1 Wybrane elementy języka JavaPaweł Zdziarski

2 Wyjątki Reflection Tworzenie i zarządzanie obiektamiGarbage Collector i finalize() Nowe elementy Javy 1.5 Typy sparametryzowane Covariant return types „autoboxing” Pętla w stylu foreach Bezpieczne (type-safe) enumeracje Statyczne import Metody ze zmienną liczbą parametrów

3 Wyjątki Obsługa błędów semantycznych (runtime) w sposób efektywniejszy niż zwracanie kodu błędu metody Podnoszenie wyjątku Wywołanie metody podnoszącej wyjątek (throws) Explicite: klauzulą throw

4 Obsługa wyjątków Wyjątki są zgodnie z definicją języka precise – zoptymalizowana implementacja może wykonać część instrukcji naprzód, ale w przypadku zgłoszenia wyjątku musi zadbać o to, żeby w widocznym stanie wykonania (user-visible state) wyliczone były dokładnie te wyrażenia, które wystąpiły przed wyrażeniem podnoszącym wyjątek Znajdowana jest klauzula catch bloku try-catch dynamicznie zawierającego generujące wyjątek wyrażenie

5 Obsługa wyjątków Jaki będzie rezultat wykonania try{try { throw new Exception1(); } catch(Exception1 e){ System.out.println("Wewnetrzny catch: ” +e.toString()); throw new Exception2(); } finally {throw new Exception3();} }catch (Exception e) {System.out.println("Zewnetrzny catch: ” +e.toString());} Blok try-catch-finally ma jeden atrybut – propagowany dalej wyjątek. Zgodnie z definicją języka, wewnętrzny blok w tym przykładzie będzie propagował wyjątek klasy Exception3, a więc Wewnetrzny catch: mypackage18.Application1$Exception1 Zewnetrzny catch: mypackage18.Application1$Exception3

6 Przyczyny powstania wyjątkuBłąd wykonania JVM – wyjątek zgłaszany synchronicznie Operacja niezgodna z semantyką języka (np. java.lang.ArithmeticException ) Błąd ładowania/linkowania programu ( NoClassDefFound ) Brak zasobu ( OutOfMemoryError, NoRouteToHostException ) Jawne użycie klauzuli throw Wyjątek podnoszony asynchronicznie Może wystąpić potencjalnie w dowolnym punkcie wykonania bieżącego wątku Inny wątek wywołuje stop() Wewnętrzny błąd JVM ( VirtualMachineError )

7 Hierarchia wyjątków checked (podklasy Exception nie będące RuntimeException) – muszą być wyspecyfikowane w klauzuli throws metody lub konstruktora; kompilator wymusza implementowanie obsługi takich wyjątków Unchecked – kompilator nie wymusza na programiście obsługi (ani deklaracji throws) RuntimeException (np. ArithmeticException, NullPointerException) - kompilator nie ma możliwości posłużenia się zaawansowanymi technikami dowodzenia poprawności programów i nie może przez to stwierdzić, czy dany ciąg instrukcji może wygenerować taki wyjątek lub nie Error (np. OutOfMemoryError extends VirtualMachineError) – mamy do czynienia z „nienormalnym” (abnormal) stanem JVM

8 Error jest osobną, dziedziczącą po Throwable klasą – dzięki temu wszystkie wyjątki, które da się jakoś obsłużyć, można „potraktować” konstrukcją catch (Exception e)

9 Reflection Wyjątki Tworzenie i zarządzanie obiektamiGarbage Collector i finalize() Nowe elementy Javy 1.5 Typy sparametryzowane Covariant return types „autoboxing” Pętla w stylu foreach Bezpieczne (type-safe) enumeracje Statyczne import Metody ze zmienną liczbą parametrów

10 Pakiet java.lang.reflectDostęp do obiektów reprezentujących konstrukcje samego języka Obiekt Class (pakiet java.lang) reprezentuje załadowaną postać binarną klasy; użycie: public static Class forName(String className) throws ClassNotFoundException Method reprezentuje metodę klasy lub interfejsu Class c = Class.forName(nazwaKlasy); Method m[] = c.getDeclaredMethods(); for (int i = 0; i < m.length; i++) System.out.println(m[i].toString()); Analogiczne użycie obiektów klas Field, Constructor Interfejs Member implementowany przez Field, Constructor, Class i Method; udostępnia metodę getModifiers()

11 Tworzenie i zarządzanie obiektamiWyjątki Reflection Tworzenie i zarządzanie obiektami Garbage Collector i finalize() Nowe elementy Javy 1.5 Typy sparametryzowane Covariant return types „autoboxing” Pętla w stylu foreach Bezpieczne (type-safe) enumeracje Statyczne import Metody ze zmienną liczbą parametrów

12 Konstruktory W kodzie konstruktora pierwsza instrukcja może, opcjonalnie, być explicite wywołaniem konstruktora. Wpp domyślnie super() jest pierwszą instrukcją kodu konstruktora Explicite wywołania konstruktora this() super() .super()

13 Wyrazenie.super() Tzw. kwalifikowane wywołanie konstruktora nadklasy. Przykład ze specyfikacji języka: class Outer { class Inner{ } } class ChildOfInner extends Outer.Inner { ChildOfInner() { (new Outer()).super(); } }

14 Jak wykonywana jest konstrukcja wyrazenie.super() ?Rozważamy konstrukcję class O { class S {} } class C extends O.S { C() { wyrazenie.super(argumenty); ciag_pozostalych_instrukcji_konstruktora } wyrazenie jest wyliczane. Jeśli jego wartością jest null, wywołanie konstruktora nadklasy kończy się wyjątkiem NullPointerException Niech O będzie klasą bezpośrednią otaczającą statycznie (leksykalnie) klasę (C), w której konstruktorze wystąpiła konstrukcja wyrazenie.super Jeśli wartością wyrazenia nie jest obiekt klasy O ani podklasy klasy O, generowany jest błąd kompilatora Wyrażenia argumenty są wyliczane, od lewej do prawej Konstruktor jest wywoływany

15 Garbage Collector i finalize()Wyjątki Reflection Tworzenie i zarządzanie obiektami Garbage Collector i finalize() Nowe elementy Javy 1.5 Typy sparametryzowane Covariant return types „autoboxing” Pętla w stylu foreach Bezpieczne (type-safe) enumeracje Statyczne import Metody ze zmienną liczbą parametrów

16 GC i finalization Środowisko uruchomieniowe Javy utrzymuje tablicę referencji do obiektów. Referencja jest usuwana, gdy obiekt przestaje być widoczny Jawne przypisanie null do zmiennej Gdy nie ma więcej referencji do obiektu, Finalization: użycie System.runFinalization() wywoła finalize() dla wszystkich obiektów czekających na postprzątanie Garbage collection: użycie System.gc() jawnie uruchamia GC

17 Osiągalność referencjiWyznaczanie zbioru referencji nieosiągalnych (unreachable) dla żadnego z wątków programu Jeśli wszystkie referencje do obiektu pochodzą z obiektów nieosiągalnych, sam obiekt jest nieosiągalny Uwaga: dodatkowe warunki jeśli używamy JNI

18 finalization finalize() zaimplementowana w Object (jako pusta metoda), programista może ją przesłonić public class ProcessFile { protected void finalize() throws Throwable { try { file.close(); } finally { super.finalize(); }} (ciekawostka) w J2ME: brak metod związanych z garbage collection; jawne przypisanie null może zasugerować GC możliwość posprzątania obiektu „Reference Objects and Garbage Collection”, artykuł na stronie

19 Tworzenie i zarządzanie obiektami Garbage Collector i finalize() Wyjątki Reflection Tworzenie i zarządzanie obiektami Garbage Collector i finalize() Nowe elementy Javy 1.5 Typy sparametryzowane Covariant return types „autoboxing” Pętla w stylu foreach Bezpieczne (type-safe) enumeracje Statyczne import Metody ze zmienną liczbą parametrów

20 interface Action {void run() throws E; } class AccessController { public static void exec(Action action) throws E { action.run(); public class Main { public static void main(String[] args) { try { AccessController.exec ( new Action() { public void run() throws FileNotFoundException { someFile.delete(); } } // new Action ... ); // AccessController.exec() }// koniec bloku try catch (FileNotFoundException e) { } } // koniec metody main() } // koniec class Main

21 Typy sparametryzowane i JVMProgramy używające generics są tłumaczone do bytecode’u Javy, wykonywanego przez JVM Proces nazywany erasure polega na mapowaniu typów generycznych do typów niesparametryzowanych Niech |T| oznacza erasure typu T, zachodzą wtedy m.in. |T | = |T| |T[]| = |T|[] Dokładny opis mechanizmu erasure, tłumaczenia metod i wyrażeń w „Adding Generics to the Java Programming Language: Participant Draft Specification”, dostępnym np. ze strony java.sun.com

22 Typy sparametryzowane i tabliceBez generics tablice mają następującą własność: Tablica referencji nadtypu jest nadtypem tablicy referencji podtypu Wynika stąd np. to, że Object[] jest nadtypem String[] Możemy dzięki temu m.in. napisać Object[] objArr = new String[10]; Brak analogicznej własności w przypadku typów sparametryzowanych LinkedList