Trabalhando com Exce��es em Java

Introduç�o

Podemos destacar que a exceç�o � um evento n�o esperado que ocorre no sistema quando est� em tempo de execuç�o (Runtime). Geralmente quando o sistema captura alguma exceç�o o fluxo do c�digo fica interrompido.

Para conseguir capturar uma exceç�o, � preciso fazer antes o tratamento. O uso dos tratamentos � importante nos sistemas porque auxilia em falhas como: comunicaç�o, leitura e escrita de arquivos, entrada de dados inv�lidos, acesso a elementos fora de �ndice, entre outros.

Classificaç�o

O uso das exceç�es em um sistema � de extrema import�ncia, pois ajuda a detectar e tratar poss�veis erros que possam acontecer. Entretanto, na linguagem Java existem dois tipos de exceç�es, que s�o:

Impl�citas: Exceç�es que n�o precisam de tratamento e demonstram serem contorn�veis. Esse tipo origina-se da subclasse Error ou RunTimeException.
Expl�citas: Exceç�es que precisam ser tratadas e que apresentam condiç�es incontorn�veis. Esse tipo origina do modelo throw e necessita ser declarado pelos m�todos. � originado da subclasse Exception ou IOException.

Existe tamb�m a formaç�o de erros dos tipos throwables que s�o:

Checked Exception: Erros que acontecem fora do controle do programa, mas que devem ser tratados pelo desenvolvedor para o programa funcionar.
Unchecked (Runtime): Erros que podem ser evitados se forem tratados e analisados pelo desenvolvedor. Caso haja um tratamento para esse tipo de erro, o programa acaba parando em tempo de execuç�o (Runtime).
Error: Usado pela JVM que serve para indicar se existe algum problema de recurso do programa, tornando a execuç�o imposs�vel de continuar.

Figura 1: Exceç�es das classes.

Hierarquia de exceç�es

No Java, todas as classes de exceç�o herdam direta ou indiretamente da classe Exception, formando uma hierarquia demonstrada na figura 2.

Figura 2: Hierarquia de herança da classe Throwable.

A classe Throwable tem duas subclasses:

Exception (java.lang.Exception) � � a raiz das classes origin�rias da classe Throwable, onde mostra as situaç�es em que a aplicaç�o pode querer capturar e realizar um tratamento para conseguir realizar o processamento.
Error (java.lang.Error) � Tamb�m � raiz das classes origin�rias da classe Throwable, indicando as situaç�es em que a aplicaç�o n�o deve tentar tratar, como ocorr�ncias que n�o deveriam acontecer.

Existe uma diferença entre �Erro (Error)� e �Exceç�o (Exception)�. O �Erro� � algo que n�o pode mais ser tratado, ao contr�rio da �Exceç�o� que trata seus erros, pois todas as subclasses de Exception (menos as subclasses RuntimeException) s�o exceç�es e devem ser tratadas. Os erros da classe Error ou RuntimeException s�o erros e n�o precisam de tratamento, por esse motivo � usado o try/catch e/ou propagaç�o com throw/throws.

Blocos try/catch/finally

O bloco try tenta processar o c�digo que est� dentro, sendo que se ocorrer uma exceç�o, a execuç�o do c�digo pula para a primeira captura do erro no bloco catch. O uso do try serve para indicar que o c�digo est� tentando realizar algo arriscado no sistema.

O bloco catch trata a exceç�o lançada. Caso a exceç�o n�o seja esperada, a execuç�o do c�digo pula para o pr�ximo catch, se existir. Portanto, se nenhum do bloco catch conseguir capturar a exceç�o, dependendo o tipo que for, � causada a interrupç�o ao sistema, lançando a exceç�o do erro. Um exemplo do uso desse bloco � visto em transaç�es de Rollback, onde s�o utilizados para que a informaç�o n�o persista no banco se for capturada uma exceç�o nesse bloco catch.

A bloco finally sempre finaliza a sequ�ncia de comandos do sistema, independente de ocasionar algum erro no sistema. Esse bloco � opcional, n�o sendo obrigat�rio sua inserç�o na sequ�ncia try/catch. � usado em aç�es que sempre precisam ser executadas independente se gerar erro. Um exemplo � o fechamento da conex�o de um banco de dados.

Praticamente, o uso dos blocos try/catch se d� em m�todos que envolvem alguma manipulaç�o de dados, bem como:

CRUD no banco de dados;
�ndices fora do intervalo de array;
C�lculos matem�ticos;
I/O de dados;
Erros de rede;
Anulaç�o de objetos;
Entre outros;

Listagem 1: Capturando exceç�es


import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class ExemploDivisao {
  
  public static int calculaQuociente(int numerador, int denominador) throws ArithmeticException{
    return numerador / denominador;
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    boolean continua = true;
    
    do{
      try{
        System.out.print("Numerador: ");
        int numerador = sc.nextInt();
        
        System.out.print("Denominador: ");
        int denominador = sc.nextInt();
        
        int resultador = calculaQuociente(numerador, denominador);
        System.out.println("Resultado: "+resultador);
        
        continua = false;
  
      }catch (InputMismatchException erro1) {
        System.err.println("N�o � permitido inserir letras, informe apenas n�meros inteiros!");
        sc.nextLine(); //descarta a entrada errada do usu�rio
      }catch(ArithmeticException erro2){
        System.err.println("O n�mero do divisor deve ser diferente de 0!");
      }finally{
        System.out.println("Execuç�o do Finally!");
      }
    }while(continua);   
  }
}

No exemplo da listagem 1, foi utilizado no m�todo a palavra throws. Essa � uma quest�o que gera alguns conflitos, pois al�m dessa cl�usula, existe tamb�m o throw. Ent�o qual a diferença entre as instruç�es throws e throw? Qual momento � necess�rio usar uma e n�o o outra?

Cl�usulas throw/throws

As cl�usulas throw e throws podem ser entendidas como aç�es que propagam exceç�es, ou seja, em alguns momentos existem exceç�es que n�o podem ser tratadas no mesmo m�todo que gerou a exceç�o. Nesses casos, � necess�rio propagar a exceç�o para um n�vel acima na pilha. A listagem 2 mostra como usar o throws.

Listagem 2: Captura e tratamento da cl�usula throws


public static int calculaQuociente(int numerador, int denominador) throws ArithmeticException{
    return numerador / denominador;
}

Na listagem 2 foi usado um pedaço do c�digo da listagem 1, onde mostra o uso do throws no m�todo calculaQuociente.

Portanto, entende-se que a cl�usula throws declara as exceç�es que podem ser lançadas em determinado m�todo, sendo uma vantagem muitas vezes para outros desenvolvedores que mexem no c�digo, pois serve para deixar de modo expl�cito o erro que pode acontecer no m�todo, para o caso de n�o haver tratamento no c�digo de maneira correta.

Enquanto isso, a cl�usula throw cria um novo objeto de exceç�o que � lançada. A listagem 3 mostra que � criada um exceç�o IllegalArgumentException.

Listagem 3: Usando o throw.


public class Exemplo_Throw {
  
  public static void saque(double valor) {
    if(valor > 400) {
      IllegalArgumentException erro = new IllegalArgumentException();
      throw erro;
    }else {
      System.out.println("Valor retirado da conta: R$"+valor);
    }
  }
  
  public static void main(String[] args) {
    saque(1500);
  }
}

M�todos para captura de erros

A classe Throwable oferece alguns m�todos que podem verificar os erros reproduzidos, quando gerados para dentro das classes. Esse tipo de verificaç�o � visualizado no rastro da pilha (stracktrace), que mostra em qual linha foi gerada a exceç�o. Abaixo est�o descritos os principais m�todos que podem ser tratados no bloco catch para visualizar em que momento foi gerado o erro.

printStrackTrace � Imprime uma mensagem da pilha de erro encontrada em um exceç�o.
getStrackTrace � Recupera informaç�es do stracktrace que podem ser impressas atrav�s do m�todo printStrackTrace.
getMessage � Retorna uma mensagem contendo a lista de erros armazenadas em um exceç�o no formato String.

Na listagem 4, a vari�vel idade, como mostrado, espera um tipo inteiro. Para simular o erro, basta rodar esse c�digo inserindo uma letra/palavra qualquer. Mais detalhes da geraç�o do erro est�o ilustrados na figura 3.

Listagem 4: Usando printStrackTrace


import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class Exemplo_PrintStrackTrace {

  public static void main(String[] args) {
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    try {
      System.out.print("Digite a idade: ");
      int idade = sc.nextInt();
      
      System.out.println(idade);
    } catch (InputMismatchException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

Figura 3: Visualizaç�o do erro.

Na listagem 5, se tenta acessar os elementos fora do �ndice, o que ocasiona o erro.

Listagem 5: Usando getMessage


public class Exemplo_GetMessage {

  public static void main(String[] args) {
    try {
      int[] numero = new int[5];
      
      for(int i = 0; i <= 10; i++){
        numero[i] = i;
        System.out.println(i);
      }
    } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
      System.out.println("Array fora do �ndice: "+e.getMessage());
    }
  }
}

A figura 4 demonstra em maiores detalhes um tratamento com o m�todo getMessage.

Figura 4: Visualizaç�o do c�digo sem tratamento de exceç�o personalizada.

Figura 5: Visualizaç�o do c�digo com tratamento de exceç�o personalizada.

Conclus�o

O objeto System.err � um fluxo de erro padr�o, sendo utilizado para exibir erros de um programa. A sa�da de mensagens tem como destaque a cor vermelha na visualizaç�o do console. Quando utilizado esse objeto, pode ser enviado para um arquivo de log, enquanto um fluxo de sa�da padr�o System.out envia para exibir na tela.

Geralmente, o uso de exceç�o est� relacionado a c�digos que desempenham alguma interaç�o com dados, acesso a arrays/banco de dados, c�lculos, ou seja, tudo que o compilador verificar que existe algum risco, ser� necess�rio o uso dos blocos/cl�usulas de tratamento de erro.

Refer�ncias:

Class Throwable (java.lang.Throwable)

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