Robustez de programas exemplos reais de falhas de software

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1 Capítulo 13 Excepções Lançamento de excepções. Excepções verificadas e não verificadas Processamento de excepções, onde e quando Robustez de programas exemplos reais de falhas de software On June 4, 1996 an unmanned Ariane 5 rocket launched by the European Space Agency exploded just forty seconds after its lift-off from Kourou, French Guiana. It turned out that the cause of the failure was a software error in the inertial reference system. Specifically a 64 bit floating point number relating to the horizontal velocity of the rocket with respect to the platform was converted to a 16 bit signed integer. The number was larger than 32,767, the largest integer storeable in a 16 bit signed integer, and thus the conversion failed The first sign that something had gone haywire in AT&T's long-distance telephone network came at, when the giant map of the U.S. in the company's operations center in New Jersey began to light up like a football scoreboard. For reasons still being investigated, a computer in New York City had come to believe it was overloaded with calls, and it started to reject them. Alerted to New York's troubles, dozens of backup computers across the U.S. automatically switched in to take up the slack - only to exhibit the same bizarre symptoms The 125 million dollar Mars Climate Orbiter is assumed lost by officials at NASA.! The failure responsible for loss of the orbiter is attributed to a failure of NASA s system engineer process.! The process did not specify the system of measurement to be used on the project.! As a result, one of the development teams used Imperial measurement while the other used the metric system of measurement.! When parameters from one module were passed to another during orbit navigation correct, no conversion was performed, resulting in the loss of the craft

2 Processamento de erros Por norma, um método retorna um código como resultado da sua execução (também denominado código de erro). No entanto, nem sempre se analisa esse código, o que pode significar a não detecção de uma eventual falha. Se assim for, o método de chamada não será certamente um bom método Em vez de programar apenas na forma positiva, temos de programar também para a eventualidade de erros x.dosomething() if (!x.dosomething()) return false; No entanto, a tarefa de programação baseada na detecção de erros pode torna-se confusa Excepções Uma excepção é um evento pouco usual, inerente a um erro ou não, que é detectada por hardware ou software e necessita de algum tipo de processamento especial, i.e. tem de se proceder à gestão da excepção ex: divisão por zero; fim de ficheiro não esperado, etc. Lançamento de uma excepção: Java ou código do programador a assinalar que algo estranho ocorreu A situação de excepção é assinalada através de um objecto de excepção. Não é necessário guardar numa variável esse objecto. Por exemplo: throw new IllegalArgumentException("Amount exceeds balance"); IllegalArgumentException exception = new IllegalArgumentException("Amount exceeds balance"); throw exception;

3 Excepções Uma excepção não pode ser menosprezada. Ela é enviada directamente para um gestor de excepções, e não apenas para o código que chamou o método que falhou Processamento de uma excepção: resposta ao lançamento da excepção, consistindo na execução de código escrito especificamente para o efeito Lançamento de excepções Quando uma excepção é lançada, o método termina imediatamente. A execução continua no gestor de excepções public class BankAccount public void withdraw(double amount) if (amount > balance) IllegalArgumentException exception = new IllegalArgumentException("Amount exceeds balance"); throw exception; balance -= amount;

4 Controlo de gestão de uma excepção Hierarquia de classes de excepção IOException Runtime Exception

5 Hierarquia de classes de excepção IOException Runtime Exception Lançamento de excepções throw exceptionobject ; Exemplo: throw new IllegalArgumentException(); Objectivo: Lançar uma excepção e transferir o controlo de execução para uma zona de processamento de excepções do tipo em causa

6 Tipos de excepções verificadas e não verificadas Excepções verificadas O compilador verifica se não são ignoradas Devidas a circunstâncias externas que o programador não pode prever, como por exemplo um ficheiro não estar localizado no lugar devido A maior parte destas excepções estão relacionadas com entrada/saída, ex: IOException Excepções não verificadas São uma extensão da classe RuntimeException ou Error. Em princípio, resultam de erros do programação NumberFormatException IllegalArgumentException NullPointerException OutOfMemoryError Excepções verificadas e não verificadas As classes não são perfeitas. Por exemplo, Scanner.nextInt() lança a excepção não verificada InputMismatchException quando o utilizador, incorrectamente, fornece um valor não inteiro. Ou ainda, Integer.parseInt () lança NumberFormatException quando o utilizador fornece um valor não inteiro Devemos considerar excepções verificadas sobretudo quando se está a lidar com ficheiros e streams Leitura de um ficheiro com a classe Scanner String filename = ; FileReader reader = new FileReader(filename); Scanner in = new Scanner(reader); mas o construtor de FileReader pode lançar uma excepção FileNotFoundException

7 Excepções verificadas e não verificadas Duas soluções: Gerir a situação decorrente da excepção Indicar ao compilador que o método deve terminar quando ocorrer a excepção. Para isso, utiliza-se um especificador de lançamento para que o método possa lançar uma excepção verificada public void read(string filename) throws FileNotFoundException FileReader reader = new FileReader(filename); Scanner in = new Scanner(reader); public void read(string filename) throws IOException, ClassNotFoundException Excepções verificadas e não verificadas É necessário ter presente a hierarquia de heranças. Por exemplo, se o método pode lançar IOException e FileNotFoundException, então devemos usar apenas IOException É preferível declarar uma excepção (e portanto será propagada para o método que chamou) do que gerir a situação de uma forma incorrecta no próprio método que falha

8 Excepção accessspecifier returntype methodname (parametertype parametername, ) throws ExceptionClass, ExceptionClass, Exemplo: public void read(bufferedreader in) throws IOException Objectivo: Para especificar quais as excepções verificadas que o método pode lançar Processamento de excepções Instalar um gestor de excepções com a try/catch o bloco try contém instruções que podem vir a causar uma excepção a cláusula catch contém um gestor para o tipo de excepção try String filename = ; FileReader reader = new FileReader(filename); Scanner in = new Scanner(reader); String input = in.next(); int value = Integer.parseInt(input); catch (IOException exception) exception.printstacktrace(); catch (NumberFormatException exception) System.out.println("Input was not a number");

9 Processamento de excepções Executam-se as instruções que estão no bloco try Se não ocorrer nenhuma, as cláusulas que constam na lista de catch são omitidas Mas se ocorrer uma excepção que coincida com um dos tipos indicados em catch, então a execução salta para a cláusula em catch Se ocorrer uma excepção de outro tipo, essa excepção é lançada até que seja apanhada por outro bloco try Processamento de excepções catch (IOException exception) block exception contém referência ao objecto que foi lançado cláusula catch pode analisar o objecto para obter mais detalhes sobre a situação de excepção exception.printstacktrace(): imprime a cadeia de chamada de métodos que levaram à situação de excepção

10 Bloco genérico try try catch (ExceptionClass exceptionobject) catch (ExceptionClass exceptionobject) Bloco genérico try Exemplo: try System.out.println("How old are you?"); int age = in.nextint(); System.out.println("Next year, you'll be " + (age + 1)); catch (InputMismatchException exception) exception.printstacktrace(); Objectivo: Executar uma ou mais instruções que possam vir a gerar excepções. Se ocorrer uma excepção que coincida com umas das cláusulas de excepção indicadas, executa a primeira coincidente. Se não ocorrer nenhuma excepção, ou se a excepção ocorrida não coincidir com nenhuma das indicadas, então essas excepções são ignoradas

11 Cláusula finally Quando uma excepção termina um método, existe o risco de também ser omitida a execução de operações consideradas importantes Por exemplo, no código seguinte, reader.close() deve ser executado mesmo que seja lançada uma excepção. Nestas situações, deve-se utilizar uma cláusula finally reader = new FileReader(filename); Scanner in = new Scanner(reader); readdata(in); reader.close(); // pode não atingir este ponto!!! Cláusula finally Uma cláusula finally executada com o bloco try termina num de três casos: depois da última do bloco try depois da última da cláusula catch, no caso do bloco try apanhar uma excepção quando no bloco try é lançada uma excepção e não é apanhada Recomenda-se a não colocação de cláusulas catch e finally no mesmo bloco try

12 Cláusula finally try finally Exemplo: FileReader reader = new FileReader(filename); try readdata(reader); finally reader.close(); Objectivo: Assegurar que as instruções na cláusula finally sejam executadas, independentemente de ter sido lançada uma excepção no bloco try Ficheiro BadDataException.java definição de uma excepção

13 Ficheiro DatasetReader.java Ficheiro DatasetTester.java