[Java] 5_2_예외 처리 (Handling Exceptions)

나영원·2020년 8월 30일

Java

Java_basic2

목록 보기

34/37

오류와 예외

오류(Errors)

메모리 부족 또는 프로그램 실행이 꼬이는 경우
재귀함수잘못써서 스택오버플로우가 발생한다든지..
프로그램이 동작 중에 비정상 종료가 발생하는 상황
더 이상 어떻게 프로그램을 복구해야 할 지 알 수 없는 경우
프로그램의 문제를 해결하여 해결 한다 ( 프로그램 종료 후 버그픽스를 해야 한다 )
- = 코드를 코치라는 말과 같다
- 오류가 나면 프로그램이 종료되는게 맞고 그걸 계속 무시하고 실행하게 하면 해킹의 위험 발생한다(해커들이 이런 취약성을 공략함)

예외 (Exception)

오류에 비해서 심각도가 낮고, 프로그램의 정상적인 흐름만 방해하는 현상
- 파일을 읽으려 했으나, 해당 파일이 없음 -> 파일만 찾아주면됨
- 네트워크 연결이 유실 -> 네트워크 리커넥션하면됨
문제 상황을 처리하는 로직을 구현하여, 런타임에서 자연스럽게 해결 가능 하다
사소한 문제들을 유연하게 처리하여 사용자들이 불편함을 느끼지 않고 서비스를 이용할 수 있도로 해주는 기능
- 특히 서버를 유지하는데 중요한 역할을 한다
  - 외부 요청에 반응할 수 없는 Down Time을 최소화하는게 백엔드의 목표라면 예외처리는 그초석이라 할 수 있다
예외의 클래스는 Exception클래스이다
- 그 하위 클래스들로 우리가 접할 수 있는 모든 예외 클래스들이 존재한다
  - 객체 지향프로그래밍은 예외마저도 객체로 만들어서어떻게하나부다...

예외의 종류 2가지

Checked Exception
- Exception 클래스를 상속하고 있으면 Checked Exception 이다
- 컴파일러에서 에러 발생 - > try ~ catch 를 작성하지 않으면 아예 빌드조차 할 수 없다.(실행도 못함)
- 무조건 try & catch 를 사용해야 되서 예외 처리를 배우고 나서 사용할 수 있다.
- 체크가 되었다는게 아니라 우리가 체크를 해야한다는 뜻이다
Unchecked Exception
- RuntimeException 클래스를 상속하고 있으면 Unchecked Exception 이다
  - RuntimeException은 Exception클래스를 상속한다
- try ~ catch 를 작성하지 않더라도 빌드와 실행이 가능하다
  - 그렇기 때문에 개발자의 경험과 역량을 통해 처리해야 되는 예외 영역으로 볼 수 있다
  - 예외처리가 잘될 수록 안전한 프로그래밍이 된다
- 대표적으로 ArrayIndexOutOfBounds, ArithmaticException이 있다

예외 처리

예외가 발생헀을 경우에, 이 상황을 '감지'하고 '처리'하는 코드

정상적으로 프로그램의 작동 유지되며 에러에 대한 log(기록)을 남기는게 주요 목적이다

try ~ catch, throws, thorw, finally 키워드들을 이용한다

Throwable 클래스를 상속하는 자식 클래스들로 이러한 문제를 해결한다
- Exception과 Error클래스가 상속하고 우리는 Exception에만 관심을 갖는다

Throwable 클래스의 주요 메소드

메소드	설명
`public String getMessage()`	발생한 예외에 대한 메세지를 반환 => 예외가발생하면 콘솔창에 뜨는 메세지를 가져오는 메서드
`public String getLocalizedMessage()`	오버라이드하여 추가 메세지 제공 (오버라이드하지 않으면 getMessage()와 동일) => 아래의 예가있다
`public Throwable getCause()`	예외의 원인이 되는 Throwable 객체 반환한다
`public void printStackTrace()`	예외가 발생된 메소드가 호출될 때의 Method call stack을 출력 => 어떤메서드에 몇번째줄에서 에러가발생했는지 상세히 표시됨 (우리가 맨날 보는 에러메세지의 긴줄)

우리가보는 예외 메세지는(에외처리를 하지않은) getMessage와 printStackTrace가 출력되고 우리가 주로 예외처리로 사용하게 될 메서드도 그 2가지 이다

예외 처리 기법

try ~ catch 구문

public class Exceptions {
    public static void main(String[] args) {
        // try ~ catch
        try {
            // 예외가 발생할 수 있는 코드 작성
            // 예외가 발생할 경우 예외 객체를 던짐(throw) 어디로?
        } catch (Exception e) { // 던져진 예외를 받음 (catch를 이용해서)
            // Exception 클래스 및 그 자식 클래스를 사용해서 받음(클래스였구나)
            // 에외상황을 처리하는 코드드
        }

//        int[] integers = new int[10]; // 0~9까지 되야되는데 20을넣으면 에러발생
//            integers[20] = 5; // Exception 발생

        try {
            int[] integers = new int[10]; // 0~9까지 되야되는데 20을넣으면 에러발생
            integers[20] = 5;
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {// 위에서 에러명을 출력해봐서 입력할수 있음
            System.out.println(e.getMessage()); //Index 20 out of bounds for length 10
            // 객체 e에 메세지를 심어준것임. 그걸 message로보여줌
            //에러를 thorw해서 밑에서 catch를 해서 메세지로 출력해준상황
            e.printStackTrace();// 시뻘건 메세지도 출력해주는애
            // 근데 순서는 맨마지막에 출력됨 // IDE => 버그래, 순서가꼬임
            // 콘솔에서 출려하면 이런에러 안뜬데, 에러자연스럽게 받아들이면됨
        }
       System.out.println("Programm ended normaly");
        // 에러가 있었음에도 프로그램이 에러가 나지 않고 끝까지 실행되서 출력문까지 출력되고 종료
}
}

try {}안에 예외가 발생할 수 있는 코드를 작성 한다
```
       try {
        }
```
- 예외가 발생할 경우 예외 객체를 던진다(throw)
  - 예외가 발생할 경우 해당 코드는 실행되지 않고 Throwable 클래스를 상속하는 자식객체(혹은 Throwable자체)를 만들어서 객체를 throw한다(던진다)
    - 여러개의 에러가 발생할 구문이어도 처음 예외가 발생한 시점에서 예외처리가 된다
- 예외가 발생하지 않을 경우 정상적으로 try코드가 실행되고 catch 구문은 실행되지 않는다
catch()안에 Throwable의 자식클래스들을 나열하고 {}안에 발생시 어떻게 처리해줄지 적는다
```
 catch (Exception e) {
        }
```
- try에서 발생한 예외가 (Exception e)에 예외와 동일한 클래스(혹은 자식클래스)라면 변수 e에 담고 {}안에 수행문을 수행한다
  - 작성된 예외명과 다른 예외가 발생할 시 예외처리가 되지 않고 그냥 예외가 발생한다(프로그램이 종료된다)
  - {]안에 수행될 수행문에는 Throwalbe의 주요 메서드를 사용할 수 있다
    - getMessage()는 에러에 대한 자세한 메세지를 반환 한다
    - toString()는 에러에 대한 짧은 설명을 반환 한다
    - printStackTrace()는 오리지널 에러 메세지를 출력해 준다(빨간색 에러메세지)
      - printStackTrace()는 어디에서 실행되던 맨마지막에 출력되는 버그가 있다(IDEA에러 라고 한다)

try~ catch 구문을 통해 예외 처리시 예외가 발생해도 프로그램이 종료되지 않고 끝까지 수행된다
- 이렇게 끝까지 프로그램이 수행되게 하는 것이 예외처리이다.
- try ~ catch 구문 바깥에 출력문을 작성하고 예외가 발생해도 출력문은 실행이 된다

다중 예외 처리

public class Exceptions {
public static void main(String[] args) {        
//        try {
//            // 아주아주 예민한 내용이 실행되는 부분
//        } catch(ArithmeticException e){// 에러명은 랜덤으로 입력하는 중
//                                        // 첫번째 캐치
//
//        } catch(FileAlreadyExistsException e){ // 첫번째 에러가 아니라면 두번째 케치
//
//        } catch(EOFException e){
//
//        } catch(IOException e){
//
//        } catch(Exception e){ // 나머지 모든 Exception을 모두 catch
//                                // 모든 Exception 객체의 조상
//     
//        }
}
}

여러개의 catch 구문을 사용하면 다중으로 예외처리를 할 수 있다
- switch~case 문 처럼 첫번째 에러 확인하고 아니라면 그 다음 예외 확인하는 방식이다
- 예외처리가 되면 아래 나열된 에러는 고려하지 않는다(break;로 조건문 빠져나가듯이)
특정 catch 구문에 선택되는 조건은 다형성에 의해 결정 된다
- catch 하고 있는 예외의 자식 객체면 예외를 catch 할 수 있다
  - 부모클래스가 먼저 예외처리 될시 자녀 클래스의 예외는 처리될 수 없다
    - 부모클래에 예외에서 자녀 클래스의 예외까지 처리해버리기 때문에
      - 그렇기 때문에 부모클래스의 예외를 자식클래스의 예외보다 먼저 처리하면 컴파일 에러가 발생한다
Exception 클래스는 모든 예외 클래스에 부모클래스로 사용하면 모든 예외를 모드 catch 할 수 있다
- switch case의 default나 if else의 else과 비슷한 역할 이다
- 하지만 어떤 예외가 발생하는지 모르고 예외처리를 하는것은 위험한 방식으로 사용하길 권장하지 않는다
  - 항상 어떤 예외가 발생하는지 밝혀진 코드들만 예외처리를 해야 한다

try ~ catch ~ finally 구문

public class Exceptions {
public static void main(String[] args) {     
        try {
            int[] integers = new int[20];
//            integers[21] = 10;
            System.out.println("던졌다?"); //
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("받았다!"); // 받았다
        } finally {
            System.out.println("마침내!"); // 마침내!
            // try에서 생성한 리소스를 회수하기 위해

        }

        FileInputStream file = null;
//        file = new FileInputStream(("a.txt"));
//        file.read(); // 두번오류 발생할 수 있음
}
}

try~catch 구문에 finally 구문을 연결한 형태로 어떤 조건하에서도 반드시 실행되어야 하는 구문을 작성하는데 사용한다
- 예외가 발생하였을 때도 실행되고 예외가 발생하지 않은 상황에서도 실행되는 구문이다
- try 구문에서 접근한 System 자원을 안전하게 복구하기 위해서 사용된다 => 아래에 자세히 설명
  - FileInputStream 같이 파일을 읽어오는 과정에서 에러가 발생할시 close 를 해주어야 할 필요가 있을때 사용한다

close() 하는 이유

입출력 스트림은 대표적으로 외부의 파일을 읽고 쓰기 위해서 사용하는데 한번에 그내용을 모두 메모리에 올리기 부담스러우니 스트림이라는 연결통로를 연결하여 언제든지 원하는 부분의 원하는 만큼 내용을 읽어들일수 있도록 한다 그런데 이 연결이라는 스트림은 시스템 자원에서 제공한 것으로 시스템 자원의 낭비를 막기 위해선 사용 후 close()를 통해 닫아주어야 한다. 추가로 스트림이 열려있으면 메모리가 낭비되는 부분도 있지만 열려있는 file에 리소스를 점유해버리는 문제도 발생할 수 있다. 어떤 프로그래밍이 열려있을 때 이름을 수정하거나 삭제하는 일이 안되는 경험처럼 해당 파일에 접근이 안되서 또 다른 문제가 발생할 수 도 있기 때문에 close()를 해주어야 한다

try ~ with ~ resources 구문

public class Exceptions {
    public static void main(String[] args) {
       //예시1
        try {
            file = new FileInputStream(("a.txt"));
            file.read(); // 두번오류 발생할 수 있음 => 어디서 두번 오류발생한다는거지?
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("파일 처리 실패");
        } finally {
            if (file != null) {
                try {
                    file.close(); // 이것도 꼭 해줘야하는 이유가 checked exception 있기 때문
                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("앗!.. 아아..");
                }

            }

        //예시2            
        try(FileInputStream file1 = new FileInputStream("a.txt")){
            file1.read();
        } catch (IOException e){
            System.out.println("파일처리실패");
        }
            System.out.println("Programm ended normaly");
        }
    }
}

resource 를 회수하기 위해 finally 구문을 사용하는 경우 예시 1 처럼 중첩해서 try ~catch 구문을 사용 해야 되서 코드가 길어 진다
- 이런 경우 예시2 처럼 try ~ with ~ resource 구문을 사용하여 구문을 짧게 줄일 수 있다
  - Java 1.7에서 추가된 기능으로 AutoClosable 인터페이스를 구현하는 리소스에서 close()를 자동으로 해주는 기능이다
  - try(괄호안에 객체를 생성하고){다른 괄호 안에 예외가 발생할 수 있는 코드를 입력하여 사용할 수 있다}
    - close를 사용하지 않아도 자동으로 close를 해주고 그에 따라서 try ~ catch도 하나 줄어든다

예외 위임 처리

Checked Exception의 위임 처리

// throws 키워드를 이용하여 예외 처리 위임
// methodA의 예외를 methodB로 넘겨서처리함
class checkedExceptionThrow {
    void methodA() throws IOException { 
        FileInputStream file1 = new FileInputStream("a.txt");
        file1.read();
        file1.close();
    }

    void methodB() {//얘도 throws할수도 있고 직접 try catch할수도 있음
        try {
            methodA();
        } catch (IOException e){
            System.out.println("메소드에이실패"); // 처리를 methodB로 위임함
                                                // close()에대한 처리 없음으로 지금 방식은 권장X
        }
    }
}

throws 키워드를 이용하여 직접 예외 처리하는 것이 아닌 메소드를 호출하는 곳으로 위임해서 예외처리를 할 수 있다
- 메소드의 ()입력 파라미터 옆에 throws 키워드를 사용하고 예외명을 명시하여 사용한다
  - 메소드가 throw's' 한다는 동사로 사용된 키워드이다
  - 이 메소드는 해당 에러를 발생시킬 수 있다는 것을 명시해주는 것이다
- 호출하는 메소드에서 try 구문안에 던진 메소드를 사용하고 catch 구문에서 예외를 핸들링 해준다.
어디서 예외처리를 할지는 예외처리에 목적에 맞게 사용하면 된다 (객체 지향적인 구현)
- 하나의 메서드에서 처리할 수도 있지만 목적에 맞게 예외가 발생할것을 알려주는 것, 예외를 처리하는 곳등을 목적에 따라 분리한다

Unchecked Exception 의 위임 처리

class UncheckedExceptionThrow{
    void methodA(){ // 언첵트익셉션은 throws안해도 알아서 위임됨
        int x= 10/0; //아리스매틱익셉션 // 런타임익셉션
                        //빨간줄이 안뜨는 에러기때문에 어디서 해도상관이없으니 까 안뜨는거래
                        
    }

    void methodB() { // 여기서해도 아래에서 해도 되서 에러가안뜸
        methodA();
    }

    public static void main(String[] args) {
        try{
            new UncheckedExceptionThrow().methodB();
        } catch (ArithmeticException e){
            System.out.println(e.getMessage()); /// by zero
            
        }
    }
}

Unchecked Exception 의 경우에는 throws 키워드를 사용하지 않아도 위임이 된다
- checked Exception 과 예외가 있더라도 컴파일과 실행까지 되기 때문에 예외처리를 어디에서 하던 상관이 없다
예외 처리할 곳에서 try ~catch구문 통해 에외 클래스와 처리할 방식을 입력해주면 된다

메소드를 오버라이드한 경우의 예외 처리

class Foo{
    void methodA() throws IOException{}// Checked Exception
}

class BarOne extends Foo{
    void methodA() throws IOException {} // possible
}

class BarTwo extends Foo{
    void methodA() throws FileNotFoundException{}// 더 자식 Exception은 possible
    // FileNOtFoundException은 IOException의 자식 클래스이기 때문에 가능함
}

class BarThree extends Foo{
//    void methodA() throws Exception {}

}

부모 클래스의 메소드를 오버라이드 할 때, 부모 클래스의 메소드의 예외보다 더 조상인 예외는 thorws 할수 없다
- 부모 클래스의 예외가 IOException 이라면 그보다 자식클래스인 FileNotFoundException 은 오버라이드한 자식클래스에서 사용 가능 하다
- 하지만 IOException 보다 상위클래스 예외인 Exception은 자식클래스의 오버라이드된 메서드에서는 사용 할 수 없다
이는 오버라이드된 메서드에 일관성을 부여하는 것으로 예외 클래스의 상속관계가 이루어진다면 메서드들이 어느정도 비슷한 기능을 하게 되기 때문이다
- 이러한 방식은 Java 의 선택적인 구현으로 Java 에 성격을 보여준다

예외 위임 처리를 하는 이유(추가조사)

메서드의 선언된 thrws문을 통해 해당 API를 사용했을 때 어떤 예외가 발생할 수 있는지를 예측할 수 있다
현재 메서드내에서 예외를 처리할 필요가 없다고 판단하였을 때
API를 사용하는 다른 개발자에게 예외처리의 자율성을 주기 위하여
- 같은 예외라도 개발자에 따라 다르게 처리할 수 있기 때문에
그외에 팀의 정책, 플랫폼 환경 등 다양한 이유로 예외를 위임 처리 한다

throw

예외를 발생시키는 키워드
- 기존의 예외 상황이 아니지만 예외가 발생해야 된다고 판단했을 때 예외를 발생시킬 수 있는 키워드
  - 예를들어 로그인 상황에서 비밀번호가 틀렸다면 로직으로 처리할 수 있지만 그상황 자체를 예외로 취급하고 사용자 정의 예외를 만들어서 예외를 발생시키고 try~ catch 문을 통해 예외를 처리할 수 있다 => 질문진행중
- throw를 하지 않고 해당 예외상황을 조건문을 통해서 처리를 할 수 도있지만 예외를 발생시키는 이유는 위에 thows에서 처럼 기능을 분리하는 하는 이유와 같다

new 키워드로 새 Exception 객체를 생성하여 예외 내용을 작성

void exceptMethod() throws Exception {
    ...
    if (Err) {
        throw new Exception("Some Error"); // 예외 발생 및 Message 전달
    }
    ...
}

사용자 정의 예외 (Custom Exceptions)

Exception 또는 RuntimeException 클래스를 상속하여 작성

RuntimeException은 Exception의 자녀클래스로 RuntimeException을 구현할때 사용되는 클래스이다
Exception을 상속한경우 Checked Exception이 되어 반드시 예외를 처리해야 한다.

class MyException extends RuntimeException {//Runtime 상속했으니 Unchecked Exception이 된다
    enum ErrorCode { // Enum이용해서 예외내의 에러코드들을 작성해준다
        ERROR_A, ERROR_B;
    }

    private ErrorCode errorCode;// Errocode 저장할 수 있게 변수만들어주기

    public MyException(ErrorCode errorCode, String message) {// 원래는 message만 초기화하는게 기본// 예제에서는+@로 errocode도 표시되어잇음
        super(message);
        this.errorCode = errorCode;
    }

    @Override
    public String getLocalizedMessage() {// 위에서 봤던 geLocalizedMessage를 재정의한 것
        String message = getMessage();// 그냥 getter메서드 
        ...
        return localizedMessage;// 재정의한 에러메세지를 담아줌 // 기본은 그냥 getMessage해주는것
    }
}

나영원

배우는 개발 일기

이전 포스트

[Java] 5_1_Wrapp 클래스(Wrapper class)

다음 포스트