Exception
자바에서 예외를 처리하는 방법
예외 처리를 하는 이유
예외적인 상황을 대비하여 미리 안전장치를 하는 것
자바 프로그램에서는 예외 상황이 발생하면, 예외를 발생시킵니다. 특히 unchecked exception 같은 예외는 프로그램 실행 중 발생되는 예외인데, 서비스가 정상적으로 운영중이다가도 예외가 발생하면 프로세스가 강제적으로 종료됩니다.
때문에 프로그램의 안정적인 운영에 있어서 예외는 필수입니다. 이러한 예외적인 상황은 예외처리(Exception Handling)를 통해 프로세스가 강제적으로 종료되지 않고 예외 상황이 발생해도 운영이 가능하도록 핸들링을 할 수가 있습니다.
자바에서 예외 처리를 하는 방법, try-catch
자바에서 예외 처리를 하는 방법
try catch는 예외 처리를 할 때, 일반적으로 사용되는 예외 처리 방법입니다. try 구문에는 예외 발생 가능성이 있는 문장을 넣어주고, catch 구문은 try 구문에서 예외가 발생하면 어떻게 처리를 할 것인지 작성합니다.
try {
예외 발생 가능성이 있는 문장
} catch(예외의 종류) {
예외가 발생하면 처리할 문장
}try 블록
- 예외 발생 가능성이 있는 문장을 묶어줍니다.
catch 블록
- 예외가 발생하면 처리할 문장입니다.
- 매개변수로는 예외의 종류를 둘 수 있으며, try 블록에서 발생한 예외 메세지나 객체를 인수로 받아 처리합니다.
- catch 블록에 아무런 내용을 작성해주지 않으면, 어디서 오류가 발생했는지 파악하기가 어렵기 때문에 특수한 상황이 아니라면 항상 로그를 남기도록 하는게 좋습니다.
예외를 발생시키는 throw 와 예외를 떠넘기는 throws 키워드
예외를 강제적으로 발생시키고, 예외를 떠넘긴다.
throw는 예외를 발생시키는 키워드입니다. throw 를 사용하기 위해서는, 예외 클래스 객체를 만들어주고 throw 로 예외를 강제적으로 발생시킵니다.
throws 는 예외를 떠넘기는 방법으로 어떠한 메서드를 호출할 때 그 메서드가 throws 키워드로 정의가 되어 있으면, 해당 메서드는 메서드를 호출한 곳에서 강제적으로 예외를 처리해주어야 합니다. 강제적으로 처리하지 않고 throws 로 예외를 다시 떠넘겨도 되나, 해당 방법은 좋지 않은 방법입니다.
예외를 다시 떠넘기게 된다면 비정상 종료가 되면서 이 예외는 JVM에게 넘겨지게 됩니다. JVM이 받아서 JVM 기본 예외처리기에 의해 마지막으로 처리를 하게 되어 오류를 출력합니다. throws 는 예외를 떠넘기는 것 뿐이지, 예외를 처리하는 것이 아닙니다. 떠넘긴 곳까지 처리를 하지 못하기 때문에 JVM 은 오류를 뱉습니다. 하여 예외 처리가 될 수 있도록 하려면 try catch 문으로 처리를 하여야 합니다.
하기와 같이 파일을 생성하는 코드를 작성하여 throws 키워드를 createFile 메서드의 시그니처에 추가하였습니다.
public static void main(String[] args) {
File file = createFile("Doa");
}
static File createFile(String fileName) throws Exception {
if (fileName == null || fileName.equals(""))
throw new Exception(); // checked exception
File file = new File(fileName);
file.createNewFile();
return file;
}
- https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/nio/file/Files.html (java api document, File)
위 코드는 checked exception 이므로, 예외처리를 반드시 해주어야 컴파일이 됩니다.
제가 작성한 코드에서는 전달받은 인수가 null 이거나, 아무런 문자열도 전달하지 않았을 경우에 예외를 발생시키도록 작성하였고 이 예외와 관련된 메서드를 호출한 메서드에서 예외 처리를 해주지 않았습니다. 때문에 컴파일이 되지 않습니다.
하기와 같이 코드를 수정하여 예외를 호출한 메서드 내에서 예외 처리를 하도록 합니다.
public static void main(String[] args) {
try {
File file = createFile("");
} catch(Exception e) {
System.out.println("파일 생성 실패 : " + e.getMessage());
}
}
static File createFile(String fileName) throws Exception {
if (fileName == null || fileName.equals(""))
throw new Exception(); // checked exception
File file = new File(fileName);
file.createNewFile();
return file;
}만약에 메서드를 호출한 메인 메서드 내에서도 예외를 떠넘긴다면 어떻게 될까요?
하기와 같이 호출 스택에서 오류를 뱉습니다.
Exception in thread "main" java.lang.Exception
at c.exception.ExceptionSample76.createFile(ExceptionSample76.java:12)
at c.exception.ExceptionSample76.main(ExceptionSample76.java:7)finally, 반드시 실행되어야 하는 문장!
반드시 실행되어야 하는 문장인 finally
finally 는 예외 발생 여부에 관계 없이 무조건 실행이 되어야만 하는 문장입니다. 예외 처리 다음 문장에 수행할 동작을 넣어주면 되는데 왜 굳이 finally 를 사용할까요? 가령 예외처리를 수행한 메서드 내에서 리턴값을 받는다고 가정한다면, try와 catch 문에서 return 을 만나게 되면 프로그램은 무조건 중단이 됩니다. try 구문 바깥에 예외 발생 여부에 관계 없이 원하는 코드를 작성한다고 한들, 리턴값을 돌려주게 되면 메서드를 빠져나와 실행이 될 수가 없습니다. 그래서 try catch 구문 내에 동일한 코드를 반복적으로 작성을 해주어야만 하는데요. 이 때 중복되는 코드를 줄여줄 수 있는 장점이 있습니다.
public static void main(String[] args) {
try {
File file = createFile("doa");
} catch(Exception e) {
System.out.println("파일 생성 실패 : " + e.getMessage());
} finally {
System.out.println("반드시 실행되어야만 하는 문장");
}
}
static File createFile(String fileName) throws Exception {
if (fileName == null || fileName.equals(""))
throw new Exception(); // checked exception
File file = new File(fileName);
file.createNewFile();
return file;
}try finally 와 try-with-resources
Java7 부터 나온 try-with-resource 는 자원을 닫아주는 역할을 합니다. try-with-resource 문법을 사용하면 close() 를 호출하지 않아도 예외가 발생한 여부와 관계 없이 finally 와 같이 반드시 close 메서드가 호출됩니다.
close 는 어떤 때에 사용이 될까요? 예를 들자면, 네트워크와 데이터베이스와 관련된 작업을 마치고 Max Connection 를 방지하기 위해 finally 블록에서 close() 하여 Connection 을 끊을 수도 있고, 데이터베이스 뿐만 아니라 파일 개수 등과 같이 시스템에서는 허용되는 자원의 한계가 있어 리소스를 계속 열기만 하고 닫지 않는다면 허용되는 자원의 개수를 초과할 수 있으므로 자원 사용이 끝나면 반드시 close 를 해주어야만 합니다. 또한 Java 라이브러리 중에서는 close 메서드를 호출하여 직접 닫아줘야만 하는 자원이 많습니다. 직접 닫아줘야만 하는 자원으로는 입출력 스트림인 InputStream와 OutputStream 그리고 Connection 등이 있는데요. 자원 닫기는 예측할 수 없는 성능 문제로 이어지기도 하기 때문에 사용이 종료되었으면 반드시 닫아주어야만 합니다.
이러한 자원을 회수할 때 try finally 블럭을 이용해서 사용한 자원을 회수할 수 있는데, finally 는 해당 절 내에서도 Exception 이 발생하는 경우가 있다고 합니다. 또한 코드가 복잡해지는 경우가 많아 try-with-resource 를 사용하여 코드를 더 짧고, 분명해지도록 구현이 가능하여 회수해야 하는 자원을 다룰 때는 try-with-resource 를 사용하는 것이 좋습니다.
이를 비교해보기 위해서 하기의 코드를 작성하였습니다.
package c.exception;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
public class ExceptionSample77 {
public static void main(String[] args) {
FileInputStream file = null;
try {
file = new FileInputStream("doas"); // 존재하지 않는 파일인 doas 파일
} catch(FileNotFoundException e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다 : " + e.getMessage());
return;
} catch(Exception e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다 : " + e.getMessage());
return;
} finally {
if (file != null) {
try {
file.close(); // 파일 입력 스트림 close
} catch(IOException e) {
System.out.println("" + e.getMessage());
}
}
}
}
}
https://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/io/FileInputStream.html (java document api, FileInputStream)
아래와 같이 try with resources 구문으로 코드를 변경하였습니다.
기존에 finally 를 사용하였을 때보다, 코드가 훨씬 간결해진 것을 확인해볼 수 있습니다.
(잘못된 코드일 수도 있습니다.)
public class ExceptionSample78 {
public static void main(String[] args) {
try(FileInputStream file = new FileInputStream("doas")) {
} catch(FileNotFoundException e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다. : " + e.getMessage());
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch(Exception e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다 : " + e.getMessage());
}
}
}해당 코드를 조금 수정하여 close 메서드가 호출이 되는지, 되지 않는지 테스트를 해보기 위해 AutoCloseable 인터페이스를 구현하여 close 메서드를 구현해보겠습니다.
public class ExceptionSample78 implements AutoCloseable {
public static void main(String[] args) {
try(ExceptionSample78 file = new ExceptionSample78()) {
} catch(FileNotFoundException e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다. : " + e.getMessage());
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch(Exception e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다 : " + e.getMessage());
}
}
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("close() 테스트");
}
}출력되는 결과는 다음과 같습니다.
close() 테스트close 메서드를 별도로 호출하지 않아도, try-with-resources 구문을 사용하여 close 가 호출되는 것을 확인해 볼 수 있습니다.
신기하네요!
try-with-resource 구문의 예외 처리 방법은 Java9 부터는 아래와 같이 변수명을 지정하여 사용이 가능하다고 합니다. 저는 Java8 을 사용 중이라 별도로 테스트를 해보지는 못했습니다.
public class ExceptionSample78 implements AutoCloseable {
public static void main(String[] args) {
ExceptionSample78 file = new ExceptionSample78();
try(file) {
} catch(FileNotFoundException e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다. : " + e.getMessage());
} catch(IOException e) {
e.printStackTrace();
} catch(Exception e) {
System.out.println("파일이 존재하지 않습니다 : " + e.getMessage());
}
}
@Override
public void close() throws Exception {
System.out.println("close() 테스트");
}
}
자바가 제공하는 예외 계층 구조를 알아보자
모든 예외의 조상은 java.lang.Throwable 클래스이다.
자바에서의 예외 계층 구조는 다음과 같습니다.
가장 먼저, 모든 클래스의 최상위 클래스인 Object 클래스를 확장한 모든 예외의 조상 클래스인 Throwable 클래스, 그리고 Throwable 클래스를 확장한 Error 클래스와 Exception 클래스로 분류할 수 있습니다. Error 클래스는 자바 프로그램 외에서 발생하는 오류이며, Exception 클래스는 자바 프로그램 내에서 발생하는 오류입니다.
Exception 클래스와 Error 클래스의 차이는 무엇일까?
그럼 Exception 클래스와 Error 클래스의 차이는 무엇일까요?
Error 클래스는 앞서 이야기 드린 내용과 같이, 자바 프로그램 외에서 발생하는 오류입니다. 이를테면 하드웨어적인 문제가 발생했을 경우에는 개발자가 자바 프로그램을 수정하여 조치를 할 수가 없습니다. 가령 메모리의 사용률이 초과하여 프로세스가 정상적으로 동작하지 않을 수도 있고, 하드디스크에 배드섹터가 발생하여 디스크 교체가 필요한 경우가 발생할 수 있으며, 메인보드가 맛이 간다던지. 하드웨어적으로 발생하는 것을 예로 들을 수 있습니다.
Excpetion 클래스는 자바 프로그램 내에서 발생하는 오류입니다. 해당 클래스는 RuntimeException와 RE를 제외한 Exception 클래스의 그 자손들 두 가지로 분류를 할 수가 있습니다.
RuntimeException과 RE가 아닌 것의 차이는?
컴파일러가 예외 처리 여부를 체크하느냐, 체크하지 않느냐의 차이, checked exception와 unchecked exception
RuntimeException 은 unchecked exception 이라고도 합니다. 프로그램 내에서 예외처리는 강제적이지 않고, 선택적입니다. checked exception 은 RuntimeException을 제외한 나머지입니다. Exception 클래스와 그 자손들이라고 볼 수 있습니다.
- checked exception : 예외를 반드시 처리 -> 예외처리를 해주지 않으면, 컴파일이 되지 않습니다.
- unchecked exception : 예외는 선택적 -> checked exception 와는 다르게 예외 처리를 강제적으로 하지 않습니다.
package c.exception;
public static void main(String[] args) {
// checked exception
try {
throw new Exception();
} catch(Exception e) {
System.out.println("checked exception은 반드시 예외 처리가 필요합니다.");
}
// unchecked exception
throw new RuntimeException("unchecked exception은 예외 처리가 선택적입니다.");
}checked 예외와 unchecked 예외, 분류를 하는 이유가 무엇일까?
만약에 unchecked 예외도 컴파일러가 예외를 처리하게 한다면 어떻게 될까요? 예를들어 모든 참조 변수는 NullPointerException 이 발생할 가능성이 있습니다. 마찬가지로 모든 배열도 ArrayIndexOutOfBoundsException 이 발생할 가능성이 있습니다.
모든 배열은 범위를 벗어날 가능성이 있고, 모든 참조 변수에는 null 값이 대입이 될 수 있습니다. 만일 컴파일러가 이러한 것들을 모두 예외 처리를 강제적으로 하게 한다면, 모든 배열과 모든 참조 변수에 예외 처리를 해야만 합니다.
즉 코드는 대부분 데이터를 다루게 되어 있는데, 거의 모든 코드에 try catch 블럭을 매번 넣어야만 한다는 것입니다. 때문에 unchecked exception 으로 분류해서 선택적으로 예외를 처리하게 합니다. 하여 이러한 부분은 프로그래머가 잘 파악을 하고 예외 처리를 해주어야 합니다.
커스텀한 예외를 만드는 방법
Exception 클래스와 RuntimeException 클래스를 상속 받아 직접 예외 클래스를 정의할 수 있습니다. 그러나 Exception 을 처리하는 클래스라면 java.lang.Exception 클래스를 상속 받아 사용하는 것이 좋습니다.
public class ExceptionSample80 extends Exception {
public ExceptionSample80() {
super();
}
public ExceptionSample80(String message) {
super(message); // 예외 메세지를 받기 위함
}
public void throwMyException(int number) throws ExceptionSample80 {
if (number > 12)
throw new ExceptionSample80("Number is over than 12");
}
public static void main(String[] args) {
ExceptionSample80 sample = new ExceptionSample80();
try {
sample.throwMyException(13);
} catch(ExceptionSample80 e) {
System.out.println("예외 메세지 : " + e.getMessage());
}
}
}Reference
TCP School, Stream - http://tcpschool.com/java/java_io_stream
Java7/8 document API
자바의 정석, 예외 처리
자바의 신, 예외 처리
자바 라이브 스터디, 9주차 과제: 예외처리 블로그 내용 참고 - https://github.com/whiteship/live-study/issues/9
