an Position 6 und 7 die Breite und an Position 8 und 9 die Höhe des Bildes.

Die ignorante Version

In der ersten Variante schreiben wir den Algorithmus einfach herunter und kümmern uns nicht um die Fehlerbehandlung; mögliche Ausnahmen leitet die statische main()-Methode an die JVM weiter:

Listing 6.8  ReadGifSizeIgnoringExceptions.java

import java.io.*;

public class ReadGifSizeIgnoringExceptions
{
  public static void main( String[] args ) throws FileNotFoundException, IOException
  {
    RandomAccessFile f = new RandomAccessFile( "duke.gif", "r" );
    f.seek( 6 );

    System.out.printf( "%s x %s Pixel%n", f.read() + f.read() * 256,
                                          f.read() + f.read() * 256 );
  }
}

In der Klasse haben wir eine Kleinigkeit noch nicht beachtet: das Schließen des Datenstroms. Das Programm endet mit dem Auslesen der Bytes, aber das Schließen mit close() fehlt. Nehmen wir eine Zeile nach der Konsolenausgabe hinzu:

…
System.out.printf( "%s x %s Pixel%n", f.read() + f.read() * 256,
                                      f.read() + f.read() * 256 );
f.close();

Das close() wiederum kann auch eine IOException auslösen, die jedoch schon über throws angekündigt wurde.

Der gut gemeinte Versuch

Dass ein Programm die JVM beendet, sobald eine Datei nicht da ist, ist ein bisschen hart. Daher wollen wir ein try-catch formulieren und den Fehler ordentlich abfangen und dokumentieren:

Listing 6.9  ReadGifSizeCatchingExceptions.java

import java.io.*;

public class ReadGifSizeCatchingExceptions
{
  public static void main( String[] args )
  {
    try
    {
      RandomAccessFile f = new RandomAccessFile( "duke.gif", "r" );
      f.seek( 6 );

      System.out.printf( "%s x %s Pixel%n", f.read() + f.read() * 256,
                         f.read() + f.read() * 256 );
      f.close();
    }
    catch ( FileNotFoundException e )
    {
      System.err.println( "Datei ist nicht vorhanden!" );
    }
    catch ( IOException e )
    {

      System.err.println( "Allgemeiner Ein-/Ausgabefehler!" );
    }
  }
}

Ist damit alles in Ordnung?

Ab jetzt wird scharf geschlossen

Nehmen wir an, das Öffnen führt zu keiner Ausnahme, doch beim Zugriff auf ein Byte kommt es unerwartet zu einem Fehler. Das read() wird abgebrochen, und die JVM leitet uns in den Exception-Block, der eine Meldung ausgibt. Das Problem: Dann schließt das Programm den Datenstrom nicht. Wir könnten verleitet werden, in den catch-Zweig auch ein close() zu schreiben, doch ist das eine Quellcodeduplizierung, die wir vermeiden müssen. Hier kommt ein finally-Block zum Zuge. finally-Blöcke stehen immer hinter catch-Blöcken, und ihre wichtigste Eigenschaft ist die, dass der Programmcode im finally-Block immer ausgeführt wird, egal, ob es einen Fehler gab oder ob es keinen Fehler gab und die Routine glatt durchlief. Das ist genau, was wird hier bei der Ressourcenfreigabe brauchen. Da finally immer ausgeführt wird, wird die Datei geschlossen (und der interne File-Handle freigegeben), wenn alles gut ging – und ebenso im Fehlerfall:

Listing 6.10  ReadGifSize.java, main()

RandomAccessFile f = null;

try
{
  f = new RandomAccessFile( "duke.gif", "r" );
  f.seek( 6 );

  System.out.printf( "%s x %s Pixel%n", f.read() + f.read() * 256,
                     f.read() + f.read() * 256 );

  f.close();
}
catch ( FileNotFoundException e )
{
  System.err.println( "Datei ist nicht vorhanden!" );
}
catch ( IOException e )
{
  System.err.println( "Allgemeiner Ein-/Ausgabefehler!" );
}
finally
{
  if ( f != null )
    try { f.close(); } catch ( IOException e ) { }
}

Ein kleiner Schönheitsfehler bleibt: close() selbst muss mit einem try-catch ummantelt werden. Das führt zu etwas abschreckenden Konstruktionen, die TCFTC (try-catch-finally-try-catch) genannt werden. Ein zweiter Schönheitsfehler ist der, dass die Variable f nun außerhalb des try-Blocks deklariert werden muss. Das gibt ihr als lokaler Variablen einen größeren Radius – größer, als er eigentlich sein sollte.

Zusammenfassung

Nach einem (oder mehreren) catch kann optional ein finally-Block folgen. Die Laufzeitumgebung führt die Anweisungen im finally-Block immer aus, egal, ob ein Fehler auftrat oder die Anweisungen im try-catch-Block optimal durchliefen. Das heißt, der Block wird auf jeden Fall ausgeführt – lassen wir System.exit() oder Systemfehler einmal außen vor –, auch wenn im try-catch-Block ein return, break oder continue steht oder eine Anweisung eine neue Ausnahme auslöst. Der Programmcode im finally-Block bekommt auch gar nicht mit, ob vorher eine Ausnahme auftrat oder alles glattlief. [Wenn das von Interesse ist, lässt sich am Ende des try-catch-Blocks ein Flag belegen. ]

Sinnvoll sind Anweisungen im finally-Block immer dann, wenn Operationen stets ausgeführt werden sollen. Eine typische Anwendung ist die Freigabe von Ressourcen oder das Schließen von Dateien.


Hinweis Es gibt bei Objekten einen Finalizer, doch der hat mit finally nichts zu tun. Der Finalizer ist eine besondere Methode, die immer dann aufgerufen wird, wenn der Garbage-Collector ein Objekt wegräumt.


Ein »try« ohne »catch«

Es kommt zu einer merkwürdigen Konstellation, wenn mit throws eine Exception nach oben geleitet wird. Dann ist ein catch für diese Fehlerart nicht notwendig. Dennoch lässt sich dann ein Block mit einer Ereignisbehandlung umrahmen, um ein finally auszuführen:

void read() throws MyException
{
  try
  {
    // hier etwas verarbeiten, was eine MyException auslösen könnte
    return;
  }
  finally
  {
    System.out.println( "Ja, das kommt danach" );
  }
}


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