Excepciones en Java

A diferencia de otros lenguajes de programación orientados a objetos como C/C++, Java incorpora en el propio lenguaje la gestión de errores. El mejor momento para detectar los errores es durante la compilación. Sin embargo prácticamente sólo los errores de sintaxis son detectados durante este periodo. El resto de problemas surgen durante la ejecución de los programas.

En el lenguaje Java, una Exception es un cierto tipo de error o una condición anormal que se ha producido durante la ejecución de un programa. Algunas excepciones son fatales y provocan que se deba finalizar la ejecución del programa. En este caso conviene terminar ordenadamente y dar un mensaje explicando el tipo de error que se ha producido. Otras, como por ejemplo no encontrar un fichero en el que hay que leer o escribir algo, pueden ser recuperables. En este caso el programa debe dar al usuario la oportunidad de corregir el error (indicando una nueva localización del fichero no encontrado).

Un buen programa debe gestionar correctamente todas o la mayor parte de los errores que se pueden
producir. Hay dos “estilos” de hacer esto:

• A la “antigua usanza”: los métodos devuelven un código de error. Este código se chequea en el entorno que ha llamado al método con una serie de if elseif …, gestionando de forma diferente el resultado correcto o cada uno de los posibles errores. Este sistema resulta muy complicado cuando hay varios niveles de llamadas a los métodos.
• Con soporte en el propio lenguaje: En este caso el propio lenguaje proporciona construcciones especiales para gestionar los errores o Exceptions. Suele ser lo habitual en lenguajes modernos, como C++, Visual Basic y Java.

En los siguientes apartados se examina cómo se trabaja con los bloques y expresiones try, catch, throw, throws y finally, cuándo se deben lanzar excepciones, cuándo se deben capturar y cómo se crean las clases propias de tipo Exception.

Excepciones Estándar en Java

Los errores se representan mediante dos tipos de clases derivadas de la clase Throwable: Error y Exception. La siguiente figura muestra parcialmente la jerarquía de clases relacionada con Throwable:

Jerarquía de clases derivadas de Throwable.

La clase Error está relacionada con errores de compilación, del sistema o de la JVM. De ordinario estos errores son irrecuperables y no dependen del programador ni debe preocuparse de capturarlos y tratarlos.
La clase Exception tiene más interés. Dentro de ella se puede distinguir:

1. RuntimeException: Son excepciones muy frecuentes, de ordinario relacionadas con errores de programación. Se pueden llamar excepciones implícitas.
2. Las demás clases derivadas de Exception son excepciones explícitas. Java obliga a tenerlas en cuenta y chequear si se producen.

El caso de RuntimeException es un poco especial. El propio Java durante la ejecución de un programa chequea y lanza automáticamente las excepciones que derivan de RuntimeException. El programador no necesita establecer los bloques try/catch para controlar este tipo de excepciones.

Representan dos casos de errores de programación:
1. Un error que normalmente no suele ser chequeado por el programador, como por ejemplo recibir una referencia null en un método.

2. Un error que el programador debería haber chequeado al escribir el código, como sobrepasar el tamaño asignado de un array (genera un ArrayIndexOutOfBoundsException automáticamente).

En realidad sería posible comprobar estos tipos de errores, pero el código se complicaría excesivamente si se necesitara chequear continuamente todo tipo de errores (que las referencias son distintas de null, que todos los argumentos de los métodos son correctos, y un largo etcétera).

Las clases derivadas de Exception pueden pertenecer a distintos packages de Java. Algunas perenecen a java.lang (Throwable, Exception, RuntimeException, …); otras a java.io (EOFException, FileNotFoundException, ...) o a otros packages. Por heredar de Throwable todos los tipos de excepciones pueden usar los métodos siguientes:

1. String getMessage()                               Extrae el mensaje asociado con la excepción.
2. String toString()                                       Devuelve un String que describe la excepción.
3. void printStackTrace()                            Indica el método donde se lanzó la excepción.

 Lanzar una Excepción

Cuando en un método se produce una situación anómala es necesario lanzar una excepción. El proceso de lanzamiento de una excepción es el siguiente:

1. Se crea un objeto Exception de la clase adecuada.

2. Se lanza la excepción con la sentencia throw seguida del objeto Exception creado.

// Código que lanza la excepción MyException una vez detectado el error MyException me = new MyException("MyException message"); throw me;

Esta excepción deberá ser capturada (catch) y gestionada en el propio método o en algún otro lugar del programa (en otro método anterior en la pila o stack de llamadas).

Al lanzar una excepción el método termina de inmediato, sin devolver ningún valor. Solamente en el caso de que el método incluya los bloques try/catch/finally se ejecutará el bloque catch que la captura o el bloque finally (si existe).

Todo método en el que se puede producir uno o más tipos de excepciones (y que no utiliza directamente los bloques try/catch/finally para tratarlos) debe declararlas en el encabezamiento de la función por medio de la palabra throws. Si un método puede lanzar varias excepciones, se ponen detrás de throws separadas por comas, como por ejemplo:

public void leerFichero(String fich) throws EOFException, FileNotFoundException {…}

Se puede poner únicamente una superclase de excepciones para indicar que se pueden lanzar excepciones de cualquiera de sus clases derivadas. El caso anterior sería equivalente a:

public void leerFichero(String fich) throws IOException {…}

Las excepciones pueden ser lanzadas directamente por leerFichero() o por alguno de los métodos llamados por leerFichero(), ya que las clases EOFException y FileNotFoundException derivan de IOException.

Se recuerda que no hace falta avisar de que se pueden lanzar objetos de la clases Error o RuntimeException (excepciones implícitas).

Capturar una Excepción

Como ya se ha visto, ciertos métodos de los packages de Java y algunos métodos creados por cualquier programador producen (“lanzan”) excepciones. Si el usuario llama a estos métodos sin tenerlo en cuenta se produce un error de compilación con un mensaje del tipo: “… Exception java.io.IOException must be caugth or it must be declared in the throws clause of this method”. El programa no compilará mientras el usuario no haga una de estas dos cosas:

• Gestionar la excepción con una construcción del tipo try {…} catch {…}.
• Re-lanzar la excepción hacia un método anterior en el stack, declarando que su método también lanza dicha excepción, utilizando para ello la construcción throws en el header del método.

El compilador obliga a capturar las llamadas excepciones explícitas, pero no protesta si se captura y luego no se hace nada con ella. En general, es conveniente por lo menos imprimir un mensaje indicando qué tipo de excepción se ha producido.

• Bloques try y catch

En el caso de las excepciones que no pertenecen a las RuntimeException y que por lo tanto Java obliga a tenerlas en cuenta habrá que utilizar los bloques try, catch y finally. El código dentro del bloque try está “vigilado”: Si se produce una situación anormal y se lanza por lo tanto una excepción el control salta o sale del bloque try y pasa al bloque catch, que se hace cargo de la situación y decide lo que hay que hacer. Se pueden incluir tantos bloques catch como sean necesarios, cada uno de los cuales tratará un tipo de excepción.

Las excepciones se pueden capturar individualmente o en grupo, por medio de una superclase de la que deriven todas ellas.

El bloque finally es opcional. Si se incluye sus sentencias se ejecutan siempre, sea cual sea la excepción que se produzca o si no se produce ninguna. El bloque finally se ejecuta aunque en el bloque try haya un return.

En el siguiente ejemplo se presenta un método que debe "controlar" una IOException relacionada con la lectura ficheros y una MyException propia:

• Relanzar una Exception

Existen algunos casos en los cuales el código de un método puede generar una Exception y no se desea incluir en dicho método la gestión del error. Java permite que este método pase o relance (throws) la Exception al método desde el que ha sido llamado, sin incluir en el método los bucles try/catch correspondientes. Esto se consigue mediante la adición de throws más el nombre de la Exception concreta después de la lista de argumentos del método. A su vez el método superior deberá incluir los bloques try/catch o volver a pasar la Exception. De esta forma se puede ir pasando la Exception de un método a otro hasta llegar al último método del programa, el método main().

El ejemplo anterior (metodo1) realizaba la gestión de las excepciones dentro del propio método. Ahora se presenta un nuevo ejemplo (metodo2) que relanza las excepciones al siguiente método:

• Método finally {...}

El bloque finally {...} debe ir detrás de todos los bloques catch considerados. Si se incluye (ya que es opcional) sus sentencias se ejecutan siempre, sea cual sea el tipo de excepción que se produzca, o incluso si no se produce ninguna. El bloque finally se ejecuta incluso si dentro de los bloques try/catch hay una sentencia continue, break o return. La forma general de una sección donde se controlan las excepciones es por lo tanto:

El bloque finally es necesario en los casos en que se necesite recuperar o devolver a su situación original algunos elementos. No se trata de liberar la memoria reservada con new ya que de ello se ocupará automáticamente el garbage collector.

Como ejemplo se podría pensar en un bloque try dentro del cual se abre un fichero para lectura y escritura de datos y se desea cerrar el fichero abierto. El fichero abierto se debe cerrar tanto si produce una excepción como si no se produce, ya que dejar un fichero abierto puede provocar problemas posteriores. Para conseguir esto se deberá incluir las sentencias correspondientes a cerrar el fichero dentro del bloque finally.

Crear Nuevas Excepciones

El programador puede crear sus propias excepciones sólo con heredar de la clase Exception o de una de sus clases derivadas. Lo lógico es heredar de la clase de la jerarquía de Java que mejor se adapte al tipo de excepción. Las clases Exception suelen tener dos constructores:

1. Un constructor sin argumentos.
2. Un constructor que recibe un String como argumento. En este String se suele definir un mensaje que explica el tipo de excepción generada. Conviene que este constructor llame al constructor de la clase de la que deriva super(String).

Al ser clases como cualquier otra se podrían incluir variables y métodos nuevos. Por ejemplo:

Herencias de Clases y tratamiento de Excepciones

Si un método redefine otro método de una super-clase que utiliza throws, el método de la clase derivada no tiene obligatoriamente que poder lanzar todas las mismas excepciones de la clase base. Es posible en el método de la subclase lanzar las mismas excepciones o menos, pero no se pueden lanzar más excepciones. No puede tampoco lanzar nuevas excepciones ni excepciones de una clase más general.

Se trata de una restricción muy útil ya que como consecuencia de ello el código que funciona con la clase base podrá trabajar automáticamente con referencias de clases derivadas, incluyendo el tratamiento de excepciones, concepto fundamental en la Programación Orientada a Objetos (polimorfismo).

Fuente: Excepciones en Java