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9.2 Behandlung von Exceptions

9.2.1 Die try-catch-Anweisung

Das Behandeln von Ausnahmen erfolgt mit Hilfe der try-catch-Anweisung: 

001 try {
002    Anweisung;
003    ...
004 } catch (Ausnahmetyp x) {
005    Anweisung;
006    ...
007 }
Listing 9.1: Die try-catch-Anweisung

Der try-Block enthält dabei eine oder mehrere Anweisungen, bei deren Ausführung ein Fehler des Typs Ausnahmetyp auftreten kann. In diesem Fall wird die normale Programmausführung unterbrochen, und der Programmablauf fährt mit der ersten Anweisung nach der catch-Klausel fort, die den passenden Ausnahmetyp deklariert hat. Hier kann nun Code untergebracht werden, der eine angemessene Reaktion auf den Fehler realisiert.

Wir wollen das folgende fehlerhafte Programm betrachten: 

001 /* RTErrorProg1.java */
002 
003 public class RTErrorProg1
004 {
005    public static void main(String[] args)
006    {
007       int i, base = 0;
008 
009       for (base = 10; base >= 2; --base) {
010          i = Integer.parseInt("40",base);
011          System.out.println("40 base "+base+" = "+i);
012       }
013    }
014 }
RTErrorProg1.java
Listing 9.2: Ein Programm mit einem Laufzeitfehler
 Beispiel 

Hier soll der String "40" aus verschiedenen Zahlensystemen in ein int konvertiert und als Dezimalzahl ausgegeben werden. Die dazu verwendete Methode parseInt überprüft, ob der übergebene String einen gültigen Zahlenwert zur angegebenen Basis darstellt. Ist dies nicht der Fall, löst sie eine Ausnahme des Typs NumberFormatException aus. Ohne weitere Maßnahmen stürzt das Programm dann beim Versuch, den String "40" als Zahl zur Basis 4 anzusehen, ab: 

40 base 10 = 40
40 base 9 = 36
40 base 8 = 32
40 base 7 = 28
40 base 6 = 24
40 base 5 = 20
Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: 40
        at java.lang.Integer.parseInt(Compiled Code)
        at RTErrorProg1.main(Compiled Code)

Das Programm läßt sich nun leicht gegen solche Fehler absichern, indem die Programmsequenz, die den Fehler verursacht, in eine try-catch-Anweisung eingeschlossen wird: 

001 /* Listing0903.java */
002 
003 public class Listing0903
004 {
005    public static void main(String[] args)
006    {
007       int i, base = 0;
008 
009       try {
010          for (base = 10; base >= 2; --base) {
011             i = Integer.parseInt("40",base);
012             System.out.println("40 base "+base+" = "+i);
013          }
014       } catch (NumberFormatException e) {
015          System.out.println(
016            "40 ist keine Zahl zur Basis "+base
017          );
018       }
019    }
020 }
Listing0903.java
Listing 9.3: Abfangen des Laufzeitfehlers mit einer try-catch-Anweisung

Zwar ist 40 immer noch keine Zahl zur Basis 4, aber das Programm fängt diesen Fehler nun ab und gibt eine geeignete Fehlermeldung aus: 

40 base 10 = 40
40 base 9 = 36
40 base 8 = 32
40 base 7 = 28
40 base 6 = 24
40 base 5 = 20
40 ist keine Zahl zur Basis 4

9.2.2 Das Fehlerobjekt

In der catch-Klausel wird nicht nur die Art des abzufangenden Fehlers definiert, sondern auch ein formaler Parameter angegeben, der beim Auftreten der Ausnahme ein Fehlerobjekt übernehmen soll. Fehlerobjekte sind dabei Instanzen der Klasse Throwable oder einer ihrer Unterklassen. Sie werden vom Aufrufer der Ausnahme erzeugt und als Parameter an die catch-Klausel übergeben. Das Fehlerobjekt enthält Informationen über die Art des aufgetretenen Fehlers. So liefert beispielsweise die Methode getMessage einen Fehlertext (wenn dieser explizit gesetzt wurde), und printStackTrace druckt einen Auszug aus dem Laufzeit-Stack. Am einfachsten kann der Fehlertext mit der Methode toString der Klasse Throwable ausgegeben werden: 

public String getMessage()

public void printStackTrace()

public String toString()
java.lang.Throwable

Unser Beispielprogramm könnte dann wie folgt umgeschrieben werden: 

001 /* RTErrorProg2.java */
002 
003 public class RTErrorProg2
004 {
005    public static void main(String[] args)
006    {
007       int i, base = 0;
008 
009       try {
010          for (base = 10; base >= 2; --base) {
011             i = Integer.parseInt("40",base);
012             System.out.println("40 base "+base+" = "+i);
013          }
014       } catch (NumberFormatException e) {
015          System.out.println("***Fehler aufgetreten***");
016          System.out.println("Ursache: "+e.getMessage());
017          e.printStackTrace();
018       }
019    }
020 }
RTErrorProg2.java
Listing 9.4: Verwendung des Fehlerobjekts nach einem Laufzeitfehler
 Beispiel 

Die Ausgabe des Programms wäre dann: 

40 base 10 = 40
40 base 9 = 36
40 base 8 = 32
40 base 7 = 28
40 base 6 = 24
40 base 5 = 20
***Fehler aufgetreten***
Ursache: 40
java.lang.NumberFormatException: 40
        at java.lang.Integer.parseInt(Compiled Code)
        at RTErrorProg2.main(Compiled Code)

Wie man sieht, ähnelt die Ausgabe des Programms der ersten Version, die ohne expliziten Fehler-Handler geschrieben wurde. Das liegt daran, daß das Java-Laufzeitsystem beim Auftreten eines Fehlers, der von keiner Methode behandelt wurde, printStackTrace aufruft, bevor es das Programm beendet.

9.2.3 Die Fehlerklassen von Java

Alle Laufzeitfehler in Java sind Unterklassen der Klasse Throwable. Throwable ist eine allgemeine Fehlerklasse, die im wesentlichen eine Klartext-Fehlermeldung speichern und einen Auszug des Laufzeit-Stacks ausgeben kann. Unterhalb von Throwable befinden sich zwei große Vererbungshierarchien:

Viele Pakete der Java-Klassenbibliothek definieren ihre eigenen Fehlerklassen. So gibt es spezielle Fehlerklassen für die Dateiein- und -ausgabe, die Netzwerkkommunikation oder den Zugriff auf Arrays. Wir werden diese speziellen Fehlerklassen immer dann erläutern, wenn eine Methode besprochen wird, die diese Art von Fehler erzeugt.

9.2.4 Fortfahren nach Fehlern

Die Reaktion auf eine Ausnahme muß keinesfalls zwangsläufig darin bestehen, das Programm zu beenden. Statt dessen kann auch versucht werden, den Fehler zu beheben oder zu umgehen, um dann mit dem Programm fortzufahren. Wird im obigen Programm die try-catch-Anweisung in die Schleife gesetzt, so fährt das Programm nach jedem Fehler fort und versucht, die Konvertierung zur nächsten Basis vorzunehmen: 

001 /* Listing0905.java */
002 
003 public class Listing0905
004 {
005    public static void main(String[] args)
006    {
007       int i, base = 0;
008 
009       for (base = 10; base >= 2; --base) {
010          try {
011             i = Integer.parseInt("40",base);
012             System.out.println("40 base "+base+" = "+i);
013          } catch (NumberFormatException e) {
014             System.out.println(
015               "40 ist keine Zahl zur Basis "+base
016             );
017          }
018       }
019    }
020 }
Listing0905.java
Listing 9.5: Fortfahren nach Laufzeitfehlern
 Beispiel 

Die Ausgabe des Programms lautet nun: 

40 base 10 = 40
40 base 9 = 36
40 base 8 = 32
40 base 7 = 28
40 base 6 = 24
40 base 5 = 20
40 ist keine Zahl zur Basis 4
40 ist keine Zahl zur Basis 3
40 ist keine Zahl zur Basis 2

Ob es sinnvoller ist, nach einem Fehler mit der Programmausführung fortzufahren, oder das Programm abzubrechen, ist von der Art des Fehlers und der Stelle im Programm, an der er aufgetreten ist, abhängig. Hier muß von Fall zu Fall entschieden werden, wie vorgegangen werden soll.
 Hinweis 

9.2.5 Mehr als eine catch-Klausel

Bisher sind wir davon ausgegangen, daß innerhalb eines try-Blocks nur eine Ausnahme auftreten kann. Tatsächlich ist es natürlich ohne weiteres möglich, daß zwei oder mehrere unterschiedliche Ausnahmen ausgelöst werden. Das Programm kann auf verschiedene Fehler reagieren, indem es mehr als eine catch-Klausel verwendet. Jede catch-Klausel fängt die Fehler ab, die zum Typ des angegebenen Fehlerobjekts zuweisungskompatibel sind. Dazu gehören alle Fehler der angegebenen Klasse und all ihrer Unterklassen (das wichtige Konzept der Zuweisungskompatibilität von Objekttypen wurde in Kapitel 7 erläutert). Die einzelnen catch-Klauseln werden in der Reihenfolge ihres Auftretens abgearbeitet.

Wir wollen das Beispielprogramm nun so erweitern, daß nicht nur ein einzelner String in eine Zahl konvertiert wird, sondern ein Array von Strings. Aufgrund eines Fehlers in der verwendeten for-Schleife verursacht das Programm einen Zugriff auf ein nicht vorhandenes Array-Element und löst damit eine Ausnahme des Typs IndexOutOfBoundsException aus. Diese kann zusammen mit der Ausnahme NumberFormatException in einer gemeinsamen try-catch-Anweisung behandelt werden: 

001 /* Listing0906.java */
002 
003 public class Listing0906
004 {
005    public static void main(String[] args)
006    {
007       int i, j, base = 0;
008       String numbers[] = new String[3];
009 
010       numbers[0] = "10";
011       numbers[1] = "20";
012       numbers[2] = "30";
013       try {
014          for (base = 10; base >= 2; --base) {
015             for (j = 0; j <= 3; ++j) {
016                i = Integer.parseInt(numbers[j],base);
017                System.out.println(
018                  numbers[j]+" base "+base+" = "+i
019                );
020             }
021          }
022       } catch (IndexOutOfBoundsException e1) {
023          System.out.println(
024             "***IndexOutOfBoundsException: " + e1.toString()
025          );
026       } catch (NumberFormatException e2) {
027          System.out.println(
028             "***NumberFormatException: " + e2.toString()
029          );
030       }
031    }
032 }
Listing0906.java
Listing 9.6: Mehr als eine catch-Klausel
 Beispiel 

Die Ausgabe des Programms ist nun: 

10 base 10 = 10
20 base 10 = 20
30 base 10 = 30
***IndexOutOfBoundsException: java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException

9.2.6 Die finally-Klausel

Die try-catch-Anweisung enthält einen optionalen Bestandteil, der bisher noch nicht erläutert wurde. Mit Hilfe der finally-Klausel, die als letzter Bestandteil einer try-catch-Anweisung verwendet werden darf, kann ein Programmfragment definiert werden, das immer dann ausgeführt wird, wenn die zugehörige try-Klausel betreten wurde. Dabei spielt es keine Rolle, welches Ereignis dafür verantwortlich war, daß die try-Klausel verlassen wurde. Die finally-Klausel wird insbesondere dann ausgeführt, wenn der try-Block durch eine der folgenden Anweisungen verlassen wurde:

Die finally-Klausel ist also der ideale Ort, um Aufräumarbeiten durchzuführen. Hier können beispielsweise Dateien geschlossen oder Ressourcen freigegeben werden.
 Hinweis 

Die folgende Variation unseres Beispielprogramms benutzt finally dazu, am Ende des Programms eine Meldung auszugeben: 

001 /* Listing0907.java */
002 
003 public class Listing0907 
004 {
005    public static void main(String[] args)
006    {
007       int i, base = 0;
008 
009       try {
010          for (base = 10; base >= 2; --base) {
011             i = Integer.parseInt("40",base);
012             System.out.println("40 base "+base+" = "+i);
013          }
014       } catch (NumberFormatException e) {
015          System.out.println(
016            "40 ist keine Zahl zur Basis "+base
017          );
018       } finally {
019          System.out.println(
020             "Sie haben ein einfaches Beispiel " +
021             "sehr glücklich gemacht."
022          );
023       }
024    }
025 }
Listing0907.java
Listing 9.7: Verwendung der finally-Klausel
 Beispiel 

Die Ausgabe des Programms ist: 

40 base 10 = 40
40 base 9 = 36
40 base 8 = 32
40 base 7 = 28
40 base 6 = 24
40 base 5 = 20
40 ist keine Zahl zur Basis 4
Sie haben ein einfaches Beispiel sehr glücklich gemacht.
 Tit   Inh   Ind   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   <<   <   >   >> 
Go To Java 2, Addison Wesley, Version 1.0.2, © 1999 Guido Krüger, http://www.gkrueger.com