9주차 : 예외 처리

Joo·2023년 4월 15일

백기선 자바 스터디

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9/13

1. 예외 처리

1.1 목적

프로그램 실행 시 발생할 수 있는 오류로 프로그램이 의도치 않게 종료되는 것을 방지하기 위해
- 오류가 발생한 부분을 적절히 처리하고 정상적인 실행 흐름을 유지할 수 있음
- 발생한 예외를 적절히 처리하지 못하고 main 메소드가 예외를 던지면, 해당 쓰레드는 종료됨
오류의 원인과 위치를 쉽게 파악하기 위해
- 오류가 발생한 클래스, 메소드, 오류 메시지, 오류 코드 등을 로그로 확인할 수 있음

1.2 예외 처리 방법

(1) 메소드 내부에서 `try-catch`로 처리

try
- 예외가 발생할 수 있는 코드를 작성
- 예외 발생 시 뒤에 있는 코드들은 더 이상 실행되지 않고 catch로 흐름이 넘어감

catch

try문에서 해당하는 예외가 발생하면 실행되는 블록
- 해당 예외의 자식 예외들도 모두 받을 수 있음

여러 개의 catch문을 작성할 수 있음

계층 구조로 예외가 잡힘
- 부모가 먼저 잡히면 뒤에 자식 예외는 안잡힘
1. Exception은 모든 예외의 부모 클래스
  - 만약 다른 예외 클래스보다 먼저 catch 한다면 뒤에 오는 자식 클래스가 예외를 잡을 수 없음 (쓰나마나)
2. 만약 try문에서 발생한 예외를 catch 할 수 있는 클래스가 없는 경우
  - 컴파일 에러가 발생함

catch문은 try문에서 어떤 예외가 발생하느냐에 따라 결정됨

일반적으로 Exception을 던지는 경우는 별로 없기 때문에 catch(Exception)할 일은 많지 않음

public class CatchExceptionLater {

    public static void main(String[] args) {
        CatchExceptionLater obj = new CatchExceptionLater();
        obj.catchException();
    }

    void catchException() {
        int[] Array = new int[3];
        try {
            Array = null;                                 //null 예외 발생
            Array[5] = 1;
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("널 예외 발생");              //NullPointerException 예외 캐치함
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            System.out.println("인덱스 범위 벗어난 예외 발생");  //실행x
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("나머지 예외사항 발생");        //실행x
        }
        System.out.println("무조건 실행되는 문장");
    }
}

catch문의 exception
- try문에서 어떤 예외가 발생하느냐에 따라 결정됨
- 일반적으로 Exception을 던지는 경우는 별로 없기 때문에 catch(Exception)할 일은 많지 않음

catch에서 사용하는 변수

반드시 try 블록 앞에서 선언되어야 함
try 블록 내에서 선언된 변수는 catch 블록에서 사용하지 못함

만약 try 블록 밖에서 선언된 변수가, try 블록 내에서 변경되는 경우

catch 블록에서도 변경된 값을 사용함
→ try 블록에서 사용되었다고 해서 catch 블록에 전혀 영향을 줄 수 없다는게 아님!!

void printMonth(int number) {
    int a = 0;

    try {
        a = 10;

        if (number > 12) {
            throw new Exception("1월에서 12월만 있음");
        }

        System.out.println(number + "월달 입니다.");
    } catch (Exception e) {
        System.out.println(a);  // 10 출력

        e.printStackTrace();
    }
}

(2) 예외 떠넘기기 (`throws`)

메소드 선언 시

throws를 사용해 예외를 던지는 메소드임을 명시해야 함

public class MonthClass {

    void printMonth(int number) throws IllArgumentException {
        if (number > 12) {
            throw new IllArgumentException("1월에서 12월만 있음");
        }

        System.out.println(number + "월달 입니다.");
    }
}

예외 발생 시 printMonth()를 호출한 곳에서 예외를 처리해야함
- try-catch로 잡거나
- 또 throws를 쓰거나 → 좋은 습관이 아님

(3) 예외를 try-catch로 처리하지 않고 `떠넘기는 경우`

해당 메소드를 사용했을 때 발생할 수 있는 예외를 명시하기 위해
예외를 발생시키는 메소드를 간결하게 작성하기 위해
현재 메소드 내에서 굳이 예외를 처리할 필요가 없을 때 경우

= 해당 메소드를 사용하는 곳에서 처리하는게 더 좋은 경우

❗ 처리하기 귀찮다고 떠넘기면 안된다!

(4) finally

예외 발생 여부와 상관없이 항상 실행되는 블록
- 예외 발생으로 쓰레드 종료 시 할당된 자원을 해제 해야함
  → 예외가 발생해도 실행되어야 할 코드가 있을 때 사용

finally 블록에 코드 작성

항상 실행

void printMonth(int number) {
    try {
        if (number > 12) {
            throw new Exception("1월에서 12월만 있음");
        }

        System.out.println(number + "월달 입니다.");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
				return;
    } finally {
        System.out.println("2022년");
    }
}

try-catch 블록 밖에 코드 작성

catch 블록 실행 후 실행됨

void printMonth(int number) {
    try {
        if (number > 12) {
            throw new Exception("1월에서 12월만 있음");
        }

        System.out.println(number + "월달 입니다.");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
				return;
    }
    
    System.out.println("2022년");
}

finally 블록 vs try-catch 블록 밖에 작성한 코드
- catch 블록 내부에 return으로 메소드를 끝내는 경우
  - finally 블록 → 실행 O
  - try-catch 블록 밖에 작성한 코드 → 실행 X
    - 메소드가 끝났으므로
    ⇒ catch 블록에 return문이 있어도 finally 블록은 실행됨!

finally 블록에 return문이 있는 경우 → Anti Pattern

try문에서 예외가 발생하지 않아도 return문이 실행되지 않고 finally문의 return문이 실행됨

finally 블록은 예외 발생 여부와 상관없이 항상 실행되므로 (심지어 return이 있어도)

public class AntiPattern {

    int returnInFinally(boolean flag) {
        try {
            System.out.println("try");

            if (flag) {
                throw new RuntimeException();
            }

            return 1;
        } catch (RuntimeException e) {
            System.out.println("catch");
            return 2;
        } finally {
            System.out.println("finally");
            return 3;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        AntiPattern anti = new AntiPattern();
        System.out.println(anti.returnInFinally(false));    // 예외가 발생하지 않았는데도 return 3
    }
}

2. 자바가 제공하는 예외 계층

2.1 Throwable

Error, Exception 클래스의 부모 클래스
다양한 메소드가 있고 Exception 클래스에서 여러 메소드를 오버라이딩 했음

2.2 Error

프로그램 밖에서 발생하는 예외

프로세스 자체를 멈춤
ex) 서버 디스크 고장, 메인보드 고장 등
Throwable 클래스의 메소드를 하나도 오버라이딩 하지 않았음
StackOverflowError, OutOfMemoryError …

2.3 Exception

프로그램 안에서 발생하는 예외

(예외처리를 하지 않으면) 예외가 발생한 쓰레드를 멈춤
CheckedException & UncheckedException으로 나뉨

오버라이딩한 메소드 - 자주 쓰는 것 3가지

공통적으로 예외 메세지를 사용자에게 보여주기 위해 사용

getMessage()
- 간단히
- String 반환
toString()
- 자세히
- String 반환

printStackTrace()

더 자세히
예외 스택정보 출력

public class ExceptionOverridingMethod {

    public static void main(String[] args) {
        ExceptionOverridingMethod obj = new ExceptionOverridingMethod();
        obj.OverridingMethod3();
    }

    void OverridingMethod3(){
        int[] Array = new int[5];
        try{
            Array[6] = 1;
        } catch (Throwable e){      //exception 캐치함
            System.out.println("---------getMessage/간단히---------");
            System.out.println(e.getMessage()); //String 반환
            System.out.println("---------toString/자세히---------");
            System.out.println(e.toString());   //String 반환
            System.out.println("---------printStackTrace/더 자세히 에러 내용 출력---------");
            e.printStackTrace();                //예외 스택정보 출력
        }
    }
}

<결과>
--------getMessage/간단히---------
Index 6 out of bounds for length 5
---------toString/자세히---------
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 6 out of bounds for length 5
---------printStackTrace/더 자세히 에러 내용 출력---------
java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 6 out of bounds for length 5
at chapter14.ExceptionOverridingMethod.OverridingMethod3(ExceptionOverridingMethod.java:14)
at chapter14.ExceptionOverridingMethod.main(ExceptionOverridingMethod.java:8)

3. CheckedException vs UncheckedException

3.1 `UncheckedException`

RuntimeException을 상속받은 예외
프로그래머의 실수에 의해 발생할 수 있는 예외
- 클라이언트가 해결할 수 없는 예외
- 복구가 어려운 예외
컴파일 시 예외를 체크하지 않고 런타임 시 체크함
→ 컴파일 에러를 발생시키지 않음

3.2 `CheckedException`

UncheckedException을 제외한 나머지 예외
프로그램을 사용하는 사용자에 의해 발생할 수 있는 예외
- 부가적인 작업으로 복구가 가능한 예외
컴파일 시 예외 체크를 함
→ 컴파일 에러를 발생시킬 수 있음
CheckedException을 발생시킬 수 있는 메소드
- 반드시 예외 처리를 해줘야 함
  - try-catch로 처리하던가
  - throws로 던지던가

4. 커스텀 예외를 만드는 방법

JDK가 제공하는 예외가 있으면 기존것을 사용하는게 좋다. 정말 없어서 만들어야 할 경우에만 만들 것

CheckedException을 만들고 싶은 경우
- Exception을 상속
UncheckedException을 만들고 싶은 경우
- RuntimeException을 상속

기존 예외를 커스텀 예외로 바꿔서 전달 할 때

커스텀 예외가 발생하게 된 cause를 같이 넘겨받아서 사용하기

public class MyException extends RuntimeException{

    public MyException(String message, Throwable cause) {
        super(message, cause);
    }
}

public class ChangeException {

    public static void main(String[] args) {
        ChangeException ce = new ChangeException();

        try {
            ce.changeByMyException();
        } catch (MyException e) {
            System.out.println("내가 만든 예외로 던져짐");
            System.out.println("원인인 " + e.getCause());
        }

    }

    void throwIllegalArgumentException() {
        throw new IllegalArgumentException();
    }

    void changeByMyException() {
        try {
            throwIllegalArgumentException();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            throw new MyException("내가 만든 예외로 바꿔서 던지기", e);
        }
    }
}

5. JDK가 제공하는 기본 예외

5.1 UncheckedException

(1) `NullPointerException`

사용하려는 객체가 null인 경우 발생

String nullString = null;
nullString.toString();

(2) `ArrayIndexOutOfBoundsException`

배열의 인덱스를 잘못 접근했을 때 발생

int[] arr = new int[3];
arr[4] = 1;

(3) `StringIndexOutOfBoundsException`

string의 인덱스를 잘못 접근했을 때 발생

String a = "0123";
a.charAt(4);

(4) `ArithmeticException`

산술 연산 시 잘못된 연산 조건을 사용할 시 발생

overflow

Math 클래스 메소드 사용 시 발생

int a = 2_100_000_000;  //21억
int b = 2_100_000_000;  //21억
Math.addExact(a, b);

divide by zero
```
int a = 10;
int b = 0;
int c = a / b;
```

(5) ClassCastException

부모 클래스에서 자식 클래스로 다운 캐스팅 시
- 해당 인스턴스가 캐스팅 될 수 없는 자식 타입으로 캐스팅 될 때 발생

class Parent {
}

class Child1 extends Parent {
}

class Child2 extends Parent {
}

public static void main(String args[]) {
	Parent child = new Child1();
	Child2 child2 = (Child2) child;  // 에러 발생
}

(6) IllegalArgumentException

메소드의 매개변수로 잘못된 값을 입력할 때 발생

ArrayList<Integer> numbers = new ArrayList<>(-1);

(7) `IllegalStatementException`

메소드의 호출 시점이 잘못된 경우 발생
- 적절한 예시를 찾지 못해 스프링에서 발생 예시를 찾음

@GetMapping("/add")
public void method1() {}

@GetMapping("/add")
public void method2() {}

5.2 CheckedException

(1) ClassNotFoundException

(2) IOException

(3) SQLException

6. Multicatch Block

여러 개의 catch 블락을 하나로 합칠 수 있는 기능

서로 다른 예외지만 처리하는 내용이 같은 경우 (catch 블락 내용이 같은 경우) 사용

java 7 이후로 제공하는 기능

public class MultiCatchBlock {

    void originBlock(int flag) {
        try {
            if (flag == 1) {
                throw new IllegalArgumentException();
            }

            if (flag == 2) {
                throw new ArithmeticException();
            }

            if (flag == 3) {
                throw new NullPointerException();
            }
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("예외 발생");
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println("예외 발생");
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("예외 발생");
        }
    }

    void useMultiCatch(int flag) {
        try {
            if (flag == 1) {
                throw new IllegalArgumentException();
            }

            if (flag == 2) {
                throw new ArithmeticException();
            }

            if (flag == 3) {
                throw new NullPointerException();
            }
        } catch (IllegalArgumentException | ArithmeticException | NullPointerException e) {
            System.out.println("예외 발생");
        }
    }
}

만약 multicatch로 묶을 때 상속 관계가 있으면?
- 컴파일 에러 발생
  - 어차피 부모로 잡으면 자식 예외는 처리되지 않으므로 의미 없는 코드가 됨
    ex) NullPointerException → RuntimeException

7. ⭐ try-with-resource

예외 처리 시 자원 해제를 자동으로 처리해주는 기능

finally로 리소스를 직접 close하지 않아도 자동으로 close해주는 기능
- finally 블록을 많이 줄일 수 있음
Closeable 인터페이스를 구현한 클래스만 가능
java 7 이후로 제공하는 기능
- 자원 할당을 해제해야하는 경우 반드시 사용하자!

public class TryWithResource {

    void originMethod() throws IOException {
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
	
        try {
            System.out.println("hi");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            System.out.println("반드시 실행되어야 하므로 finally에 작성");
            bw.close();
            br.close();
        }
    }

    void useTryWithResource() {
        try ( -> 소괄호
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));
                BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))
        ) { -> 중괄호
            System.out.println("hi");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

8. Chained Exception

하나의 예외가 다른 예외를 발생시키는 경우

예외가 발생했을 때 바로 처리하지 않고 다른 예외를 발생시키는 이유는?

하나의 큰 분류의 예외를 두고 세부적인 예외로 처리하기 위해

public class LoseMoneyException extends RuntimeException {
    private String message = "돈을 잃어버려서 집을 못감";

    @Override
    public String getMessage() {
        return message;
    }
}

public class ShutDownBusException extends RuntimeException{
    private String message = "버스가 끊겨서 집을 못감";

    @Override
    public String getMessage() {
        return message;
    }
}

public class ChainedException {

    public static void main(String[] args) {
        ChainedException ce = new ChainedException();
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int cause = sc.nextInt();

        try {
            ce.goHome(cause);
        } catch (CantGoHomeException e) {
            System.out.println(e.getCause().getMessage());
        }
    }

    void goHome(int flag) throws CantGoHomeException {
        try {
            if (flag == 1) {
                throw new LoseMoneyException();
            }

            if (flag == 2) {
                throw new ShutDownBusException();
            }

            System.out.println("집에 잘 감");
        } catch (LoseMoneyException e) {
            // 원인을 저장
            throw new CantGoHomeException(e);
        } catch (ShutDownBusException e) {
            throw new CantGoHomeException(e);
        }
    }
}

CheckedException → UncheckedException 변환

CheckedException인데 당장 처리할 수 없는 경우
- RuntimeException으로 감싸서 UncheckedException으로 처리

public void chained() {
    try {
        throw new IOException();
    } catch (IOException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

9. 예외 처리 비용

예외 처리로 비지니스 로직을 처리하지 마라!

예외는 stack trace를 메모리에 저장하기 때문에 처리 비용이 비쌈
- Throwable의 fillInStackTrace()가 원인이라고 함
  
  → 입력값을 조절하거나 if문을 사용하는 등 로직으로 처리할 수 있으면 하는게 좋음

Reference

[Java Study 9주차] 예외 처리

multicatch block, try-with-resource, Chained Exception

예외 처리

커스텀 예외 생성 시 주의 사항

(9주차) 예외처리

예외 처리 전략

백기선님 온라인 스터디 9주차 - 예외 처리

오라클 공식 문서 참고

Joo

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8주차 : 인터페이스

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9주차 : 예외 처리

백기선 자바 스터디

1. 예외 처리

1.1 목적

1.2 예외 처리 방법

(1) 메소드 내부에서 `try-catch`로 처리

(2) 예외 떠넘기기 (`throws`)

(3) 예외를 try-catch로 처리하지 않고 `떠넘기는 경우`

(4) finally

2. 자바가 제공하는 예외 계층

2.1 Throwable

2.2 Error

2.3 Exception

3. CheckedException vs UncheckedException

3.1 `UncheckedException`

3.2 `CheckedException`

4. 커스텀 예외를 만드는 방법

5. JDK가 제공하는 기본 예외

5.1 UncheckedException

(1) `NullPointerException`

(2) `ArrayIndexOutOfBoundsException`

(3) `StringIndexOutOfBoundsException`

(4) `ArithmeticException`

(5) ClassCastException

(6) IllegalArgumentException

(7) `IllegalStatementException`

5.2 CheckedException

(1) ClassNotFoundException

(2) IOException

(3) SQLException

6. Multicatch Block

7. ⭐ try-with-resource

8. Chained Exception

9. 예외 처리 비용

Reference

8주차 : 인터페이스

10주차 : 멀티쓰레드 프로그래밍

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9주차 : 예외 처리

백기선 자바 스터디

1. 예외 처리

1.1 목적

1.2 예외 처리 방법

(1) 메소드 내부에서 try-catch로 처리

(2) 예외 떠넘기기 (throws)

(3) 예외를 try-catch로 처리하지 않고 떠넘기는 경우

(4) finally

2. 자바가 제공하는 예외 계층

2.1 Throwable

2.2 Error

2.3 Exception

3. CheckedException vs UncheckedException

3.1 UncheckedException

3.2 CheckedException

4. 커스텀 예외를 만드는 방법

5. JDK가 제공하는 기본 예외

5.1 UncheckedException

(1) NullPointerException

(2) ArrayIndexOutOfBoundsException

(3) StringIndexOutOfBoundsException

(4) ArithmeticException

(5) ClassCastException

(6) IllegalArgumentException

(7) IllegalStatementException

5.2 CheckedException

(1) ClassNotFoundException

(2) IOException

(3) SQLException

6. Multicatch Block

7. ⭐ try-with-resource

8. Chained Exception

9. 예외 처리 비용

Reference

8주차 : 인터페이스

10주차 : 멀티쓰레드 프로그래밍

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(1) 메소드 내부에서 `try-catch`로 처리

(2) 예외 떠넘기기 (`throws`)

(3) 예외를 try-catch로 처리하지 않고 `떠넘기는 경우`

3.1 `UncheckedException`

3.2 `CheckedException`

(1) `NullPointerException`

(2) `ArrayIndexOutOfBoundsException`

(3) `StringIndexOutOfBoundsException`

(4) `ArithmeticException`

(7) `IllegalStatementException`