자바 기본 - 예외

개발을 하다보면 .. 반드시 마주하는 것이 예외이다. 예외에 대해서 알아보자. 

 

Error vs Exception

자바에서는 실행 시(runtime) 발생할 수 있는 오류를 에러와 예외 2가지로 구분한다. 

• 에러(error) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 없는 심각한 오류 
  • 메모리 부족(OutofMemoryError)이나 스택 오버 플로우(StackOverflowError)처럼 발생하면 복구할 수 없는 심각한 오류이고 예측 불가능하다. 
  • JVM 실행에 문제가 생긴 것

 

논리 에러, 컴파일 에러, 런타임 에러

논리 에러 : 논리적 에러는 버그라고 생각하면 된다. 프로그램의 실행에는 문제가 없지만, 결과가 예상과 달라 사용자가 의도한 작업을 수행하지 못해 서비스 이용에 문제가 될 수 있다. (ex. 수량에 음수가 나오는 경우, ...)

컴파일 에러 : 컴파일 단계에서 오류가 발견되면 컴파일러가 에러 메시지를 출력해주는 것이다. 대표적인 원인으로는 문법 구문 오류(syntax error)이다. 컴파일이 되지 않기 때문에 프로그램이 만들어지지 않아 프로그램 실행 자체가 불가능하다.

런타임 에러 : 컴파일에는 문제가 없더라도, 프로그램 실행 중에 에러가 발생해서 잘못된 결과를 얻거나, 프로그램이 종료될 수 있다. 개발자가 역추적해서 원인을 파악해야 한다.

 

• 예외(exception) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 있는 다소 미약한 오류 
  • 개발자가 구현한 로직에서 발생한 실수나 사용자의 영향에 의해 발생한다. 
  • 문제가 발생하더라도 이에 대한 대응 코드를 미리 작성해 놓음으로써 어느 정도 프로그램의 비정상적인 종료 혹은 동작을 막을 수 있다. (이 대응 코드가 try - catch 자바 예외 처리 문법)
  • 예외 처리(exception handling)을 통해 언제나 예외 상황을 처리하여 프로그램이 종료되는 일이 없도록 코드의 흐름을 바꿀 필요가 있다.

Exception Handling

예외 처리는 프로그램 실행 시 발생할 수 있는 예기치 못한 예외의 발생에 대비한 코드 작성 행위이다. 예외 처리의 목적은 예외의 발생으로 인한 실행 중인 프로그램의 갑작스런 비정상 종료를 막고, 정상적인 실행 상태를 유지하는 것이다.

 

Exception 클래스

계층 구조 ❘ 파란색 - 컴파일 에러, 빨간색 - 런타임 에러

 

JVM은 프로그램을 실행하는 도중에 예외가 발생하면 해당 예외 클래스로 객체를 생성하고서 예외 처리 코드에서 예외 객체를 이용할 수 있도록 해준다. 

• 자바에서 다루는 모든 예외 오류는 Exception 클래스에서 처리한다. 
• Exception 및 하위 클래스 (파란색 부분) : 사용자의 실수와 같은 외적인 요인에 의해 발생하는 컴파일 시 발생하는 예외 
  • 존재하지 않는 파일의 이름을 입력 (FileNotFoundException)
  • 실수로 클래스의 이름을 잘못 기재 (ClassNotFoundException)
  • 입력한 데이터 형식이 잘못된 경우 (DataFormatException)
  • I/O와 관해서 발생할 수 있는 예외 (IOException)
• RuntimeException 클래스 (빨간색 부분) : 개발자의 실수로 발생하는 예외 
  • 배열의 범위를 벗어남 (IndexOutOfBoundsException) 
  • 값이 null인 참조 변수의 멤버를 호출 (NullPointerException)
  • 클래스 간의 형 변환을 잘못함 (ClassCastException)
  • 정수를 0으로 나누는 산술 오류 (ArithmeticException)
  • 메소드의 전달 인자값이 잘못될 경우 발생 (IllegalStateException)
  • 정수를 0으로 나눌 때 발생하는 에러 (ArithmeticException)
  • 의도치 않는 입력 오류 시 발생하는 예외 (InputMismatchException)
  • ... 등등

 

+) 더 알아보기 : Checked Exception과 Unchecked Exception

Checked Exception과 Unchecked Exception이 있다. 이는 코드적 관점에서 예외 처리 동작을 필수 지정 유무에 따라 나뉘기 때문이다. 

 

Checked Exception은 컴파일 예외 클래스들을 가리킨다. (반드시 예외 처리 - 컴파일 자체가 안되기 때문)

Unchecked Exception은 런타임 예외 클래스들을 가리킨다. (명시적인 처리를 안해도 됨 - 필요하다고 생각될 때 예외 처리) 

 

Java에서는 예외 상황이 발생했을 때 프로그램의 흐름을 중단하고 해당 예외를 호출한 쪽으로 전달하기 위해 예외 던지기를 한다. 예외가 발생한 메서드는 예외를 던지며, 상위 호출 스택에서 이를 받아 처리할 수 있다.  이때, 상위 호출 스택에서 처리하도록 전달하는 역할에는 throw와 throws 2가지가 있다. 

throw 

throw 키워드를 사용하면 강제로 예외를 발생시킬 수 있다. 

• 프로그램적으로 에러가 아니더라도 로직상 개발자가 일부러 에러를 내서 로그에 기록하고 싶은 상황이 올 수 있다.
• new 생성자로 예외 클래스를 초기화하여 던지진다. 

 

throws

throws 예시

 

예외가 발생할 수 있는 코드를 작성할 때 try - catch 블록으로 처리하는 것이 기본이지만, 경우에 따라서는 다른 곳에서 예외를 처리하도록 호출한 곳으로 예외를 떠넘길 수도 있도록 한다. 

• 메소드 선언부 끝에 작성되어 메소드에서 예외를 직접 처리(catch)하지 않은 예외를 호출한 곳으로 떠넘기는 역할 
• 예외를 메서드에 선언하는 역할이다. 

 

try - catch - .. 그리고 finally .. ? 

try - catch는 예외 처리를 위한 기본적인 구조이다. 

• try 블록에는 예외 발생 가능 코드를 작성하고,
• 만약, 예외가 발생하면 예외 클래스에 맞는 catch 문으로 가서 catch 블록의 코드를 실행한다. 
  • 이때, catch 문을 보면 e가 선언되어 있는 경우가 있다. 
  • 그리고, e.getMessage()와 같이 사용되는 것을 볼 수 있다. 이는 Throwable 클래스를 상속 받기 때문에 가능한 예외 메시지를 처리하는 것이다. 

 

+) 더 알아보기 : Throwable

상속 관계

 

Throwable 클래스는 오류나 예외에 대한 메시지를 담는다. 

• 대표적으로 getMessage()와 printStackTrace() 메서드가 바로 이 클래스에 속해 있다. 
• Error와 Exception 클래스가 Throwable을 상속 받기 때문에 사용 가능하다. 

 

그런데, try - catch 문에 finally가 붙는 경우도 있다. 왜 그럴까? 

 

finally는 어떤 예외가 발생하더라도 반드시 실행되어야 하는 부분이 있다면 필요하다. 

 

참고 1

참고 2

참고 3