프로그램 에러
프로그램이 실행 중 어떤 원인에 의해서 오작동을 하거나 비정상적으로 종료되는 경우가 있다. 이러한 결과를 초래하는 원인을 프로그램 에러 또는 오류라고 한다.
이를 발생시점에 따라 컴파일 에러(compile-time error)와 런타임 에러(runtime-error)로 나눌 수 있다.
- 컴파일 에러 : 컴파일 시에 발생하는 에러
- 런타임 에러 : 실행 시에 발생하는 에러
- 논리적 에러 : 실행은 되지만, 의도와 다르게 동작하는 것
논리적 에러는 일반적으로 자바에 등록된 예외 케이스에 해당하지 않고 프로그래머에 의한 약속된 예외 상황에 따라 예외 재정의가 필요하다.
예외 처리(Exception Handling)
예외 클래스의 계층 구조
자바에서는 실행 시 발생할 수 있는 에러(Exception과 Error)를 클래스로 정의하여 제공한다. Throwable는 에러를 처리하는 최상위 클래스이고 그 다음 하위 클래스로 Exception과 Error 클래스가 정의된다.
Exception과 Error의 차이?
Error
JVM이 자원 부족하여 메모리 부족(OutOfMemoryError)나 스택오버플로우(StackOverFlowError) 등 시스템 수준의 에러 상황이 발생하여 더 이상 수행을 계속할 수 없는 상황을 나타낼 때 사용.
- 복구 가능성 : 프로그램 동작 내에서 복구 불가
- 발생 예시 : OutOfMemoryError, StackOverFlowError, IOError
- 패키지 : java.lang.Error
- 발생 상황 : 런타임 과정에서 발생
Error 예시
public static void print(String myString) {
print(myString);
}위 코드에서는 print 메서드가 무한으로 재귀 호출되어 처리되지 않는 오류를 발생시키고 있다. print 메서드를 호출하면 프로그램 동작 중에 아래의 메시지를 출력하고 예상치 못한 종료가 된다.
Exception in thread "main" java.lang.StackOverflowError
at StackOverflowErrorExample.print(StackOverflowErrorExample.java:6)
StackOverflowError발생
예시에서 print 메서드가 재귀로 무한 반복 호출 될 때(오류 상황), Java 스레드 스택의 최대 크기에 도달할 경우StackOverflowError가 발생하고 프로그램이 종료된다.(복구 불가능)
Exception
프로그램 코드에 의해서 수습될 수 있는 다소 미약한 오류
- 복구 가능성 : 프로그램 동작 전에 수정 및 예외 상황을 대비하여 복구 가능
- 발생 예시 : ClassNotFoundException, NullPointerException, ClassCastException
- 패키지 : java.lang.Exception
- 발생 상황 : 런타임 과정 또는 컴파일 과정에서 발생
Exception은 Exception(=Checked)와 Runtime Exception(=Unchecked)로 나눠진다.
RuntimeException과 그 외 Exception의 차이
Exception 클래스의 하위 클래스는 크게 Runtime Exception과 그 외 다른 Exception들로 구분할 수 있다.
RuntimeException
Runtime Exception은 프로그래머가 개발한 코드가 실행중에 언제든지 발생할 수 있는 예외이다. 이는 프로그래머가 코드상에 예상치 못한 실수를 하여 발생하는 예외이기 때문에 예측이 불가능하여 최대한 주의하여 개발해야 한다(컴파일러가 예외처리를 확인하지 않는다.).
RuntimeException NullPointerException 예시
public void writeToFile() {
try (BufferedWriter bw = null) {
bw.write("Test");
} catch (IOException ioe) {
ioe.printStackTrace();
}
}Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at IOExceptionExample.writeToFile(IOExceptionExample.java:10)
at IOExceptionExample.main(IOExceptionExample.java:17)그 외의 Exception들
Exception은 컴파일 과정에서 발생할 수 있는 예외로 코드 상에 명시적으로 예외 처리(try-catch, throw...)를 해줘야 한다.
Exception 예시
public void writeToFile() {
try (BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("myFile.txt"))) {
bw.write("Test");
} catch (IOException ioe) {
ioe.printStackTrace();
}
}위의 예시처럼 File IO처럼 반드시 예외 처리가 필요한 api는 try-catch문 또는 throw를 명시하지 않으면 컴파일 과정에서 에러가 발생한다.
예외 처리 방법 (try, catch, throw, throws, finally)
위에서 설명한 Exception 상황에 대해 대처하기 위해 자바에서는 try, catch, throw, throws, finally 과 같은 키워드를 사용하여 예외 처리한다.
try-catch 문
try-catch 문은 예외가 발생가능성 있는 api를 사용하는 위치를 try 블럭안에 작성하고 호출한 api에서 예외가 발생했을 때 대처를 어떻게 할지 catch 블럭에 명시하여 예외 발생을 처리하는 방법이다.
try {
// 예외가 발생할 가능성이 있는 문장들을 넣는다.
} catch (Exception1 e1) {
// Exception1이 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
} catch (Exception2 e2) {
// Exception2가 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
} catch (ExceptionN eN) {
// ExceptionN가 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
}JDK1.7부터 catch 블럭에 '|'을 사용하여 다중 catch 블럭을 합칠 수 있다.
} cactch (Exception1 | Exception2 e) { // Exception1 또는 2 발생 }해당 방법은 방법이 있다는 것만 알고 넘어가면 될 것 같다. 왜냐면 내부에서 개별 예외처리를 결국 해줘야 하기 때문이다.(그렇지 않다면 두 예외의 공통된 더 상위 클래스로 처리하면 된다.)
위 사용 방법 정의에서 실행흐름은 try 블럭 내에서 예외가 발생하지 않으면 catch 블럭을 거치지 않고 다음 동작을 진행한다. 만약 try 블럭 내에서 예외가 발생한다면 발생한 예외에 일치하는 catch 동작이 진행된다. 그 다음엔 바로 블럭을 빠져나가 다음 동작이 진행된다.
다중 예외처리를 할 때는 예외마다 처리를 하려면 가장 먼저 나오는 catch 블럭의 Exception이 가장 하위 클래스이어야 한다.
} catch (Exception e) { // 예외 클래스중 가장 부모 클래스 // Exception 발생 처리 } catch (IOException e) { // <- 컴파일 에러 발생 // IOException 발생 처리, 이미 위에서 Exception 처리를 모두 해서 컴파일 에러 }catch 블럭 내부에 try-catch문을 또 선언했을 때 역시 마찬가지로 더 안에 있는 catch 블럭에 밖의 catch 블럭 예외 클래스보다 상위 예외 클래스를 선언해야 한다.
try-catch-finally 문
finally 블럭은 예외의 발생여부에 상관없이 실행되어야할 코드를 포함시키는데 사용된다.
try {
// 예외가 발생할 가능성이 있는 문장들을 넣는다.
} catch (Exception1 e1) {
// 예외처리를 위한 문장을 적는다.
} finally {
// 예외의 발생여부에 관계없이 항상 수행되어야 하는 문장들을 넣는다.
// finally 블럭은 try-catch문의 맨 마지막에 위치해야한다.
}finally 블럭은 try 블럭이 실행되거나 catch 블럭이 실행되거나 혹은 try, catch 블럭 중간에 return 이 호출되어도 무조건 finally 블럭은 처리가 된다.
finally 블럭에서 절대 return 하면 안된다.
finally 블럭에서 return하면 try 블록 안에서 발생한 예외는 무시되고 finally 블럭을 거쳐서 정상 종료가 된다.(예외 확인 불가능)
try-catch-resources 문
JDK1.7부터 지원되는 기능으로 입출력과 같은 자원이 필요한 클래스들은 사용이 후 꼭 사용했던 자원을 반환해줘야 하는데 이를 좀 더 쉽게 처리해준다.
try (사용 후 반환할 자원 선언) {
// 예외가 발생할 가능성이 있는 문장들을 넣는다.
} catch (Exception1 e1) {
// 예외처리를 위한 문장을 적는다.
} try-catch-resources 사용 예시
static String firstLineOfFile(String path) throws IOException {
try (BufferedReader br = new BufferedReader(
new FileReader(path))) {
return br.readLine();
}
}예외 발생시키기(throw)와 예외 던지기(exception re-throwing)
프로그래머가 예상치 않은 프로그램 동작에 대해 고의로 예외를 발생시키는 방법이 있다.
예외를 발생시킬 때는 new를 통해 예외를 만들고 throw로 만든 예외를 발생시킨다.
Exception e = new Exception("고의적인 예외") // 예외 객체 생성
throw e; // 고의로 만든 예외 발생또한 throw 키워드는 메서드에 선언하여 메서드에서 발생한 예외를 처리하지 않았을 때, 예외를 호출한 곳으로 떠넘기는 역할을 한다.
void method1() throws Exception1, Exception2, ... ExceptionN {
// 메서드의 내용
}throws는 메서드 선언 때 사용되고 여러개 Exception 던질 때 ','로 구분한다.
throw는 사용자가 고의로 예외를 발생시킬 때도 사용이 가능하다.
예외 발생과 던지기 예시
public class ExceptionThrowEx {
public static void main(String[] args) {
try {
method1(); // 5. method1에서 던져진 예외를 확인한다.
} catch (Exception e) {
// 6. method1에서 던져진 예외를 처리한다.
System.out.println("main 메서드에서 예외가 처리되었습니다.");
}
}
public static void method1() throws Exception { // 4. 예외를 호출한 곳으로 던진다.
try {
throw new Exception(); // 1. 예외를 만든다.
} catch (Exception e) {
// 2. try 블럭에서 만든 예외 처리를 한다.
System.out.println("method1 메서드에서 예외가 처리되었습니다.");
throw e; // 3. 다시 예외를 발생시킨다.
}
}
}method1 메서드에서 예외가 처리되었습니다.
main 메서드에서 예외가 처리되었습니다.위 예시를 통해 예외를 발생시키고 던지는 방법을 설명한다. method1 메서드에서 throw new를 통해 Exception을 생성하는 동시에 method1()을 호출하는 곳으로 예외를 던진다.
연결된 예외(chained exception)
한 예외가 다른 예외를 발생시킬 수 있다. 예를 들어 예외 A가 예외 B를 발생시켰다면, A를 B의 '원인 예외(cause exception)'라고 한다.
chained exception 예시
public class ExceptionChainedEx {
public static void main(String[] args) {
try {
method1();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void method1() throws Exception {
String findClassName = "ChainedClass";
try {
Class.forName(findClassName);
} catch (Exception e) {
// ClassCastException를 원인 예외로 지정
ClassCastException exception = new ClassCastException(findClassName);
exception.initCause(e); // 지정한 예외를 원인으로 설정
throw exception;
}
}
}사용자 정의 예외
기존에 정의된 예외 클래스 외에 프로그래머가 새로운 예외 클래스를 정의하여 사용할 수 있다.
보통 Exception 클래스 또는 RuntimeException 클래스를 상속받아서 만든다.
사용자 정의 예외 예시
아래 예시는 로그인 시 발생하는 예외처리를 사용자 정의 예외 클래스로 한 예시이다.
public class LoginEx {
public static void main(String[] args) {
try {
login("white", "12345");
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
try {
login("blue", "54321");
} catch (Exception e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
public static void login(String id, String password)
throws NotExistIDException, WrongPasswordException {
if (!id.equals("blue")) {
throw new NotExistIDException("아이디가 존재하지 않습니다.");
}
if (!password.equals("12345")) {
throw new WrongPasswordException("패스워드가 틀립니다.");
}
}
}
class WrongPasswordException extends Exception {
public WrongPasswordException() {}
public WrongPasswordException(String message) {
super(message);
}
}
class NotExistIDException extends Exception {
public NotExistIDException() {}
public NotExistIDException(String message) {
super(message);
}
}
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참고
1. 백기선-자바스터디
2. 이것이 자바다 - 신용권의 Java 프로그래밍 정복
3. 자바의 정석 책 3rd Edition
4. Oracle-docs: Class Throwable
5. Java Exceptions Hierarchy Explained
6. 예외처리
7. 이펙티브-자바-item09
