개요
자바 예외에 대해 정리하고 가자!
Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다.RuntimeException을 상속받으면 언체크 예외가 된다.체크 예외 VS 언체크 예외
- 체크 예외: 예외를 잡아서 처리하지 않으면 항상
throws에 던지는 예외를 선언해야 한다.- 언체크 예외: 예외를 잡아서 처리하지 않아도
throws를 생략할 수 있다.
1. 자바 예외 이해
스프링이 제공하는 예외 추상화를 이해하기 위해서는 자바 기본 예외에 대한 이해가 필요하다.
1) 예외 계층
자바는 프로그램 실행 중에 발생할 수 있는 예상치 못한 상황, 즉 예외를 처리하기 위한 매커니즘을 제공한다. 자바의 예외 처리는 다음 키워드를 사용한다.
try , catch , finally , throw , throws
그리고 예외를 다루기 위한 예외 처리용 객체들을 제공한다.
Object: 자바에서 기본형을 제외한 모든 것은 객체다. 예외도 객체이다. 모든 객체의 최상위 부모는Object이므로 예외의 최상위 부모도Object이다.Throwable: 최상위 예외이다. 하위에Exception과Error가 있다.Error: 메모리 부족이나 심각한 시스템 오류와 같이 애플리케이션에서 복구가 불가능한 시스템 예외이다. 애플리케이션 개발자는 이 예외를 잡으려고 해서는 안된다.Exception: 체크 예외
- 애플리케이션 로직에서 사용할 수 있는 실질적인 최상위 예외이다.
Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다.
단,RuntimeException은 예외로 한다.RuntimeException: 언체크 예외, 런타임 예외
- 컴파일러가 체크 하지 않는 언체크 예외이다.
RuntimeException과 그 자식 예외는 모두 언체크 예외이다.RuntimeException의 이름을 따라서RuntimeException과 그 하위 언체크 예외를 런타임 예외라고 많이 부른다. 여기서도 앞으로는 런타임 예외로 종종 부르겠다.
2) 예외 기본 규칙
예외에 대해서는 2가지 기본 규칙을 기억하자.
- 예외는 잡아서 처리하거나 밖으로 던져야 한다.
- 예외를 잡거나 던질 때 지정한 예외뿐 아니라 그 예외의 자식들도 함께 처리할 수 있다.
- 예를 들어서
Exception을catch로 잡으면 그 하위 예외들도 모두 잡을 수 있다.- 예를 들어서
Exception을throws로 던지면 그 하위 예외들도 모두 던질 수 있다.참고: 예외를 처리하지 못하고 계속 던지면 어떻게 될까?
자바main()밖으로 예외를 던지면 예외 로그를 출력하면서 시스템이 종료된다.
3) 체크 예외 기본 이해
Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다.
단,RuntimeException은 예외로 한다.- 체크 예외는 잡아서 처리하거나, 또는 밖으로 던지도록 선언해야한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.
@Slf4j public class CheckedTest { @Test void checked_catch() { Service service = new Service(); service.callCatch(); } @Test void checked_throw(){ Service service = new Service(); assertThatThrownBy(() -> service.callThrow()) .isInstanceOf(MyCheckedException.class); } /** * Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다. */ static class MyCheckedException extends Exception { public MyCheckedException(String message) { super(message); } } /** * Checked 예외는 * 예외를 잡아서 처리하거나, 던지거나 둘중 하나를 필수로 선택해야 한다. */ static class Service { Repository repository = new Repository(); /** * 예외를 잡아서 처리하는 코드 */ public void callCatch() { try { repository.call(); } catch (MyCheckedException e) { //예외 처리 로직 log.info("예외 처리, message={}", e.getMessage(), e); } } /** * 체크 예외를 밖으로 던지는 코드 * 체크 예외는 예외를 잡지 않고 밖으로 던지려면 throws 예외를 메서드에 필수로 선언해야한다. */ public void callThrow() throws MyCheckedException { repository.call(); } } static class Repository { public void call() throws MyCheckedException { throw new MyCheckedException("ex"); } } }
- Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다.
MyCheckedException은Exception을 상속받았다.Exception을 상속받으면 체크 예외가 된다.- 참고로,
RuntimeException을 상속받으면 언체크 예외가 된다.
4) 언체크 예외 기본 이해
RuntimeException과 그 하위 예외는 언체크 예외로 분류된다.- 언체크 예외는 말 그대로 컴파일러가 예외를 체크하지 않는다는 뜻이다.
- 언체크 예외는 체크 예외와 기본적으로 동일하다. 차이가 있다면 예외를 던지는
throws를 선언하지 않고, 생략할 수 있다. 이 경우 자동으로 예외를 던진다.
@Slf4j public class UncheckedTest { @Test void checked_catch() { Service service = new Service(); service.callCatch(); } @Test void unchecked_throw(){ Service service = new Service(); assertThatThrownBy(() -> service.callThrow()) .isInstanceOf(MyCheckedException.class); } /** * RuntimeException을 상속받은 예외는 언체크 예외가 된다. */ static class MyCheckedException extends RuntimeException { public MyCheckedException(String message) { super(message); } } /** * UnChecked 예외는 * 예외를 잡거나, 던지지 않아도 된다. * 예외를 잡지 않으면 자동으로 밖으로 던진다. */ static class Service { Repository repository = new Repository(); /** * 필요한 경우 예외를 잡아서 처리하면 된다. */ public void callCatch() { try { repository.call(); } catch (MyCheckedException e) { //예외 처리 로직 log.info("예외 처리, message={}", e.getMessage(), e); } } /** * 체크 예외는 예외를 잡지 않고 밖으로 던지려면 throws 예외를 메서드에 필수로 선언해야한다. * 체크 예외와 다르게 throws 예외 선언을 하지 않아도 된다. */ public void callThrow() { repository.call(); } } static class Repository { public void call() { throw new MyCheckedException("ex"); } } }
- 언체크 예외는 체크 예외와 다르게
throws 에외를 선언하지 않아도 된다.- 말 그대로 컴파일러가 이런 부분을 체크하지 않기 때문에 언체크 예외이다.
언체크 예외를 밖으로 던지는 코드를 선언하는 경우
public void callThrow() throws MyUncheckedException { repository.call(); }
- 중요한 예외의 경우 이렇게 선언해두면 해당 코드를 호출하는 개발자가 이런 예외가 발생한다는 점을 더 편리하게 인지할 수 있다. 그렇다고 컴파일 시점에 막을 수 있는 것은 아니다.
5) 체크 예외 활용
기본 원칙은 다음 2가지를 기억하자.
- 기본적으로 언체크(런타임) 예외를 사용하자.
- 체크 예외는 비즈니스 로직상 의도적으로 던지는 예외에만 사용하자.
- 이 경우 해당 예외를 잡아서 반드시 처리해야 하는 문제일 때만 체크 예외를 사용해야 한다.
체크 예외의 문제점
체크 예외는 컴파일러가 예외 누락을 체크해주기 때문에 개발자가 실수로 예외를 놓치는 것을 막아준다. 그래서 항상 명시적으로 예외를 잡아서 처리하거나, 처리할 수 없을 때는 예외를 던지도록method() throws 예외로 선언해야 한다.
지금까지 이야기를 들어보면 체크 예외가 런타임 예외보다 더 안전하고 좋아보이는데, 왜 체크 예외를 기본으로 사용하는 것이 문제가 될까?
아래 예시를 살펴보자.
- 리포지토리는
SQLException체크 예외를 던진다.NetoworkClient는ConnectException체크 예외를 던진다.- 서비스는
리포지토리와와NetoworkClient를 둘다 호출한다.
- 따라서, 두 곳에 올라오는 체크 예외인
SQLException과ConnectException을 처리해야 한다.- 그런데, 서비스는 이 둘을 처리할 방법을 모른다.
ConnectException처럼 연결이 실패하거나,SQLException처럼 데이터베이스에서 발생하는 문제처럼 심각한 문제들은 대부분 애플리케이션 로직에서 처리할 방법이 없다.
- 서비스는
SQLException과ConnectException를 다 밖으로 던진다.
- 체크 예외이기 때문에 던질 경우 다음과 같이 선언해야 한다.
method() throws SQLException, ConnectException
- 컨트롤러도 두 에외를 처리할 방법이 없다.
- 다음을 선언해서 예외를 밖으로 던진다.
method() throws SQLException, ConnectException
- 웹 애플리케이션이라면 서블릿의 오류 페이지나, 또는 스프링 MVC가 제공하는
ControllerAdvice에서 이런 예외를 공통으로 처리한다.
- 이런 문제들은 보통 사용자에게 어떤 문제가 발생했는지 자세히 설명하기가 어렵다. 그래서 사용자에게는 "서비스에 문제가 있습니다." 라는 일반적인 메시지를 보여준다. ("데이터베이스에 어떤 오류가 발생했어요" 라고 알려주어도 일반 사용자가 이해할 수 없다. 그리고 보안에도 문제가 될 수 있다.)
- API라면 보통 HTTP 상태코드 500을 사용해서 응답을 내려준다.
- 이렇게 해결이 불가능한 공통 예외는 별도의 오류 로그를 남기고, 개발자가 오류를 빨리 인지할 수 있도록 메일, 알림(문자, 슬랙)등을 통해서 전달 받아야 한다. 예를 들어서 SQLException 이 잘못된 SQL을 작성해서 발생했다면, 개발자가 해당 SQL을 수정해서 배포하기 전까지 사용자는 같은 문제를 겪게 된다.
2가지 문제
지금까지 설명한 예시를 보면 크게 2가지 문제를 알 수 있다.
- 1. 복구 불가능한 예외 -
ControllerAdvice를 사용하면 해결 가능- 2. 의존 관계에 대한 문제
- 체크 예외의 또 다른 심각한 문제는 의존 관계 문제이다.
- 체크 예외이기 때문에 컨트롤러나 서비스 입장에서는 본인이 처리할 수 없어도 어쩔 수 없이
throws를 통해 던지는 예외를 선언해야 한다.
체크 예외 throws 선언
class Controller { public void request() throws SQLException, ConnectException { service.logic(); } } class Service { public void logic() throws SQLException, ConnectException { repository.call(); networkClient.call(); } }
throws SQLException, ConnectException처럼 예외를 던지는 부분을 코드에 선언하는 것이 왜 문제가 될까?
- 바로 서비스 컨트롤러에서
java.sql.SQLException에 의존하기 때문이다.- 향후 JPA로 변경하게 되면
SQLException에 의존하던 모든 서비스, 컨트롤러의 코드를JPAException에 의존하도록 고쳐야 한다.- 결과적으로 OCP, DI를 통해 클라이언트의 코드의 변경 없이 대상 구현체를 변경할 수 있다는 장점이 체크 예외 때문에 발목을 잡게 된다.
체크 예외 구현 기술 변경시 파급 효과
JDBC->JPA같은 기술로 변경하면 예외도 함께 변경해야한다. 그리고 해당 예외를 던지는 모든 다음 부분도 함께 변경해야 한다.
logic() throws SQLException logic() throws JPAException
6) 언체크 예외 활용
이번에는 런타임 예외를 사용해보자.
SQLException을 런타임 예외인RuntimeSQLException으로 변환했다.ConnectException대신에RuntimeConnectException을 사용하도록 바꾸었다.- 런타임 예외이기 때문에 서비스, 컨트롤러는 해당 예외들을 처리할 수 없다면 별도의 선언 없이 그냥 두면 된다.
런타임 예외 throws 생략
class Controller { public void request() { service.logic(); } } class Service { public void logic() { repository.call(); networkClient.call(); } }
- 런타임 예외이기 때문에 컨트롤러나 서비스가 예외를 처리할 수 없다면 다음 부분을 생략할 수 있다.
mehtod() throws RuntimeSQLException, RuntimeConnectException- 따라서, 컨트롤러와 서비스에서 해당 예외에 대한 의존 관계가 발생하지 않는다.
런타임 예외 구현 기술 변경시 파급 효과
- 런타임 예외를 사용하면 중간에 기술이 변경되어도 해당 예외를 사용하지 않는 컨트롤러, 서비스에서는 코드를 변경하지 않아도 된다.
- 구현 기술이 변경되는 경우, 예외를 공통으로 처리하는 곳에서는 예외에 따른 다른 처리가 필요할 수 있다. 하지만, 공통 처리하는 한곳만 변경하면 되기 때문에 변경의 영향 범위는 최소화 된다.
추가로 런타임 예외는 놓칠 수 있기 때문에 문서화가 중요하다
런타임 예외는 문서화
- 런타임 예외는 문서화를 잘해야 한다.
- 또는 코드에
throws 런타임예외를 남겨서 중요한 예외를 인지할 수 있게 해준다.
예외 포함과 스택 트레이스
예외를 전환할 때는 꼭! 기존 예외를 포함해야 한다. 그렇지 않으면 스택 트레이스를 확인할 때 심각한 문제가 발생한다.
@Test void printEx() { Controller controller = new Controller(); try { controller.request(); } catch (Exception e) { //e.printStackTrace(); log.info("ex", e); } }
- 로그를 출력할 때 마지막 파라미터에 예외를 넣어주면 로그에 스택 트레이스를 출력할 수 있다.
- 예)
log.info("message = {}" , "message", ex), 여기에서 마지막에ex를 전달하는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 하면 스택 트레이스에 로그를 출력할 수 있다.
기존 예외를 포함하는 경우
public void call(){ try { runSQL(); } catch (SQLException e) { throw new RuntimeSQLException(e); //기존 예외(e) 포함 } }기존 예외를 포함하지 않는 경우
public void call(){ try { runSQL(); } catch (SQLException e) { throw new RuntimeSQLException(); //기존 예외(e) 제외 } }
- 예외를 포함하지 않아서 기존에 발생한
java.sql.SQLException과 스택 트레이스를 확인할 수 없다. 변환한RuntimeSQLException부터 예외를 확인할 수 있다. 만약 실제 DB에 연동했다면 DB에서 발생한 예외를 확인할 수 없는 심각한 문제가 발생한다.
안녕하세요. wony입니다.