[KOSTA JAVA] #Day 9 (Exception)

0f1c04·2021년 2월 25일
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신용권님의 ''이것이 자바다'' 공부 기록

책을 보면서 내용을 정리했습니다. 이것이 자바다 커뮤니티 : https://cafe.naver.com/thisisjava

1. 예외 처리

1.1 예외와 예외 클래스

컴퓨터 하드웨어의 오동작 도는 고장으로 인해 응용프로그램 실행 오류가 발생하는 것을 자바에서는 error라고 한다. 개발자는 이런 에러에 대처할 방법이 전혀 없다.

자바에서는 에러 이외에 예외( exception)이라고 부르는 오류가 있다. 이는 사용자의 잘못된 조작 도는 개발자의 잘못된 코딩으로 인해 발생하는 프로그램 오류를 말한다. 예외 발생 시 프로그램은 곧바로 종료된다는 점에서 에러와 동일하다. 그러나 예외는 예외처리를 통해 프로그램을 종료하지 않고 정상 실행 상태가 유지되도록 할 수 있다.

  • 예외의 종류

    • 일반 예외(Exception)

      컴파일러 체크 예외라고도 하며, 자바 소스를 컴파일하는 과정에서 예외 처리 코드가 필요한지 검사한다. 예외 처리 코드가 없으면 컴파일 오류가 발생한다.

    • 실행 예외(RuntimeException)

      컴파일하는 과정에서 예외 처리 코드를 검사하지 않는 예외를 말한다.

  • JVM은 프로그램을 실행하는 도중에 예외가 발생하면 해당 예외 클래스로 객체를 생성한다. 그리고 예외 처리 코드에서 예외 객체를 이용하도록 한다.

  • 모든 예외 클래스는 java.lang.Exception을 상속 받는다.

  • 일반 예외는 Exception은 상속 받지만 RuntimeException을 상속 받지 않고, 실행 예외는 RuntimeException을 상속 받음으로 둘 다 받게 된다.

1.2 실행 예외

실행 예외는 자바 컴파일러가 체크를 하지 않기 때문에 오로지 개발자의 경험에 의해서 예외 처리 코드를 삽입해야 한다.

1.2.1 NullPointException

  • 객체 참조가 없는 상태, 즉 null값을 갖는 참조 변수로 객체 접근 연산자인 도트(.)를 사용했을 때 발생한다.
public class NullPointExceptionEx{
	public static void main(String[]args){
		String data = null;
		System.out.println(data.toString()); //toString 함수가 참조할 객체가 없으므로 예외 발생
	}
}

1.2.2 ArrayIndexOutOfBoundsException

  • 배열에서 인덱스 범위를 초과하여 사용할 경우 발생한다.
public class ArrayIndexOutOfBoundsException{
	public static void main(String[]args){
		String data1 = args[0]; //args[0], args[1]의 실행 매개값 주기 않았기 때문에 예외 발생
		String data2 = args[1];
		//if(args.lenghth ==2) 으로 먼저 조건을 걸어 예외를 처리해야 함.
		System.out.println("args[0]:" + data1);
		System.out.println("args[1]:" + data2);
	}
}

1.2.3 NumberFormatException

  • 문자열로 되어 있는 데이터를 숫자로 변경할 때, 해당 데이터에 숫자로 변환될 수 없는 문자가 포함되어 있으면 발생한다.
public class NumberFormatException{
	public static void main(String[]args){
		String data1 = "100";
		String data2 = "a100";

		int value1= Integer.parseInt(data1);
		int value2= Integer.parseInt(data2); //숫자 변환 불가 문자 포함되어 있어 예외 발생

		System.out.println(data1 + data2);
	}
}

1.2.4 ClassCastException

  • 타입 변환될 수 없는 클래스나 인터페이스를 강제로 타입 변환하고자 할 때 발생한다.

    Animal animal = new Dog();
// Cat cat = (Cat) animal; 참조한 자식 객체가 아니므로 예외 발생
 
RemoteControl rc = new TV;
//Audio audio = (Audio) rc; 대입한 구현 클래스가 아니므로 예외 발생

  • 해당 예외를 발생시키지 않기 위해서 타입 변환 전에 타입 변환이 가능한지 instanceof 연산자로 확인하는 것이 좋다. instanceof

    Animal animal = new Cat();
if(animal instanceof Cat){
	Cat cat = (Cat) animal;
} else if(animal instanceof Dog){
	Dog dog = (Dog) animal;
}

1.3 예외 처리 코드

프로그램에서 예외가 발생했을 경우 프로그램의 갑작스러운 종료를 막고, 정상 실행을 유지할 수 있도록 처리하는 코드를 예외 처리 코드라고 한다.

  • 예외 처리 코드는 try-catch-finally 블록을 사용할 수 있다.
  • try-catch-finally 블록은 생성자 내부와 메소드 내부에서 작성되어 일반 예외와 실행 예외가 발생할 수 있도록 예외 처리를 해준다.
public class Try{
	public static void main(String[]args){
		String data1 = null;
		
		try{
			data1 = args[0]; //예외 발생시 예외 객체를 catch의 매개값으로 보낸다.
		} catch(ArrayIndexOutOfBoudsException e) {
				System.out.println("실행 매개값의 수가 부족합니다");
				System.out.println("실행방법");
			  System.out.println("java Try num1");
		} finally { //예외 발생 여부와 상관 없이 실행, try나 catch블록에서 return문을 사용하더라도 항상 실행됨
				System.out.println("다시 실행하세요");
		}
	}
}

1.4 예외 종류에 따른 처리 코드

1.4.1 다중 catch

  • try 블록 내부에서 다양한 종류의 예외가 발생할 수 있다. 이 때 발생하는 예외별로 예외 처리 코드를 다양하게 하기 위해 다중 catch블록을 사용할 수 있다.
  • catch 블록이 여러 개 있더라도 try 블록에서 하나의 예외가 발생하면 즉시 해당의 catch 블록으로 이동하기 때문에 실행되는 catch 블록은 단 하나이다.

1.4.2 catch 순서

  • 다중 catch 블록을 작성할 때는 상위 예외 클래스가 하위 예외 클래스보다 아래쪽에 위치하도록 해야 한다. try블록에서 예외 발생 시 catch 블록을 위부터 차례 대로 검색하기 때문에 하위 예외가 상속한 상위 예외가 실행될 수 있기 때문이다.
public class Catch{
	public static void main(String[]args){
		try{
			String data1 = args[0];
			System.out.println(data1);
		} catch(ArrayIndexOfBoundsException e){ //하위 예외 클래스가 먼저 있음
				System.out.println("실행 매개값의 수가 부족합니다.");
			} catch(Exception e) { //상위 예외 클래스 일수록 아래에 있어야 함
				System.out.println("실행에 문제가 있습니다.");
			} finally {
				System.out.println("다시 실행하세요");
			}
	}
}

1.4.3 멀티 catch

  • 자바7부터 하나의 catch 블록에서 여러 개의 예외를 처리할 수 있도록 멀티(multi) catch 기능을 추가했다.
try{
  //실행 내용
} catch (ArrayIndexOfBoundsException e || NumberFormatException e) {// ||를 통해 멀티 가능
	System.out.println("실행 매개값의 수가 부족하거나 숫자로 변환할 수 없습니다.");
} catch (Exception e) {
	System.out.println("알 수 없는 예외 발생");
}

1.5 자동 리소스 닫기

  • try-with-resources를 사용하면 예외 발생 여부와 상관없이 사용했던 리소스 객체의 close() 메소드를 호출해서 안전하게 리소스를 닫아준다.

    (리소스 : 지금은 데이터를 읽고 쓰는 객체 정도로 생각)

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

  • try 블록이 정상적으로 실행을 완료했거나 도중에 예외가 발생하게 되면 자동으로 FileInputStream의 close()메소드가 호출된다. try{}에서 예외가 발생하면 우선 close()로 리소스를 닫고 catch 블록을 실행한다.

    //복수 개의 리소스를 사용해야 한다면 다음과 같이 작성할 수 있다.
try(
		FileInputStream fis = new FileInputStream("file1.txt");
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file2.txt")
) {
	...
} catch(IOException e){
	...
}

try-with-resources를 사용하기 위해서 리소스 객체는 java.lang.AutoCloseable 인터페이스를 구현하고 있어야 한다. AutoCloseable에는 close() 메소드가 정의되어 있는데 try-with-resources는 이 메소드를 자동 호출한다.

//AutoCloseable 구현 클래스
public class FileInputStream implements AutoCloseable {
	private String file;

	public FileInputStream(String file){
		this.file = file;
	}
	
	public void read(){
		System.out.println(file +"을 읽습니다.");
	}
	
	@Override
	public void close() throws Exception {
		System.out.println(file +"을 닫습니다.");
	}
}
public class Try {
	public static void main(String[]args){
		try (FileInputStream fis =  new FileInputStream("file.txt")){
			fis.read();
			throw new Exception();//강제 예외 발생 ->  close() 호출됨
		} catch(Exception e){
			System.out.println("예외 처리 코드가 실행되었습니다.");
		}
	}
}

1.6 예외 떠넘기기

메소드 내부에서 예외가 발생할 수 있는 코드를 작성할 때 try-catch 블록으로 예외를 처리하는 것이 기본이지만. 경우에 따라서는 메소드를 호출한 곳으로 예외를 떠넘길 수도 있다. 이 때 throws를 사용한다.

리턴타입 메소드명(매개 변수, ...) throws 예외클래스1, 예외클래스2, ...{ //Exception만 적을 수도 있다
}
public void method1(){
		try{
			method2(); //호출한 곳
		} catch(ClassNotFoundException e) {
			System.out.println("클래스가 존재하지 않습니다");
		}
	}

	public void method2() throws ClassNotFoundException {//호출한 곳에서 예외처리하게 됨
		Class clazz = Class.forName("java.lang.String2");
	}

  • 자바 API 도큐먼트에서 클래스 생성자와 메소드 선언부에 throws 키워드가 있는 것의 생성자와 메소드를 사용하고 싶다면, 반드시 try-catch 블록으로 예외 처리를 하거나, throws를 다시 사용해서 예외를 호출한 곳으로 떠넘겨야 한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.

  • 예제 : forName () 메소드 try-catch 블록 처리

public class Ex {
	public static void main(String[]args){
		try{
			findClass(); //호출한 곳
		} catch(ClassNotFoundException e) {
			System.out.println("클래스가 존재하지 않습니다");
		}
	}

	public static void findClass() throws ClassNotFoundException {//호출한 곳에서 예외처리하게 됨
		Class clazz = Class.forName("java.lang.String2");
	}
}
  • main 메소드에서도 throws키워드를 통해 예외처리 떠넘겨서 JVM이 최종적으로 예외처리를 하게 할 수 있다. 이는 콘솔에 출력된다. 권장되는 방법은 아니다.

1.7 사용자 정의 예외와 예외 발생

  • 자바 표준 API에서 제공하는 예외 클래스 외에 개발자가 직접 정의하여 예외를 만들 수 있다. 이를 사용자 정의 예외 라고 하며, 애플리케이션 서비스와 관련된 예외이기도 하기에 애플리케이션 예외(Application Exception) 라고도 한다.

1.7.1 사용자 정의 예외 클래스 선언

  • 일반 예외로 선언할 경우 Exception을 상속하고, 실행 예외로 선언할 경우 RuntimeException을 상속한다.

  • 이름은 Exception으로 끝나는 것이 좋다.

  • 필드, 생성자, 메소드 선언들을 포함할 수 있지만 대부분 생성자 선언만을 포함한다.

  • 생성자는 일반적으로 두 개를 선언한다.

    1. 매개 변수가 없는 기본 생성자
    2. 예외 발생 원인(예외 메시지)을 전달하기 위해 String 타입의 매개 변수를 갖는 생성자
    • 상위 클래스의 생성자를 호출하여 예외 메시지를 넘겨준다. 예외메시지는 catch() 블록의 예외 처리 코드에서 이용하기 위함이다.
    //사용자 정의 예외 클래스
public class BalanceInsufficientException extends Exception {
	public BalanceInsufficientException(){}
	public BalanceInsufficientException(String message){
		super(message);
	}
}
    • Exception을 상속하므로 컴파일러에 의해 체크 되는 예외가 되므로 소스 작성 시 try-catch 블록으로 예외 처리가 필요하다.

1.7.2 예외 발생시키기

  • 다음과 같이 예외를 발생 시킬 수 있다.
throw new XXXException();
throw new XXXException("메시지");//catch블록에서 예외 메시지가 필요하다면 이 생성자를 사용
  • 예외 발생 코드를 가지고 있는 메소드는 내부에서 try-catch 블록으로 예외를 처리할 수 있지만, 대부분은 자신을 호출한 곳에서 예외를 처리하도록 throws 키워드로 예외를 떠넘긴다.
public void method() throws XXXException{
	throw new XXXException("메시지");
}

1.8 예외 정보 얻기

try 블록에서 예외가 발생되면 예외 객체는 catch 블록의 매개 변수에서 참조하게 되므로 매개 변수를 이용하면 예외 객체의 정보를 알 수 있다. 모든 객체는 Exception을 상속하므로 Exception이 가진 모든 메소드들을 모든 예외 객체에서 호출할 수 있다.

  • 예외를 발생시켰을 때 String 타입의 메시지를 갖는 생성자를 이용했다면, 메시지는 자동적으로 예외 객체 내부에 저장된다. ex) throw new XException("예외 메시지");
  • 예외 메시지의 내용에는 왜 예외가 발생했는지에 대한 간단한 설명이 포함되며, 좀 더 상세한 원인을 알기 위해 예외 코드를 포함하기도 한다.
try{
	// 실행내용 및 예외 객체 생성
} catch (예외 클래스 e){
	//예외가 가지고 있는 메시지 얻기
	String message = e.getMessage();

	//예외의 발생 경로를 추적
	e.printStackTrace(); //콘솔에 추적 내용이 출력됨
}
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라면 먹고 싶다. 두 개 끓여서 혼자 먹고 싶다. - 임덕배 (1997. 06 ~ )
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