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9주차 과제

자바의 예외 처리에 대해 학습

목차

Exception과 Error의 차이

Error는 컴퓨터 하드웨어의 오동작 또는 고장으로 인해 응용프로그램 실행 오류가 발생하는 것. JVM 실행에 문제가 생겼음을 의미하며 프로그램 실행이 종료됨

Exception 은 사용자의 잘못된 조작 또는 개발자의 잘못된 코딩으로 인해 발생하는 프로그램 오류. Error와 마찬가지로 프로그램 실행이 종료되지만, 예외 처리를 통해 정상 실행 상태 유지 가능

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자바 예외 처리 방법

예외 발생 시 프로그램의 갑작스러운 종료를 막기 위해 예외 처리 코드 필요

try-catch-finally 블록

생성자와 메소드 내부에 작성하며 흐름은 다음과 같음

try-catch-finally

try 블록

예외 발생 가능성이 있는 코드 작성. 예외 발생 시 즉시 중단하고 catch 블록으로 이동

catch 블록

try 블록에서 예외 발생 시 실행할 코드 작성. 예외가 발생하지 않으면 실행되지 않음

다중 catch 블록

처리할 예외가 여러개인 경우, 발생 예외별로 예외 처리 코드를 다르게 하려면 다중 catch 블록 사용

try {
  // ArrayIndexOutOfBoundsException 발생 코드

  // NullPointerException 발생 코드
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
  // . . .
} catch (NullPointException e) {
  // . . .
}

try 블록에서 동시다발적으로 여러 예외가 발생하지 않기 때문에 catch블록은 단 한 개만 실행

catch 순서

  • 위에 작성된 블록부터 실행
  • 주의할 점은 상위 예외 클래스가 하위 예외 클래스보다 아래쪽에 위치하도록 작성
  • 상위 예외 catch 블록이 상단에 있다면, 아래에 있는 하위 예외 catch 블록에 컴파일 에러 발생
    • 이미 위쪽에서 잡힌 예외이기 때문
    • Exception 'java.lang.XXXException' has already been caught

멀티 catch 블록

Java 7에서 추가. catch 괄호 안에 |를 사용해 예외 연결

try {
  // ArrayIndexOutOfBoundsException 발생 코드

  // NullPointerException 발생 코드
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException | NullPointException e) {
  // . . .
}

finally 블록 (옵션)

예외 발생 여부와 관계 없이 항상 실행할 코드 작성. 옵션이므로 생략 가능
단, try-catch블록에서 예외나 return이 발생해도 무조건 항상 실행하므로 꼭 필요한 경우에만 작성

try-with-resources

Java 7에서 추가. 예외 발생 여부와 상관없이 사용했던 리소스 객체(각종 입출력 스트림, 서버 소켓, 소켓, 각종 채널 등 데이터를 읽고 쓰는 객체)의 close() 메소드를 호출해서 안전하게 리소스를 닫아줌

Java 6까지는 finally 블록을 사용해 닫아주었지만 이제 다음과 같이 사용 가능

try(FileInputStream fis = new FileInputStream("file.txt")) {
  // . . .
} catch (IOException e) {
  // . . .
}

try 블록이 정상 완료하거나 도중 예외 발생 시 자동으로 close() 메소드 호출

리소스 객체 여러 개 사용 시

try(
  FileInputStream fis = new FileInputStream("file1.txt");
  FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file2.txt")
) {
  // . . .
} catch (IOException e) {
  // . . .
}

사용 가능 조건

리소스 객체가 java.lang.AutoCloseable 인터페이스를 구현해야 try-with-resources 블록을 사용 가능

AutoCloseable의 close() 메소드를 호출하여 자동 닫기가 가능한 것

  • 링크의 'All known Implementing Classes' 참고하여 구현 클래스 확인 가능
  • 직접 구현도 가능

throws

메소드 선언부 끝에 작성하여 메소드에서 처리하지 않은 예외를 호출한 곳으로 던지는 역할.

public void method() throws NullPointException, IOException {
  // . . .
}

public void method() throws Exception {
  // . . .
}
  • 쉼표로 구분하여 여러개 작성 가능
  • 상위 예외 클래스인 Exception으로 모든 예외 던지기 가능

throws는 예외를 직접 처리하는 것이 아니라 본인을 호출한 메소드에게 떠넘기는 것이기 때문에 넘겨 받은 메소드는 반드시 try-catch 블록으로 예외 처리를 하거나 또다시 호출한 메소드로 예외를 넘겨야 함

throw

예외를 직접 생성하는 역할.

public void method(int num1, int num2) throws Exception {
  if (num1 > num2) {
    throw new Exception();
  }
}
  • 예외 생성자 인자로 예외 메시지 전달 가능
  • 생성한 예외는 throws로 던지거나, try-catch 사용해서 처리

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자바가 제공하는 예외 계층 구조

자바는 예외를 클래스로 관리

java-throwable

예외 관련 클래스들의 패키지는 java.lang

예외 계층 구조 최상단에는 Object를 상속받은 Throwable이 있으며 그 하위에 Exception과 Error 클래스로 분류

자바에서 발생하는 모든 예외는 java.lang.Exception 상속

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RuntimeException과 RuntimeException이 아닌 것의 차이

자바에는 두 가지 종류의 예외가 있으며 일반 예외인 Exception과 RuntimeException으로 구분

Exception

CheckedException 이라고도 하며, 자바 소스를 컴파일하는 과정에서 예외 처리 코드가 필요한지 검사
만약 예외 처리 코드가 없다면 컴파일 오류를 발생시켜 개발자가 필수로 예외 처리 코드 추가하게 함
CheckedException 발생 시, 이클립스나 인텔리제이에서 자동 완성 기능 제공

RuntimeException

UncheckedException 이라고도 하며, 컴파일 단계에서 예외 처리 코드를 검사하지 않는 예외
컴파일러가 체크해주지 않기 때문에 실행 중 예상하지 못한 부분에서 예외가 발생한다면 프로그램 종료. 개발자의 경험에 의해 예외 처리 코드 추가 필요

프로그램 실행 중 JVM의 예외 처리 과정

  1. 실행 중 예외가 발생하면 JVM은 해당 예외의 Exception 객체를 생성
    • Exception 객체는 예외 이름, 설명, 예외가 발생한 프로그램의 현재 상태를 포함
  2. JVM은 예외를 처리할 수 있는 ExceptionHandler를 찾기 위해 call stack 탐색
    • call stack : 프로그램이 실행되면서 연쇄적으로 호출한 메소드 순서 목록
    • 예외가 발생한 메소드에서 시작해 call stack에서 꺼내며(메소드 호출 역순으로) 탐색
  3. 적절한 핸들러를 찾으면 발생한 예외를 핸들러에게 전달
  4. 만약 적절한 핸들러를 찾지 못하면 JVM에 포함되어있는 default exception handler가 처리
    • default exception handler는 콘솔창에 예외 정보를 출력하고, 프로그램 실행 종료

exception-handling

자주 발생하는 RuntimeException

NullPointerException

객체 참조가 없는 상태인 null 값을 갖는 참조 변수로 객체 접근 연산자인 도트(.)를 사용했을 때 발생

ArrayIndexOutOfBoundsException

배열에서 인덱스 범위를 초과하여 사용할 경우 발생

NumberFormatException

숫자 관련 래퍼 클래스의 parseXXX() 메소드를 사용해 문자열을 숫자값으로 변환할 때, 적절히 변환할 수 없는 문자가 포함되어있다면 발생

ClassCastException

상속 관계/구현 관계가 아닌 클래스로 타입 변환 시도하면 발생

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커스텀 예외 만드는 방법

자바가 제공하는 클래스만으로는 다양한 예외를 표현하기 어렵기 때문에 개발자가 직접 애플리케이션 서비스와 관련된 '애플리케이션 예외'를 정의하여 사용(사용자 정의 예외)

커스텀 예외 클래스 선언

일반 예외(CheckedException)로 선언하는 방법

public class XXXException extends Exception { }
  • Exception 상속

실행 예외(UncheckedException)로 선언하는 방법

public class XXXException extends RuntimeException {
  public XXXException() { }
  public XXXException(String message) {
    super(message);
  }
}
  • RuntimeException 상속

일반적인 선언 방법

  • 클래스 이름은 Exception으로 끝내기
  • 대부분 생성자 선언만 포함하며, 생성자는 기본 생성자와 예외 메시지 전달을 위한 String 타입 매개변수를 갖는 생성자 두 개 선언

예외 발생 시키기

커스텀 예외는 애플리케이션 예외이므로 서비스 실행 중 특정 상황에서만 발생. 개발자는 이 예외가 발생하는 상황을 알고 있으므로 직접 예외를 발생시킴

public void method() throws XXXException {
  // . . .
  throw new XXXException("예외 발생");
}
public static void main(String[] args){
  try {
    method();
  } catch(XXXException e) {
    String message = e.getMessage();
    e.printStackTrace();
  }
}
  • 가장 빈번하게 사용되는 getMessage(), printStackTrace()를 사용하여 예외 메시지를 확인하고 예외 추적 가능

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Reference