Exception handling ve event handling

Bu hafta iki “olağan akış dışı” yapı: exception (bir şey ters gidince ne olur?) ve event (bir şey olunca ne çalışır?). İkisinde de ortak fikir: kodu yazdığın sırayla değil, bir olayın tetiklemesiyle çalışan bir handler var. Sınavda en çok try/catch/finally akış izleme ve dil tasarım karşılaştırmaları çıkar.

Altın kurallar:

1. İstisna fırlatılınca try bloğunun geri kalanı atlanır.
2. catch’ler yukarıdan aşağı denenir, ilk uyan kazanır.
3. finally her durumda çalışır, return olsa bile.
4. Yerel handler yoksa istisna çağırana yayılır.
5. Java’da checked exception ya yakalanır ya bildirilir.

İstisna nedir?

Exception, donanımın ya da yazılımın tespit ettiği ve özel işlem gerektiren olağandışı bir olaydır: sıfıra bölme, dizi sınırı aşımı, dosya bulunamaması. İstisnayı işleyen koda exception handler denir. İstisnanın oluşması raise (Java’da throw) olarak adlandırılır.

İstisna desteği olmayan bir dilde hata nasıl bildirilir? Fonksiyon özel bir değer (hata kodu) döndürür ya da bir parametreye durum yazar. Sorun: her çağrıdan sonra kontrol etmek gerekir, kod okunmaz hale gelir ve kontrol etmeyi unutmak kolaydır. Dil desteği bunu ayırır: normal kod tek yerde, hata işleme başka yerde.

Tasarım soruları

Continuation: handler bittikten sonra kontrol nereye gider? Resumption modeli istisnanın oluştuğu yere geri döner. Termination modeli dönmez, handler’ı içeren yapının sonrasından devam eder. Java, C++, Ada, C#: termination.

Java’da akış

try {
    System.out.print("1 ");
    int[] x = new int[2];
    x[5] = 1;                    // istisna: geri kalan atlanır
    System.out.print("2 ");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.print("3 ");
} finally {
    System.out.print("4 ");
}
System.out.println("5");

1 3 4 5

finally ve return

static int f() { try { return 1; } finally { System.out.print("fin "); } }
static int g() { try { return 1; } finally { return 2; } }
static int h() { int x = 10; try { return x; } finally { x = 20; } }

fin 1
2
10

finally, try’daki return’den sonra ama metot dönmeden önce çalışır. g’de finally’nin return’ü ezer. h’de dönüş değeri return x anında saklandı; sonradan x’i değiştirmek onu etkilemez.

Propagation

static void c(int n) { System.out.print("c" + n + " ");
    if (n == 0) throw new IllegalStateException("zero"); }
static void b(int n) {
    try { c(n); System.out.print("b-after "); }
    catch (IllegalArgumentException e) { System.out.print("b-catch "); }
    finally { System.out.print("b-fin "); }
}
static void a(int n) {
    try { b(n); }
    catch (RuntimeException e) { System.out.print("a-catch:" + e.getMessage() + " "); }
}
// a(1); a(0);

c1 b-after b-fin 
c0 b-fin a-catch:zero 

İzleme tarifi: istisna nerede doğdu? O fonksiyonda uyan catch var mı? Yoksa finally’leri çalıştırarak bir üst çağırana çık, aynı soruyu sor.

Sınıf hiyerarşisi: checked ve unchecked

Throwable
├── Error                  (JVM hataları: OutOfMemoryError)      unchecked
└── Exception                                                     checked
    ├── IOException → FileNotFoundException                       checked
    └── RuntimeException                                          unchecked
        ├── ArithmeticException, NullPointerException
        ├── ArrayIndexOutOfBoundsException, ClassCastException
        └── IllegalArgumentException → NumberFormatException

Checked istisnalar için derleyici iki seçenekten birini zorunlu tutar: metot içinde yakala ya da başlıkta throws ile bildir. Unchecked olanlar (RuntimeException ve Error alt sınıfları) her yerde oluşabileceği için bildirim istenmez.

static void read() { throw new java.io.IOException("disk"); }
error: unreported exception IOException; must be caught or declared to be thrown

catch sırası özelden genele olmalı; yoksa alttaki catch’e hiç ulaşılamaz ve derleyici hata verir:

catch (IOException e) { } catch (FileNotFoundException e) { }
error: exception FileNotFoundException has already been caught

Kullanıcı tanımlı istisna

static class InsufficientFunds extends Exception { InsufficientFunds(String m) { super(m); } }
static void withdraw(int bal, int amt) throws InsufficientFunds {
    if (amt > bal) throw new InsufficientFunds("need " + (amt - bal));
}
try { withdraw(50, 80); } catch (InsufficientFunds e) { System.out.println("caught " + e.getMessage()); }

caught need 30

Handler içinden yeniden fırlatma

try {
    try { throw new RuntimeException("inner"); }
    catch (RuntimeException e) { System.out.print("handle "); throw new IllegalArgumentException("outer"); }
    finally { System.out.print("fin "); }
} catch (IllegalArgumentException e) { System.out.println("rethrown " + e.getMessage()); }

handle fin rethrown outer

Dil karşılaştırması

Ada’da bir istisna bir blokta işlenmezse, bloğu içeren birime; alt programdaysa çağırana yayılır. C++‘ta istisna fırlatılınca yığın geri sarılırken yerel nesnelerin destructor’ları çağrılır, kaynaklar böyle serbest bırakılır.

Event handling

Event (olay), bir şeyin olduğunun bildirimidir: düğmeye tıklama, tuşa basma, zamanlayıcının dolması, ağdan veri gelmesi. Event handler, olaya yanıt olarak çalışan koddur. İstisnadan farkı: olaylar olağan ve beklenen şeylerdir, programın asıl işidir. GUI’ler ve web sayfaları event-driven çalışır: program olay bekler, olay gelince ilgili handler’ı çağırır.

Listener modeli (Java)

Olay kaynağı, kendisini dinleyen nesnelerin listesini tutar. Olay olunca hepsinin handler metodunu çağırır. Swing’de button.addActionListener(listener) ve actionPerformed(ActionEvent e).

interface Listener { void on(String e); }
static class Button {
    List<Listener> ls = new ArrayList<>();
    void add(Listener l) { ls.add(l); }
    void click() { for (Listener l : ls) l.on("click"); }
}
Button btn = new Button(); StringBuilder log = new StringBuilder();
btn.add(e -> log.append("A:" + e + " "));
btn.add(e -> log.append("B "));
btn.click(); btn.click();
System.out.println(log.toString().trim());

A:click B A:click B

C#‘ta aynı fikir delegate ve event anahtar kelimesiyle dile gömülüdür: button.Click += handler;.

JavaScript olay döngüsü

Tarayıcı ve Node.js tek bir thread’de bir event loop çalıştırır. Önce senkron kod biter; sonra mikro görevler (promise geri çağrıları); sonra olay kuyruğundaki görevler (zamanlayıcılar, tıklamalar).

const out = [];
setTimeout(() => out.push("timeout"), 0);
Promise.resolve().then(() => out.push("promise"));
out.push("sync1");
queueMicrotask(() => out.push("micro"));
out.push("sync2");
setTimeout(() => console.log(out.join(" ")), 10);

sync1 sync2 promise micro timeout

Node’un EventEmitter’ı listener modelinin aynısı: handler’lar kayıt sırasıyla, senkron çalışır; once ile eklenen ilk olaydan sonra kendini siler.

first 1 | once 1 | third | first 2 | third

Sık yapılan hatalar

try {
    System.out.print("1 ");
    int[] x = new int[2];
    x[5] = 1;
    System.out.print("2 ");
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.print("3 ");
} finally {
    System.out.print("4 ");
}
System.out.println("5");

static int f() { try { return 1; } finally { System.out.print("fin "); } }
static int g() { try { return 1; } finally { return 2; } }

static int h() {
    int x = 10;
    try { return x; }
    finally { x = 20; }
}

static void c(int n) { System.out.print("c" + n + " ");
    if (n == 0) throw new IllegalStateException("zero"); }
static void b(int n) {
    try { c(n); System.out.print("b-after "); }
    catch (IllegalArgumentException e) { System.out.print("b-catch "); }
    finally { System.out.print("b-fin "); }
}
static void a(int n) {
    try { b(n); }
    catch (RuntimeException e) { System.out.print("a-catch:" + e.getMessage() + " "); }
}

try { throw new java.io.FileNotFoundException(); }
catch (java.io.IOException e) { }
catch (java.io.FileNotFoundException e) { }

static void read() { throw new java.io.IOException("disk"); }

int count = 0;
for (String s : new String[]{"12", "x", "7", ""}) {
    try { count += Integer.parseInt(s); }
    catch (NumberFormatException e) { count += 100; }
}
System.out.println(count);

try {
    try { throw new RuntimeException("inner"); }
    catch (RuntimeException e) {
        System.out.print("handle ");
        throw new IllegalArgumentException("outer");
    }
    finally { System.out.print("fin "); }
} catch (IllegalArgumentException e) {
    System.out.println("rethrown " + e.getMessage());
}

setTimeout(() => out.push("timeout"), 0);
Promise.resolve().then(() => out.push("promise"));
out.push("sync1");
queueMicrotask(() => out.push("micro"));
out.push("sync2");