try-with-resources｜コードで実践

try-with-resources とは

AutoCloseable なリソースを安全に扱う try-with-resources 構文を学び、リソースの自動クローズを体験しよう。

リソース解放という、永遠の悩み

Java でファイル、ネットワーク接続、データベース接続などを扱うとき、必ず付いて回るのが「使い終わったら閉じる」という後始末の作業です。FileInputStream を開いたなら close() を呼ばないと OS のファイルハンドルが残ったままになり、最悪の場合「Too many open files でアプリが停止」という障害につながります。Connection や Socket も同じで、閉じ忘れは時限爆弾です。

「メモリは GC (ガベージコレクタ) が片付けてくれるから安心」と思いがちですが、GC が回収するのはあくまで Java の ヒープ の中だけです。OS の世界にある「ファイルハンドル」「ソケット」「DB コネクション」などは、Java 側で明示的に close() を呼ばないと解放されません。これが Java プログラマがリソース管理を意識しないといけない最大の理由です。

そこで Java 7 で導入されたのが、本章の主役 try-with-resources です。これを使うと、try の宣言部にリソースを書くだけで、ブロックを抜けるときに自動で close() が呼ばれます。finally で泥臭く close() を書いていた時代から、ぐっと安全で読みやすいコードになります。

`try-with-resources` の基本構文

まず構文を見てみましょう。try の直後の () の中にリソースを宣言するのがポイントです。

Java

try (Resource r = new Resource()) {
    r.use();
}

try のあとに ( ... ) が付くこの記法が、try-with-resources の特徴です。() の中で宣言した変数 (r) は、try ブロックの中だけで有効なローカル変数になります。そして try ブロックを正常に抜けたときでも、例外で抜けたときでも、r.close() が 暗黙的に呼び出される ように Java コンパイラがコードを書き換えてくれます。

つまり開発者は、リソースを「new する」ところと「use() する」ところだけを書けば、後片付けは Java に任せられる、というわけです。finally ブロックを書く必要はありません。

旧来の `try-finally` との比較

try-with-resources がなかった時代、つまり Java 6 以前は、次のような重たいコードを書いていました。Before / After で並べてみます。

Java

// Before: Java 6 までの try-finally スタイル
Resource r = null;
try {
    r = new Resource();
    r.use();
} finally {
    if (r != null) {
        r.close();
    }
}

Java

// After: Java 7 以降の try-with-resources
try (Resource r = new Resource()) {
    r.use();
}

行数だけでなく、null チェックや finally ブロックといった「本筋ではないコード」が消え、書き手の意図が一目で伝わるようになりました。さらに重要なのは、旧スタイルだと r.close() 自体が例外を投げた場合に元の例外が握りつぶされてしまう、という落とし穴があったのですが、try-with-resources では close() の例外が Throwable.addSuppressed() で抑制例外として記録されるので、両方の情報が残ります。

旧スタイルで close() を try の中に書くと、use() が例外を投げたときに close() が呼ばれない、という別のバグを生みます。finally に書けば呼ばれますが、今度は例外が握りつぶされる、という地雷だらけの世界でした。try-with-resources は、この厄介な問題を文法レベルで解決してくれる仕組みです。

`AutoCloseable` インターフェース

try-with-resources の () の中に書けるのは、何でも良いわけではありません。java.lang.AutoCloseable インターフェースを実装したクラスだけが置けます。AutoCloseable の中身は、たった 1 つのメソッドです。

Java

public interface AutoCloseable {
    void close() throws Exception;
}

標準ライブラリの FileInputStream BufferedReader Connection Scanner などは、すべてこの AutoCloseable (もしくはサブインターフェースの java.io.Closeable) を実装済みです。だから上記のクラスを try-with-resources の () に書いておけば、ブロックを抜けるときに自動で close() が呼ばれる、という仕組みになっています。

自作のクラスでリソース管理をしたい場合は、implements AutoCloseable と書いて close() メソッドを実装するだけで OK です。今回の課題でもまさにこれを書きます。

diagram (will load when visible)

上の図のとおり、正常終了でも例外発生時でも、必ず close() が呼ばれるところがポイントです。Java コンパイラが裏側で finally { r.close(); } 相当のコードを自動生成してくれている、と理解しておくとイメージしやすいでしょう。

複数リソースの宣言

try-with-resources の () の中には、セミコロン ; で区切って 複数のリソース を宣言できます。たとえば入力と出力を同時に開きたいときは次のとおりです。

Java

try (
    BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("in.txt"));
    BufferedWriter out = new BufferedWriter(new FileWriter("out.txt"))
) {
    String line;
    while ((line = in.readLine()) != null) {
        out.write(line);
        out.newLine();
    }
}

このとき覚えておきたいのが、close() は 宣言と逆順 で呼ばれる、ということです。上の例では out を先に閉じてから in を閉じます。これは、ふつう「後から開いたものは先に閉じる」(LIFO) のがリソース管理の鉄則なので、Java もそれに従うように設計されています。たとえば Connection の上に PreparedStatement を載せた場合、当然先に PreparedStatement を閉じてから Connection を閉じたいわけです。

ちなみに Java 9 以降では、すでに宣言済みで final (もしくは事実上 final) な変数を try-with-resources の () に直接書くこともできます。たとえば try (resource) { ... } のように。とはいえまずは「try (Type name = expr) の形」を覚えておけば十分です。

今回の課題で作る `Resource` クラス

今回の課題では、ファイル IO のような重い仕組みを使わず、ログ文字列で「ライフサイクル」を観察できる軽量な Resource クラスを自分で書きます。Solution クラスの中に static inner class として定義するのがポイントです。

動きは次のとおりです。

コンストラクタが呼ばれたら、StringBuilder のログに "opened" を追記
use() を呼ばれたら、ログに "-used" を追記
close() が自動で呼ばれたら、ログに "-closed" を追記
最後にログ文字列 "opened-used-closed" を return する

この一連の流れを try-with-resources で書くと、たった 3 行で「開いて、使って、閉じる」が表現できます。close() を一切書いていないのに、-closed がちゃんとログに入るのを確かめましょう。

diagram (will load when visible)

よくある間違い

try-with-resources で初学者がつまずく代表的なポイントを 3 つまとめます。書き始める前にざっと目を通しておくと、後でデバッグに時間を取られずに済みます。

implements AutoCloseable を忘れる — try (Resource r = ...) の Resource クラスが AutoCloseable を実装していないと、required type that implements AutoCloseable というコンパイルエラーになります。class Resource implements AutoCloseable と必ず書きましょう
close() の中で重い処理や例外を派手に投げる — close() は「後始末」のメソッドです。ここでネットワーク通信をしたり、独自の例外を派手に投げたりすると、デバッグが非常に難しくなります。close() は冪等 (idempotent) に、つまり何回呼んでも安全になるよう書くのが鉄則です
try の () の中で複数リソースを書く順番を間違える — close() は宣言と逆順で呼ばれるので、依存関係 (たとえば Connection → Statement → ResultSet) がある場合は、依存される側を先に書き、依存する側を後に書きます。Connection Statement ResultSet の順に宣言すれば、逆順で ResultSet → Statement → Connection の順に閉じられる、ということです

もう 1 つよくあるのが、「try-with-resources を使えば例外処理は不要」と勘違いするケースです。try-with-resources がやってくれるのは close() の自動呼び出しだけで、use() の中で起きた例外を握りつぶしてくれるわけではありません。例外を握りたいなら、別途 catch ブロックを書く必要があります。

Java

try (Resource r = new Resource()) {
    r.use();
} catch (Exception e) {
    // ここで例外をハンドリング
}

このように try-with-resources と catch は併用できます。finally を書かなくても close() は呼ばれる、というのが新しい時代の Java の姿です。

やってみよう

それでは課題に挑戦してみましょう。次の手順で進めます。

Solution クラスの中に static class Resource implements AutoCloseable を定義する
Resource のフィールドに StringBuilder log を持たせ、コンストラクタで log.append("opened") する
void use() メソッドで log.append("-used") する
public void close() メソッドで log.append("-closed") する
Solution.dummyClose() の中で StringBuilder を作り、try (Resource r = new Resource(log)) { r.use(); } と書き、最後に return log.toString(); する

テストは戻り値が "opened-used-closed" ちょうどになっているかを比較します。ハイフンの位置 (1 つ目だけ「opened」のように - が付かない) を間違えやすいので、最初の append だけ "opened"、後の 2 つは "-used" "-closed" と先頭にハイフンを付けるのがポイントです。

慣れてきたら、Resource を 2 つ宣言してみて、close() がどちらから呼ばれるかを試してみましょう。try (Resource a = new Resource(log); Resource b = new Resource(log)) のように書くと、a → b の順に open、b → a の順に close されるのが観察できます。実際の IO や DB 接続でも、この性質を活かして安全にリソースを解放するのが Java の流儀です。

よくある質問

Q. 中級の内容は実務でどれくらい使いますか？

A. Collection（List/Map/Set）、Stream、例外処理、ジェネリクスは毎日のように登場します。Date/Time API、Files、try-with-resources も実務で頻出するため、本コースの内容は実プロジェクトでそのまま役立ちます。

Q. Stream と for ループはどっちで書くべき？

A. 可読性で選んでください。filter + map + collect が綺麗にハマるなら Stream、副作用や複雑な分岐が多いなら for ループの方が読みやすいです。一律にどちらを使うべきという正解はなく、チームのコーディング規約に合わせるのが現実的です。

Q. 次のステップでは何を学ぶべきですか？

A. 中級の基礎が固まったら、Spring Boot で Web API を作る、JUnit でテストを書く、Maven/Gradle でビルドを管理する、といった実プロジェクトのスキルに進むと効果的です。OSS のコードを読む経験も大きく成長を促します。

次のレッスン

次は finally ブロック で、AutoCloseable なリソースを安全に扱う try-with-resources 構文を学び、リソースの自動クローズを体験しようを学びます。

事前確認 — 進む前に次の 3 つができることを確認しましょう。

try-with-resources の要点を自分の言葉で説明できる
このレッスンの最小コード (または操作手順) を見ずに書ける
練習問題やクイズで間違えた箇所を読み直して理解した

理解度チェック (30 秒)

Q. try-with-resources とは何か、1 文で説明してください。

この章のポイント

A. 本文の「このレッスンで分かること」または冒頭の説明文を見直し、自分の言葉で要約できれば OK。詰まったら本レッスンの最初の H2 セクションを読み返してみましょう。

関連レッスン

try-with-resources

リソース解放という、永遠の悩み

`try-with-resources` の基本構文

旧来の `try-finally` との比較

`AutoCloseable` インターフェース

複数リソースの宣言

今回の課題で作る `Resource` クラス

よくある間違い

やってみよう

よくある質問

Q. 中級の内容は実務でどれくらい使いますか？

Q. Stream と for ループはどっちで書くべき？

Q. 次のステップでは何を学ぶべきですか？

次のレッスン

要件

入出力例

ヒント

メモ

try-with-resources

リソース解放という、永遠の悩み

try-with-resources の基本構文

旧来の try-finally との比較

AutoCloseable インターフェース

複数リソースの宣言

今回の課題で作る Resource クラス

よくある間違い

やってみよう

よくある質問

Q. 中級の内容は実務でどれくらい使いますか？

Q. Stream と for ループはどっちで書くべき？

Q. 次のステップでは何を学ぶべきですか？

次のレッスン

要件

入出力例

ヒント

メモ

`try-with-resources` の基本構文

旧来の `try-finally` との比較

`AutoCloseable` インターフェース

今回の課題で作る `Resource` クラス