1. 예외(Exception)와 에러(Error)

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예외의 종류

• checked exception
• error
• runtime exception 혹은 unchecked exception

1.1 Error(에러)

• 컴퓨터 하드웨어의 오동작 또는 고장으로 인해 응용프로그램에 이상이 생겼거나 JVM 실행에 문제가 생겼을 경우 발생하는 것

• 프로세스에 영향을 준다

• 시스템 레벨에서 발생한다(자바 프로그램 외의 오류)

• 종류

  • VirtualMachineError
  • OutOfMemoryError
  • StackOverflowError
  • ...

1.2 Exception(예외)

• 컴퓨터의 에러가 아닌 사용자의 잘못된 조작 또는 개발자의 잘못된 코딩으로 인해 발생하는 프로그램 오류

• 예외가 발생하면 프로그램이 종료가 된다는 것은 에러와 동일하지만 예외는 예외처리(Exception Handling)를 통해 프로그램을 종료되지 않고 정상적으로 작동되게 만들어줄 수 있다. 자바에서 예외처리는 Try Catch문을 통해 해줄 수 있다.

• 개발자가 구현한 로직에서 발생

• 쓰레드에 영향을 준다

• 종류
  • Checked Exception
    • 반드시 예외 처리 해야한다
    • 컴파일 단계에서 확인
  • 대표 예외
    • RuntimeException를 제외한 모든 예외
    • IOException
  
  
  

1.3 runtime exception(이하 런타임 예외)

- 예외가 발생할 것을 미리 감지하지 못했을 때 발생. - 런타임 예외에 해당하는 모든 예외들은 RuntimeException을 확장한 예외들이다.

1.4 Checked Exception과 Unchecked Exception 나눈 이유

• 예외는 메서드의 파라미터나 반환 값만큼이나 중요한 공용 인터페이스 중 하나이다.

• 메서드를 호출하는 쪽은 그 메서드가 어떤 예외를 발생시킬 수 있는가에 대해 반드시 알아야 한다. 따라서 Java는 checked exception을 통해 해당 메서드가 발생시킬 수 있는 예외를 명세하도록 강제하고 있다.

• Runtime Exception은 프로그램 코드의 문제로 발생하는 예외이다. 따라서 클라이언트 쪽(메서드를 호출하는 쪽)에서 이를 복구(or 회복)하거나 대처할 수 있을 거라고 예상하긴 어렵다.

• Runtime Exception은 프로그램 어디서나 매우 빈번하게 발생할 수 있기 때문에 모든 Runtime Exception을 메서드에 명시하도록 강제하는 것은 프로그램의 명확성을 떨어뜨릴 수 있다.

• 클라이언트가 exception을 적절히 회복할 수 있을 것이라고 예상되는 경우 checked exception으로 만들고, 그렇지 않은 경우 unchecked exception으로 만드는 것이 좋다.

1.5 반복분 내에서의 예외 처리

for (String item : items) {
    try {
        insert(item);
    }catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

• 반복문 내에서는 Checked Exception에 대한 처리는 지양해야한다.
• 반복문 내에서 Checked Exception에 대한 예외처리 구문이 들어가게 되면 성능은 2배 3배 떨어지게 된다.
• 이러한 경우에는 insert에서 예외 발생 시, RuntimeException으로 한번 Wrapping하여 Exception이 발생 되도록 하고 반복문 내에서는 최대한 예외처리에 대한 코드를 제거하는 것이 성능 상 유리하다.

1.6 예외의 throws와 throw

• 메소드를 선언할 때 매개 변수 소괄호 뒤에 throws라는 예약어를 적어 준 뒤 예외를 선언하면, 해당 메소드에서 선언한 예외가 발생했을 때 호출한 메소드로 예외가 전달된다.

• 만약 메소드에서 두 가지 이상의 예외를 던질 수 있다면, implements처럼 콤마로 구분하여 예외 클래스 이름을 적어주면 된다.

• try 블록 내에서 예외를 발생시킬 경우에는 throw라는 예약어를 적어 준 뒤 예외 객체를 생성하거나, 생성되어있는 객체를 명시해준다.

• throw한 예외 클래스가 catch 블록에 선언되어 있지 않거나, throws 선언에 포함되어 있지 않으면 컴파일 에러가 발생한다.

• catch 블록에서 예외를 throw 할 경우에도 메소드 선언의 throws 구문에 해당 예외가 정의되어 있어야만한다.

1.7 예외처리 비용

보통 예외처리는 처리 비용이 비싸다고 한다. try-catch를 동작 하면서 발생하는 검사들도 하나의 원인이겠지만, Throwable 생성자의 fillInStackTrace() 메서드가 주 원인이다.

이 메서드는 예외가 발생한 메서드의 Stack Trace를 모두 출력해주기 때문이다.

StackTrace란 Application이 실행된 시점부터 현재 실행 위치까지의 메서드 호출 목록이다.

2. 자바 1.7 이후, 예외처리

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2.1 멀티 블록

JDK 1.7부터 여러 catch block을 하나로 합칠 수 있게 되었다.

public class ExceptionDemo {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println(1 / 0);
        } catch (IllegalArgumentException | ArithmeticException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

단, 나열된 예외 클래스들이 부모-자식 관계에 있다면 오류가 발생한다.

public class ExceptionDemo {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            System.out.println(1 / 0);
        } catch (RuntimeException | ArithmeticException e) {
                 // 에러 발생: ArithmeticException은 RuntimeException을 상속받는 클래스이다.
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

멀티캐치는 하나의 블록으로 여러 예외를 처리하는 것이기 때문에 멀티 캐치 블록 내에서는 발생한 예외가 정확이 어디에 속한 것인지 알 수 없다. 그래서 참조 변수 e에는 '|'로 연결된 예외들의 공통 조상 클래스에 대한 정보가 담긴다.

2.2 try - with - resources

• exception시 resources를 자동으로 close() 해준다

try(FileOutputStream out = new FileOutputStream("thewing.txt")) { 
        //생략
} catch(IOException e){ 
    e.printStackTrace(); 
}

3. 예외 계층 구조

자바에서는 실행 시 발생할 수 있는 오류(Exception & Error)를 클래스로 정의하고 있다. 예외와 에러의 상속계층도는 다음과 같다.

4. 예외 커스텀하기

• Throwable을 직접 상속 받는 클래스는 Exception과 Error가 있다
• Error와 관련된 클래스는 개발자가 손대서는 절대 안된다
• 직접 만들땐 Exception 을 처리하는 클래스라면 java.lang.Exception 클래스의 상속을 받는 것이 좋다.

public class CustomException {
    public static void main(String[] args) {
        CustomException sample = new CustomException();
        try {
            sample.throwMyException(13);
        } catch (MyException mye) {  <<error
            mye.printStackTrace();
        }
    }

    private void throwMyException(int number) throws MyException{
        try {
            if(number > 12) {
                throw new MyException("Number is over than 12");  <<error
            }
        } catch (MyException e) { <<error
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.1 예외 커스텀 전략

• 예외를 어떻게 처리할지를 알아두는 것이 좋다

• 실행시에 발생할 확률이 매우 높은 경우에는 런타임 예외로 만드는것이 나을 수도 있다. 즉, 클래스 선언시 extends Exception 대신에 extends RuntimeException 으로 선언하는 것

• 이렇게 되면 해당 예외를 던지는(throw하는) 메소드를 사용하더라도 try-catch 로 묶지 않아도 컴파일시에 예외가 발생하지 않는다.

• 하지만, 이 경우에는 예외가 발생할 경우 해당 클래스를 호출하는 다른 클래스에서 예외를 처리하도록 구조적인 안전장치가 되어있어야만 한다.

• 즉, 일반적으로 실행시 예외를 처리할 수 있는 경우에는 RuntimeException 클래스를 확장하는 것을 권장한다.

• 임의의 예외 클래스를 만들때에는, 반드시 try-catch 로 묶어줄 필요가 있을 경우에만 Exception 클래스를 확장한다.

참조

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• WhiteShip Live Study 9주차. 예외처리
• 예외 처리
• [Java-32] java 예외처리 기본기
• 9주차 과제: 예외 처리
• [Java Study 9주차] 예외 처리