[자바 라이브 스터디] 09. 예외 처리

9주차 과제: 예외 처리

목표

자바의 예외 처리에 대해 학습하세요.

 

학습할 것

• 자바에서 예외 처리 방법 (try, catch, throw, throws, finally)
• 자바가 제공하는 예외 계층 구조
• Exception과 Error의 차이는?
• RuntimeException과 RuntimeException이 아닌 것의 차이는?
• 커스텀한 예외 만드는 방법

자바에서 예외 처리 방법 (try, catch, throw, throws, finally)

프로그램을 개발할 때 예외 처리는 필수적입니다. 프로그램이 돌다가 런타임 에러가 발생하면 프로그램이 죽을 수도 있습니다.
그래서 이러한 에러를 미연에 방지하는 것이 목적입니다. 즉, 예외 처리를 통해 방지할 수 있습니다.

 

try ~ catch ~ finally

가장 많이 사용한 예외문이 try ~ catch ~ finally 입니다.
try ~ catch ~ finally문은 Jsp, db 연동할 때 정말 많이 사용했습니다.
DB Connection 객체 연결해서 Statement나 PreparedStatement를 사용해서 쿼리문을 생성해서 마지막에는 이 객체들을 꼭 close() 해줬어야 했습니다.
여기서 일어나는 예외들을 처리해주기 위해 try ~ catch ~ finally문을 사용했습니다.

 

try ~ catch ~ finally문은 try 블록 안에서 정상적인 로직을 수행하다가 에러가 발생하면 catch 블록 안에서 에러를 처리할 수 있습니다. 또한 try 블록 안에서 에러가 발생한다면 나머지 코드는 실행하지 않고 바로 catch로 넘어갑니다.

 

finally 블록은 try-catch문이 끝나고 마지막에 반드시 실행됩니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        System.out.println(main.endingWithSentence(null));
    }

    public boolean endingWithSentence(String sentence) {
        try {
            return sentence.endsWith(";");
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("예외 발생!");
        } finally {
            mustRun();
        }
        return false;
    }

    private void mustRun() {
        System.out.println("이 메소드는 무조건 실행되어야 합니다.");
    }
}

endingWithSentence 메소드는 sentence 파라미터 문장이 맨 끝에 ;으로 끝나는지 boolean 타입으로 리턴해줍니다.

 

endingWithSentence 메소드의 파라미터에 "try문 실행;" 실행 결과

이 메소드는 무조건 실행되어야 합니다.
true

endingWithSentence 메소드의 파라미터에 null 실행 결과

예외 발생!
이 메소드는 무조건 실행되어야 합니다.
false

• 문장에 ;로 끝나면 정상적으로 코드가 실행되므로 try문 블록안에서 끝나게 되며 true가 반환됩니다.
• 문장에 null을 넣으면 값을 제대로 알 수 없어 NullPointerException 예외가 발생합니다. 따라서 catch문 블록내에서 로직을 수행합니다.
• 마지막으로 정상적으로 실행되든 에러가 발생하든 finally문 블록 내의 로직이 수행됩니다.

 

또한 catch문을 여러 개를 작성할 수 있습니다. 예를 들어, 예외 클래스별로 다르게 수행되게 하고 싶다면 다중 catch를 작성하면 됩니다. catch문이 여러 개라 해도 해당되는 단 하나의 catch 블록만 실행이 됩니다. 여기서 주의할 점이 있습니다.

package com.azurealstn.sociallogin;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            String[] fruit = {"apple", "banana"};
            System.out.println(fruit[4]);
        } catch (NullPointerException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

위 코드에서 주의할 점은 catch문의 순서입니다. 만약 다중 catch를 사용한다고 하면 반드시 상위 예외 클래스가 하위 예외 클래스보다 아래쪽에 위치해야 한다는 점입니다.
그 이유는 가장 먼저 첫 번째 catch문부터 읽게 되는데 이때 첫 번째에 최상위인 Exception 클래스를 사용하게 되면 나머지 catch문은 무시됩니다.
하지만 다행히도(?) 상위 예외 클래스를 위에다가 작성할 때는 컴파일 에러를 발생하니 수정하시면 됩니다.

 

try ~ catch ~ resource

원래 try문에서 자원 객체를 전달하면 반드시 finally해서 자원을 해제 해줘야 메모리 낭비가 나지 않습니다. 하지만 매번 finally문을 사용하는 것도 번거로운 일입니다.

 

Java 7부터 추가된 try-catch-resource를 쓰면 자동으로 자원을 해주는 역할을 수행합니다.
즉, 따로 finally문을 작성하지 않아도 됩니다.

package com.azurealstn.sociallogin;

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = null;
        try {
            sc = new Scanner(System.in);
            int num = sc.nextInt();
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                if (num % 2 == 0) {
                    System.out.println(num);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (sc != null) sc.close();
        }
    }
}

위 코드는 try-catch-finally를 이용하여 작성한 코드입니다. 만약 자원을 해제해야 할 객체가 여러 개가 있다면 모두 해제시키는 코드를 일일이 작성해주어야 합니다. 하지만 try-catch-resources를 사용하면 코드가 좀 더 깔끔하게 보일 수 있습니다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try (Scanner sc = new Scanner(System.in)) {
            int num = sc.nextInt();
            for (int i = 0; i < num; i++) {
                if (num % 2 == 0) {
                    System.out.println(num);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

try 괄호() 안에 자원을 할당할 객체를 선언만 해주면 됩니다. 그러면 자동으로 자원을 해제할 수 있습니다.

 

throw & throws

throw와 throws 키워드 둘 다 Exception을 발생시킨다는 공통점이 있습니다.
잠시 코드를 보겠습니다.

FoolException Class

package com.azurealstn.sociallogin.Exception;

public class FoolException extends RuntimeException {
}

 

Main Class

package com.azurealstn.sociallogin;

import com.azurealstn.sociallogin.Exception.FoolException;

public class Main {
    public void sayNick(String nick) {
        if ("fool".equals(nick)) {
            throw new FoolException();
        }
        System.out.println("저의 별명은 " + nick + "입니다.");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        main.sayNick("fool");
        main.sayNick("genius");
    }
}

위 코드를 실행하면 throw 키워드로 예외를 던졌기 때문에 FoolException 예외가 발생합니다. throw 위에 보는 것처럼 throw new 해서 예외 객체를 생성하면 됩니다. 또한 FoolException 클래스는 RuntimeException 클래스를 상속받았습니다.

 

Exception 클래스는 크게 두 가지로 구분됩니다.

• RuntimeException : 실행 시 발생하는 예외
• Exception : 컴파일 시 발생하는 예외

즉, Exception은 프로그램 작성 시 이미 예측가능한 예외를 작성할 때 사용하고 RuntimeException은 발생할 수도 발생 안 할 수도 있는 경우에 사용합니다. 또한 Exception을 Checked Exception, RuntimeException을 Unchecked Exception이라고도 합니다. 이는 예외 계층 구조에서 좀 더 살펴봐야할 문제입니다.

 

이번에는 Exception을 상속받도록 하겠습니다.

FoolException Class

package com.azurealstn.sociallogin.Exception;

public class FoolException extends Exception {
}

그러면 Main 클래스에서 컴파일 에러가 발생합니다. Exception은 예측 가능한 Checked Exception이기 때문에 예외처리를 컴파일러가 강제하기 때문입니다. 예측 가능하기 때문에 try-catch문으로 변경해줘야 합니다.

Main Class

package com.azurealstn.sociallogin;

import com.azurealstn.sociallogin.Exception.FoolException;

public class Main {
    public void sayNick(String nick) {
        try {
            if ("fool".equals(nick)) {
                throw new FoolException();
            }
            System.out.println("저의 별명은 " + nick + "입니다.");
        } catch (Exception e) {
            System.err.println("FoolException 발생!!");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Main main = new Main();
        main.sayNick("fool");
        main.sayNick("genius");
    }
}

 

try-catch를 사용하지 않고 메소드에 throws 키워드로 예외를 던지는 방법이 있습니다.

Main Class

public void sayNick(String nick) throws Exception {
if ("fool".equals(nick)) {
throw new FoolException();
}
System.out.println("저의 별명은 " + nick + "입니다.");
}

위 코드처럼 호출하는 메소드명 옆에 throws 예외클래스를 작성하면 에러가 사라집니다.
하지만 main 메소드에서 컴파일 에러가 발생할 것입니다. 그 이유는throws 키워드 때문에 예외를 처리해야 하는 대상이 sayNick()에서 main()으로 변경되었기 때문입니다.

public static void main(String[] args) throws Exception { //컴파일 에러 해결
    Main main = new Main();
    main.sayNick("fool");
    main.sayNick("genius");
}

 

여기서 만약 try-catch문을 sayNick() 여기서 처리하는 것이 좋을 것인가.
아니면 main()에서 처리하는 것이 좋을 것인가.

 

둘 의 차이는 있습니다.

만약 sayNick()에서 처리를 하게 된다면 아래 코드가 모두 실행이 됩니다.

main.sayNick("fool"); //예외 발생
main.sayNick("genius");

하지만 main()에서 처리를 하게 된다면 위 코드에서 main.sayNick("fool"); 여기서 예외가 발생하므로 그대로 catch문이 실행됩니다.

 

예외를 처리하는 위치에 따라 실행결과도 달라지기 때문에 매우 중요합니다. 이는 transaction과도 밀접한 관련이 있기 때문에 매우 중요합니다.

 

위에서 설명한 자바에서 예외 처리 방법 (try, catch, throw, throws, finally)을 좀 더 자세히 알고 싶으시다면 https://wikidocs.net/229 여기를 꼭 보세요! 위의 예제는 모두 이 사이트에서 확인을 했답니다.

자바가 제공하는 예외 계층 구조

자바에서의 예외 계층 구조는 위의 사진처럼 되어있습니다.
보통 많이 사용하는 것이 Exception이고, 그 밑에 자식 클래스로 좀 더 세부적인 예외 클래스들이 있습니다. 예를 들어 RuntimeException에 속한 예외 클래스들은 주로 프로그래머의 실수로 인해 발생하는 예외들입니다. (배열의 인덱스가 벗어났을 때 IndexOutOfBoundsException 예외가 발생한다던가, 정수를 0으로 나누려 했을 때 ArithmeticException 예외가 발생한다던가 등등..) 그 외의 예외 클래스들은 주로 외부의 영향으로 발생할 수 있는 것들로서, 프로그램을 사용하는 사용자들의 동작에 의해 발생하는 경우가 많습니다.

• RuntimeException : 주로 프로그래머의 실수로 인해 발생
• 그 외의 Exception : 주로 사용자의 실수와 같은 외적인 요소에 의해 발생

Checked & Unchecked

위에서 잠깐 언급했지만 Exception은 checked와 unchecked로 구분됩니다.
빨간색 : checked Exception
파란색 : unchecked Exception

 

Checked Exception

Checked Exception은 RuntimeException을 상속받지 않은 예외들을 말하며, 예측 가능한 예외들을 말합니다. 예측이 가능하다는 건 런타임이 아닌 컴파일타임에 에러를 발생시킨다는 의미입니다.
즉, Checked Exception은 catch문으로 예외를 잡거나 throws로 예외를 자신을 호출한 클래스로 던지는 방법으로 해결해야 합니다. 그래야 컴파일 에러가 발생하지 않습니다.

 

UnChecked Exception

UnChecked Exception은 Checked Exception과 반대로 RuntimeException을 상속받은 예외들을 말하며, 발생할 수도 안 할 수도 있기 때문에 컴파일타임이 아닌 런타임에 에러를 발생시킵니다. 이것이 가능한 이유는 명시적으로 예외 처리를 강제하지 않기 때문입니다. 즉, UnChecked Exception은 catch나 throws를 선언하지 않아도 됩니다.

 

우리가 프로그램을 작성할 때 NullPointerException이나 IndexOutOfBoundsException와 같은 에러가 자주 발생하는 이유는 Null값이나 배열의 인덱스 범위를 고려안하고 프로그래밍하기 때문에 런타임시에 이런 에러를 자주 만나게 됩니다.

Exception과 Error의 차이는?

위 그림에서 상위 클래스에서 Exception은 알겠는데 Error와 차이는 무엇인지 궁금할 수 있습니다.

오류(Error)

흔히 에러는 프로그램을 사용하다가 프로그램이 비정상적으로 종료되는 결과를 초래하는 원인을 말합니다.

 

오류가 발생했을 경우에는 개발자가 따로 할 수 있는 것이 없습니다.
메모리 부족, 스택오버플로우 같은 JVM이나 하드웨어 등의 기반 시스템의 문제로 발생하는 것이기 때문이죠.

 

예외(Exception)

위의 오류와 반대로 개발자가 미리 적절하게 예외 처리 코드를 작성해서 비정상적으로 종료되지 않게 예방할 수 있는 게 핸들링 해주는 것이 예외입니다.

RuntimeException과 RuntimeException이 아닌 것의 차이는?

이 부분은 앞에서 이미 설명한 부분입니다.
다시 한번 정리하자면 RuntimeException과 RuntimeException이 아닌 것의 차이는 Checked Exception과 UnChecked Exception 입니다.

• RuntimeException과 그 하위 예외 클래스들은 모두 Unchecked Exception 입니다. 런타임에 발생하는 에러입니다. 개발하면서 예외가 발생하지 않도록 주의하는 것이 좋습니다.
• 반대로 RuntimeException이 아닌 것은 Checked Exception 입니다. 컴파일타임에 발생하는 에러입니다. 이 때는 try-catch문을 이용하여 예외처리를 작성할 수 있습니다.

커스텀한 예외 만드는 방법

위에서 커스텀한 예외를 만들었습니다. 바로 FoolException 클래스 입니다.
이처럼 Exception, RuntimeException 등등의 클래스를 상속받고 나만의 예외 클래스를 커스텀하면 그게 커스텀한 예외 클래스입니다.

package com.azurealstn.sociallogin.Exception;

public class FoolException extends Exception {

    public FoolException(String s) {
        super(s);
    }
}

References

• https://imasoftwareengineer.tistory.com/86
• https://wikidocs.net/229
• https://reference-m1.tistory.com/246
• https://finewoo.tistory.com/22
• https://wisdom-and-record.tistory.com/46
• https://soozl91.tistory.com/52