JAVA - STUDY 9주차 과제 : 예외 처리

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목표

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자바의 예외 처리에 대해 학습하세요.

 

학습할 것 (필수)

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

 

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Exception과 Error의 차이는 ?

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java.lang.Object -> Throwable -> Exception, Error

자바가 제공하는 예외 계층 구조

Error : JVM에 문제 (OutOfMemoryError, StackOverFlowError 와 같이 발생 시 복구할 수 없는 심각한 오류) 가 생긴 것을 의미한다. 

• 컴파일 에러 : 컴파일 시점에 발생하는 에러이다. 컴파일러가 문법 검사를 통해 에러를 잡아주기 때문에 쉽게 해결할 수 있다.
• 논리적 에러 : 코드는 오류 없이 컴파일 및 실행되지만, 작업 결과가 예상과 다를 경우
• 런타임 에러 : 컴파일 에러가 없이 실행되더라도, 실행 과정(runtime)에서 발생하는 에러이다.
  • 런타임 에러를 두 가지로 나눌 수 있는데
    1. Error : 시스템에 뭔가 비정상적인 상황이 발생했을 경우이다. OutOfMemoryError나 ThreadDeath 같은 에러들이 있다. 이런 에러들은 catch블록으로 잡아봤자 아무런 대응 방법이 없고, 잡으려고도 하면 안 된다.
    2. Exception : 개발자들이 만든 코드의 작업 중에 예외상황이 발생했을 경우이다. 이 경우에는 catch 블록으로 예외처리를 해주면 된다.

 

Exception 은 RuntimeException을 기준으로 두 가지로 구분한다.

• Checked Exception : RuntimeException을 제외한 모든 클래스
• Unchecked Exception : RuntimeException과 모든 자식 클래스

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	Checked Exception	Unchecked Exception
처리여부	반드시 예외 처리	예외 처리를 강제하지 않음
확인시점	컴파일 단계	실행 단계
대표 예외	RuntimeException을 제외한 모든 예외 - IOException - SQLException ...	RuntimeException 하위 예외 - NullPointerException - IllegalStateException ...

 

 

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

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예외란?
나이를 입력하라고 했는데, 0보다 작은 값이 입력되었다.
나눗셈을 위한 두 개의 정수를 입력하라고 했는데, 제수(나누는 수)를 0이 입력되었다.

 

try ~ catch 문

// 예외가 발생 가능한 부분을 감싼다.
try
{
    System.out.println("나누기 시작");
    System.out.println("나눗셈 결과의 몫 : " + (num1 / num2));	// (1) 예외 발생!
    System.out.println("나눗셈 결과의 나머지 : " + (num1 % num2));	// (2)
}

// 예외가 발생하면 처리되는 코드
catch(ArithmeticException e)
{
    System.out.println("ArithmeticException 발생! 0이 입력되었습니다.");
}

// 예외처리가 끝나고 나서 처리
System.out.println("프로그램을 종료합니다.");

// 실행결과
나누기 시작
ArithmeticException 발생! 0이 입력되었습니다.
프로그램을 종료합니다.

 

정리

• try는 예외발생의 감지 대상을 감싸는 목적으로 사용된다.
  • try 문 코드를 살펴보면, (1) 예외발생하면 , (2) 는 실행되지 않는다.
• catch는 발생한 예외상황의 처리를 위한 목적으로 사용된다. (예외가 발생하지 않으면 -> catch문 실행 X)

 

여러 개의 catch 문

catch 문을 여러 개로 작성할 수 있다.

(주의 사항) 예외 클래스의 계층 구조를 정확히 알고난 후 사용해라.

여러 개의 catch 문을 사용할 때는, 계층 구조를 꼭! 조심해야 한다.

위에서 Exception(RuntimeException의 부모 클래스)에게 다 잡혀버리니까, 밑에 있는 RuntimeException에 도달하지 못하니 지우라고 컴파일러가 알려주고 있다.

 

(올바른 표현) 범위가 작은 순서에서 큰 순서로 작성한다.

범위가 작은 순으로 아래로 작성!

자바 계층 구조를 참고하여, 범위가 작은 순으로 catch문을 작성해야 한다.

 

그렇다면, 제일 마지막 catch문에 최상위 클래스인 Exception으로 마무리를 해줘야 하는가?

NO, try문에 있는 코드가 어떤 예외를 던지는지 파악한 후 그 클래스의 부모 클래스를 설정해 준다. 마지막에 Exception으로 처리하는 경우는 잘 보지 못했다.

 

멀티 catch 문

Java 7 이후 부터는 여러 개의 Exception을 하나의 catch 문에  '|' 으로 합칠 수 있다.

서로 다른 예외가 발생했을 때, 처리하는 로직이 같은 경우에 사용 된다.

• 주의 사항
  • 부모 / 자식 관계의 있는 예외 클래스를 동시에 작성은 컴파일 에러가 발생한다.
    • (예) NullPointerException extends RuntimeException

// 실행 결과
class java.lang.IllegalStateException

 

finally

• try ~ catch 가 실행되고 난 뒤, 항상 실행된다.
• 예외가 발생 하지 않아도 실행된다.

try 
{
	System.out.println(1 / 0);	// 예외 발생!
}

catch (ArithmeticException e)
{
	System.out.println("예외를 처리하는 코드");
}

finally
{
	System.out.println("이 문장은 마지막에 꼭! 출력됩니다.");
}

// 실행 결과
예외를 처리하는 코드
이 문장은 마지막에 꼭! 출력됩니다.

 

예외처리 방법 (토비의 스프링 vol.3 - p.285)

1. 예외 복구

예외로 인해 기본 작업 흐름이 불가능하면 다른 작업 흐름으로 자연스럽게 유도해주는 것이다.

예를 들어, 사용자가 요청한 파일을 읽으려고 시도했는데 해당 파일이 없다거나, 읽히지 않을 경우 사용자에게 상황을 알려주고 다른 파일로 시도하도록 유도하여 예외상황을 해결할 수 있다.

단, 사용자에게 에러 메세지만 던져지는 것은 예외복구라고 할 수 없다.

위 코드는 네트워크가 불안해서 원격 DB에 접속을 실패해서 SQLException이 발생하는 경우에 

최대 시도 횟수를 정해놓고, 일정 시간 기다렸다가 다시 재접속해보면서 예외상황을 해결할 수 있다.

물론 최대 횟수 재시도하면서 실패한 경우는 예외복구를 포기하고 예외를 던져줘야 한다.

 

2. 예외처리 회피 (throws)

예외가 발생하면 자신이 예외처리를 담당하지 않고, thorws를 통해 호출한 쪽으로 예외를 던지고 그 예외처리를 회피하는 것이다.
이다.

아래 코드를 보면, 2가지 방법을 추천해준다.

• throws로 호출한 쪽으로 예외를 전파시킬 것인지
• try - catch로 감쌀 것인지

무책임하게 던지면 안되고, 현재 메소드에서 이 예외를 던지는 것이 최선의 방법이라는 확신이 있을 때만 사용해야 한다.

 

Unchecked Exception은 예외처리를 강제하지 않기 때문에, throws를 명시 하지 않아도 된다.

// 실행결과
Exception is handled here
Continue with normal Flow...

 

Checked Exception은 예외처리를 강제하고 있기 때문에, thorws를 명시해줘야 한다. (또는 try-catch로 예외처리)

컴파일 에러 발생

System.in.read(); 는 IOException을 던진다. IOException은 Checked Exception 클래스 이므로 throws하거나, 예외처리를 해줘야 한다.

 

3. 예외 전환

예외 회피와 비슷하게 예외를 복구해서 정상적인 상태로 만들 수 없기 때문에 예외를 메소드 밖으로 던지는 것이다. 

하지만 예외 회피와 달리 발생한 예외를 그대로 넘기는 게 아니라, 적절한 예외로 전환해서 던진다는 특징이 있다.

 

만약 회원가입할 때, 사용자가 중복 아이디를 입력해서 DB 에러가 발생하면 SQLException이 발생할 것이다.

이 경우 SQLException을 밖으로 던져버리면, 왜 SQLException이 발생했는지 알 방법이 없다. 지금처럼 중복된 아이디를 입력한 경우에는  DuplicateUserIDException 같은 의미가 분명한 예외로 바꿔 던져주게 되면, 훨씬 더 수월한 복구 작업을 시도할 수가 있다.

public void add(User user) throws DulpicateUserIDException, SQLException {

    try {
    	// 예외 발생
    }
    catch (SQLException e) {
    	if /* 만약 중복 아이디을 입력한 경우 */ {
        	throw new DuplicateUserIdException();
        } 
        else {
        	throw e;	// 나머지 경우는 SQLException 그대로 
        }
    }
}

 

try - with - resource

• java 7 이후부터, 예외 발생 시 자동으로 close()를 해준다.
• 사용하는 객체는 반드시 AutoClosable을 구현한 객체이어야 한다.

try - with - resource 사용하기 전

 

try - with - resource 사용 후

이전에 try - catch 코드보다 try - with - resource를 적용 하고 나니 코드가 훨씬 깔끔하게 바뀌었다.

 

자바에서 제공하는 예외 클래스

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java exception hierarchy (자바 예외 계층)

출처 : https://facingissuesonit.com/java-exception-handling/

간단하게 자바에서 제공하는 대표적인 예외 클래스를 몇가지만 살펴보도록 하겠습니다.

 

Checked Exception

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checked Exception이기 때문에, throws로 던져버리거나 예외처리를 해줘야 한다.

1. 📌 [ReflectiveOperationException] ClassNotFoundException | NoSuchMethodException

클래스, 메소드가 존재하지 않을 수 있기 때문에 예외처리를 꼭 해줘야 한다.

 

2. IOException

입출력이 실패하거나 중단될 때 예외가 발생한다.

 

3. 📌 [IOException] FileNotFoundException

 

 

 

[RuntimeException 자식 클래스] Unchecked Exception

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1. 📌 NullPointerException

null인 객체의 멤버에 접근하게 되면?  -> NullPointerException이 발생한다.

 

2. ArithmeticException

나눗셈을 할 때, 제수(나누는 수)를 0으로 넣으면 ArithmeticException이 발생한다.

 

3. [IllegalArgumentException] NumberFormatException

부적절한 문자열을 숫자형으로 변환할 때, NumberFormatException이 발생한다.

 

4. 📌 IndexOutOfBoundsException

리스트의 범위를 벗어난 인덱스에 접근할 때 발생하는 예외이다.

 

커스텀 한 예외 만드는 방법

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Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws AgeException {
        setAge(-1);	// 나이에 -1을 입력
    }

    private static void setAge(int age) throws AgeException {
        if (age < 0) {
            throw new AgeException("나이를 다시 입력하세요.");
        }
    }
}

 

AgeException.java

public class AgeException extends Exception{

    public AgeException() {

    }

    public AgeException(String message) {
        super(message);
    }
}

 

실행 결과

Exception in thread "main" week9.AgeException: 나이를 다시 입력하세요.
	at week9.Main.setAge(Main.java:11)
	at week9.Main.main(Main.java:6)

 

커스텀 예외 만들기 정리

Checked Exception을 구현할 때는 Exception 을 확장

Unchecked Exception을 구현할 때는 RuntimeException 을 확장.

추가적으로 4가지 Best Practices를 따르는 것이 좋다.

1. Java 표준 예외를 사용하는 것 보다 작성한 Custom 예외를 사용하는게 더 많은 이익을 얻는다고 생각할 경우에만 Custom Exception을 구현하자.
2. 작성한 Custom Exception 클래스의 이름의 끝은 "Exception"으로 끝나도록 하자.
3. API 메소드가 어떤 하나의 예외를 기술하고 있다면, 그 예외는 API의 한 부분이 되는 것이며 그 예외를 문서화 해야 한다.
4. 예외의 Cause 를 설정할 수 있는 생성자를 제공해야 한다.

 

 

REFERENCES

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itmining.tistory.com/9

finewoo.tistory.com/22

madplay.github.io/post/java-checked-unchecked-exceptions

m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=highkrs&logNo=220239297118&proxyReferer=https:%2F%2Fwww.google.com%2F

woodforest.tistory.com/173

www.nextree.co.kr/p3239/

linked2ev.github.io/java/2019/05/05/JAVA-5.-compileError-vs-RuntimeError/

wisdom-and-record.tistory.com/46

catch-me-java.tistory.com/46

velog.io/@youngerjesus/%EC%9E%90%EB%B0%94-%EC%98%88%EC%99%B8-%EC%B2%98%EB%A6%AC#2-%EC%9E%90%EB%B0%94%EA%B0%80-%EC%A0%9C%EA%B3%B5%ED%95%98%EB%8A%94-%EC%98%88%EC%99%B8-%EA%B3%84%EC%B8%B5-%EA%B5%AC%EC%A1%B0

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