[Java] 예외처리 (2)

예외 클래스의 구분

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• 예외 클래스의 최상위 클래스는 Throwable이며, 이를 상속하는 예외 클래스가 세 부류로 나뉜다.
  • Error 클래스를 상속하는 예외 클래스
  • Exception 클래스를 상속하는 예외 클래스
  • RuntimeException 클래스를 상속하는 예외 클래스

Error 클래스를 상속하는 예외 클래스

• Error 클래스를 상속하는 예외 클래스의 예외 상황은 시스템 오류 수준의 예외 상황으로
  프로그램 내에서 처리 할 수 있는 수준의 예외가 아니다.
  ( 예를 들어 하드디스크에 물리적 오류가 발생해 파일에 저장된 데이터를 읽을 수 없는 상황 )

• 따라서 Error 클래스를 상속하는 예외는 처리의 대상이 아니다.
  ( 이런 유형의 예외 발생 시 그냥 프로그램이 종료되도록 두고 이후에 원인을 파악하는 과정을 가짐)

• ex)

  • VirtualMachineError : 가상머신에 심각한 오류 발생
  • IOError : 입출력 관련해서 코드 수준 복구가 불가능한 오류 발생

RuntimeException 클래스를 상속하는 예외 클래스

• RuntimeException 클래스는 Exception 클래스를 상속한다.

• 대부분 코드 오류로 발생하는 예외이다.

• 이 유형의 예외 발생시 코드의 수정을 고려해야한다.
  ( 프로그래머 실수에 의한 예외인 경우는 코드를 수정해야 할 상황이지만, 드물게 프로그램 사용자의 실수로 인해 이 유형의 예외가 발생하는 경우가 있기 때문에 예외처리를 해야 하는 경우가 있을 수 있다. )

• 예외처리를 해주지 않아도 컴파일 오류가 발생하지 않는다.
  ➡ 반드시 예외 처리를 해줘야 하는 유형 X

• ex)

  • ArithmeticException
  • ClassCastException
  • IndexOutOfBoundsException
  • NegtiveArraySizeException : 배열 생성시 길이를 음수로 지정하는 예외 발생
  • NullPointerException
  • ArrayStoreException : 배열에 적절치 않은 인스턴스를 저장하는 예외 발생

Exception 클래스를 상속하는 예외 클래스

• 코드의 문법적 오류가 아닌, 프로그램 실행 과정에서 발생하는 예외적 상황을 표현하기 위한 클래스이다.
• 따라서 예외 처리를 어떻게 할 것인지 반드시 명시해줘야 한다.
• 예외처리를 해주지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.
• ex)
  • java.io.IOException : 입출력 관련 예외 상황을 표현하는 예외 클래스
• 예외처리 방법
  • try catch문을 통해 예외를 직접 처리
  • thows절 선언을 추가해 예외의 처리를 넘김

프로그래머가 정의하는 예외 클래스

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지금까지 소개한 예외 클래스는 모두 자바에서 정의한 클래스였다.
프로그래머가 직접 예외 클래스를 정의하고 이를 기반으로 특정 상황에서 예외가 발생하도록 할 수 있다.

🔎 특징

• 프로그래머가 정의하는 예외 클래스는 Exception 클래스를 상속한다.
  • 따라서 프로그래머가 정의하는 예외 클래스도 try~catch문으로 처리를 하거나 throws선언을 통해 넘겨야 한다.
• 예외 상황에 대한 원인 메세지를 프로그래머가 작성할 수 있다.
• throw 선언을 통해 예외 인스턴스를 직접 만들고 예외 메커니즘을 구동시키도록 할 수 있다.
  
  

import java.util.Scanner;

class ReadAgeException extends Exception {  // 예외 클래스 정의
	public ReadAgeException() {
		super("유효하지 않은 나이가 입력되었습니다.");  // 예외 상황에 대한 원인 메세지 작성
	}
}

class MyExceptionClass {
	public static int readAge() throws ReadAgeException {
		Scanner kb = new Scanner(System.in);
		int age = kb.nextInt();
		
		if (age < 0)
			throw (new ReadAgeException());	// throw 선언을 통해 예외 발생
		
		return age;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.print("나이 입력: ");
		
		try {
			int age = readAge();
			System.out.printf("입력된 나이: %d \n", age);
		}
		catch(ReadAgeException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}
}


// 실행 결과
나이 입력: -11
유효하지 않은 나이가 입력되었습니다.

잘못된 catch구문의 구성

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// 다음 세개의 예외 클래스가 정의
class FirstException extends Exception {...}
class SecondException extends FirstException {...}
class ThirdException extends SecondException {...}


// 위 세종류 예외에 대해 try~catch문 구성
try {
    ...
}

catch(FirstException e) {...}
catch(SecondException e) {...}
catch(ThirdException e) {...}

// 실행 결과
// 컴파일 오류 발생!!

🔎 컴파일 오류가 나는 이유?

• 상속 관계
  ThirdException ➡ SecondException ➡ FirstException ➡
  Exception
• 첫번째 catch(FirstException e) {...}에서 모든 예외의 인스턴스를 처리할 수 있기 때문에, 두번째 세번째 catch 구문은 실행될 일이 없다.
  ➡ 따라서 컴파일러가 오류를 발생시켜 경고해줌

🔎 모든 catch구문이 실행되려면?

• catch 구문의 순서를 바꿔줘야 한다.

try {
    ...
}

catch(ThirdException e) {...}
catch(SecondException e) {...}
catch(FirstException e) {...}

finally

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🔎 기본구조

• try ~ catch문은 하나의 문장이므로 try문만 존재할 수 없지만, catch문 없이 try ~ finally문으로 둘 수 있다.

try {
    ...
}
finally {...} 

• 또는 try ~ catch ~ finally를 하나의 문장으로 묶을 수 있다.

try {
    ...
}
catch(Exception name) {
   ...
}
finally {...}  

🔎 특징

• 코드의 실행이 try 안으로 진입하면 finally구문은 무조건 실행 된다.
• try에서 예외가 발생하건 안 하건, catch가 실행되건 안되건, 무조건 실행되는 구문이다.

🔎 관련 예제

import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;

public class FinallyCase {
	public static void main(String[] args) {
		Path file = Paths.get("C:\\Users\\anneu\\Desktop\\study_java\\Simple.txt");
		BufferedWriter writer = null;
		
		try {
			writer = Files.newBufferedWriter(file);	// IOException 발생 가능
			writer.write('A');	// IOException 발생 가능
			writer.write('Z');	// IOException 발생 가능
		}
		catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		finally {
			try {
				if(writer != null)
					writer.close();  // IOException 발생 가능
			}
			catch(IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

• 실행의 흐름이 try 안으로 들어오면 finally 구문은 반드시 실행되므로 close 메소드 호출이 보장된다.
• close의 호출문에서 IOException 예외가 발생할 수 있기 때문에 finally 내에서 try~catch문을 작성해줘야 한다.

try-with-resources

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• try에 이어 등장하는 소괄호 안에 종료의 과정을 필요로 하는 리소스를 생성할 수 있다.
• 그러면 이 리소스는 try-with-resources문을 빠져나오면서 자동으로 종료된다.

// try-with-resources문 기본 구조
try(resource) {
    ...
}
catch(Exception name) {
    ...
}


// 둘 이상의 리소스를 갖는 try-with-resources문의 구조
try(resource1; resource2) {  // 세미콜론으로 리소스 구분
    ...
}
catch(Exception name) {
    ...
}

🔎 try-with-resources 기반의 오픈 및 종료 대상이 되기 위한 조건

• java.lang .AutoCloseable 인터페이스를 구현하고 있으면 대상이 될 수 있다.

🔎 관련 예제

import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Path;
import java.nio.file.Paths;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;

class TryWithResourceCase {
	public static void main(String[] args) {
		Path file = Paths.get("C:\\Users\\anneu\\Desktop\\study_java\\Simple.txt");
		
		try(BufferedWriter writer = Files.newBufferedWriter(file)) {
			writer.write('A');
			writer.write('Z');
		}
		catch(IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

참고
열혈 자바 ch18-2 (예외처리에 대한 나머지 설명들)