자바스터디 9주차
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개요🙌
목표: 자바의 예외 처리에 대해 학습하자.
학습할 것
- 자바에서 예외 처리 방법(try, catch, throw, throws, finally)
- 자바가 제공하는 예외 계층 구조
- Exception과 Error의 차이
- RuntimeException과 RuntimeException이 아닌 것의 차이는?
- 커스텀한 예외 만드는 방법
자바에서 예외(Exception)는 프로그램 오류(에러)를 말한다. 프로그램 오류는 프로그램이 실행 했을 때, 어떠한 원인에 의해 프로그램이 작동하지 않거나, 비정상적으로 종료되는 것을 말한다.
프로그램 에러가 발생하는 시점으로 오류를 다음과 같이 나눌 수 있다.
- 컴파일 에러 - 컴파일 시 발생하는 에러
- 런타임 에러 - 프로그램 실행 시 발생하는 에러
- 논리적 에러 - 실행은 되지만, 의도와는 다르게 동작하는 것
컴파일 에러(Compile Error)는 소스코드를 컴파일(javac) 할 때, 문법(Syntax)를 검사해서 에러가 있는지 확인한다.(javac로 따로 컴파일하지 않아도 IDE에서 컴파일 에러를 확인해줌.) 타입이나 변수 선언, 접근제어자 위치가 잘못된 곳에 작성하면 컴파일 에러가 발생한다.
컴파일을 성공적으로 마치고 나면, .class파일이 만들어지고, JVM에서 해당 클래스 파일을 실행한다. 프로그램을 실행했을 떄, 프로그램 오류가 발생할 수 있는데, 이를 런타임 에러(Runtime Error)라고 한다.
자바에서 런타임 에러는 두 가지 분류로 나뉜다. 에러(Error)와 예외(Exception) 두 가지로 구분한다.
에러는 메모리 부족(OutOfMemoryError)나 스택 오버플로우(StackOverflowError)와 같이 발생하면 프로그램을 복구할 수 없는 심각한 에러이다. 반면에 예외는 예외 처리를 통해 수습할 수 있는 에러를 말한다.
- 에러(Error) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 없는 심각한 오류
- 예외(Exception) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 있는 오류
자바에서는 예외를 처리할 수 있도록 미리 정의해둔 예외 클래스들이 있다. 이에 대해 알아보자.
논리적 에러: 컴파일 에러도 아니고 런타임 에러도 아니다. 단순히 우리가 논리적 연산을 잘못해서 원치 않은 결과를 출력하는 것을 논리적 오류라고 한다.
자바가 제공하는 예외 계층 구조
자바에서 예외 처리할 수 있도록 예외 클래스들을 정의해두었다.
위 그림을 보면, Error와 Exception 클래스는 Throwable이란 객체를 상속받고 있다.(Throwable이라 길래 당연히 인터페이스인줄 알았다…)
에러 클래스에 대해서는 넘어가고, 예외 클래스를 보면 Exception클래스가 최상위 클래스인 것을 볼 수 있다. Exception은 또한, RuntimeException클래스와 그 이외의 Exception클래스로 분류할 수 있다.
RuntimeException클래스는 프로그래머가 코드 작성 시 실수를 통해 발생될 수 있는 예외를 말한다. 예를 들어, 배열의 인덱스 범위를 초과(IndexOutofBoundsException)했거나, 변수가 null을 참조하는 맴버변수나 메서드를 호출할 때(NullPointerException), 클래스 간에 형변환을 잘못했을 때(ClassCastException), 정수를 0으로 나눌려고 할 때(ArithmeticException), 발생한다.
그 이외의 Exception클래스는 프로그램 사용자에 의해 발생하는 경우가 많다. 예를 들어, 없는 파일을 사용하려하면, (FileNotFoundException), 클래스의 이름을 잘못 적은 경우(ClassNotFoundException), 입력한 데이터 형식이 이상한 경우(DataFormatException) 발생한다.
- RuntimeException클래스들 - 프로그래머의 실수로 발생하는 예외
- Exception 클래스들 - 사용자의 실수와 같은 외적인 요인에 의해 발생하는 에외
Exception과 Error의 차이
위에서 이야기한 것처럼 Throwable 클래스를 상속받은 Exception과 Error 클래스가 있다. 하지만, Error클래스가 발생하면 해당 클래스는 예외처리를 할 수 가 없다. 그리고 Error클래스를 상속받아서 사용하지 말라고 권장한다.(이펙티브 자바에서)
Exception클래스는 예외 처리가 가능한 클래스들로 이를 다음과 같이 구분할 수 있다.
Checked Exception or Compile Time ExceptionUn-Checked Exception or Runtime Exception
RuntimeException은 Checked Exception과 Un-CheckedException을 구분하는 기준이다
이 두 Exception의 가장 큰 차이는 반드시 예외 처리를 해야 되는 가 처리하지 않아도 되는가 이다.
Checked Exception
Checked Exception은 Exception클래스들 중 컴파일 시간에 체크해야 하는 Exception클래스이다. 여기서 체크한다는 말은 try catch구문으로 예외 처리에 대한 로직을 작성해주어야 한다는 말이다.
FileReader 데모
public class Main {
public static void main(String[] args) {
try {
FileReader fileReader = new FileReader("./test.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
파일을 읽을 때, 파일이 없을 수 있기 때문에 항상 try - catch구문으로 FileNotFoundException클래스로 예외 처리 로직을작성해야 한다.
그렇지 않으면, 컴파일 타임에서 에러를 출력하게 된다. 그래서 Checked Exception클래스를 Compile Time Exception이라고도 한다.
Un-Checked Exception
반대로 모든 RuntimeException클래스들은 Un-Checked Exception으로 컴파일 타임에서 오류로 인식하지 않는다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
int result = 30 / 0; // by Zero
}
}
위 main매서드를 실행하면 숫자 30을 0으로 나눌려고 하기 때문에 ArithmeticException 예외가 발생한다. 즉, 컴파일 에러가 아닌 런타임 에러가 발생하는 것이다.
public class CocaColaVendingMachine implements VendingMachine {
@Override
public Cola getCola(int price) {
if (price < Cola.price) {
throw new IllegalStateException("코카 콜라 금액보다 작습니다.");
}
return new Cola();
}
@Override
public void payByCard() {
System.out.println("카드로 결제");
}
@Override
public void payByCash() {
System.out.println("현금으로 결제");
}
}
자바 예외처리 예외 처리 방법
예외처리(Exception Handling)란 프로그램 실행 시 발생할 수 있는 예외에 대비한 코드를 작성하는 것이다. 예외처리의 목적은 프로그램의 비정상적인 종료를 막고, 프로그램이 정상적으로 실행할 수 있도록 유지하는 것이다.
자바에서는 try-catch구문을 통해서 예외처리를 한다.
try {
// 예외가 발생할 수 있는 코드
} catch (Exception1 e1) {
// Exception1이 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 코드
} catch (Exception2 e2) {
// Exception2이 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 코드
} finally {
// 마지막에 무조건 실행되는 코드
}
finally 블럭은 작성해도 되고 작성하지 않아도 된다. finally는 try블럭에서 예외가 발생하든 발생하지 않고 정상적으로 처리가 되고 무조건 실행되는 블럭이다.
catch블럭은 try블럭 내에 여러 Exception들이 발생할 수 있기 때문에, 여러 catch블럭을 작성할 수 있다.
하지만 주의 해야할 점은 부모 Exception클래스가 자식 Exception 클래스보다 먼저 오면 안된다.
왜냐하면, try 블럭에서 NullPointerException 혹은 ArithmeticException 등 여러 예외가 발생할 수 있기 때문에 거기에 맞는 예외 처리를 해주어야 한다. 하지만, Exception 등의 부모 클래스를 사용하게 되면, 당연히 부모 예외 처리 블럭으로 처리가 되기 때문에 뒤에 있는 catch블럭이 의미가 없어지기 때문이다.
만약, 발생한 예외를 처리하지 못하면 어떻게 될까? => 프로그램은 비정상적으로 종료되며, 처리되지 못한 예외(uncaught exception)는 JVM의 “예외처리기(UncaughtExceptionHandler)”가 받아서 원인을 화면에 뿌려준다.
예외 처리 흐름
class ExceptionExample {
String str = null;
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println("1");
System.out.println("2");
System.out.println(str.charAt(0));
System.out.println("3");
System.out.println("4");
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("NullPointerException 발생");
}
}
}
출력
1
2
NullPointerException 발생
다음과 같이 str변수에 null값을 넣었을 때, str.charAt()매서드를 사용하는 것을 볼 수 있다. 여기서 str변수는 null을 참조하고 있기 때문에, charAt()매서드 사용시 NullPointerException이 발생하게 된다.
이 때, 출력 결과를 보면, str.charAt() 이후의 명령들은 실행되지 않는다.
멀티 블럭
자바 7부터 도입된 문법으로 catch블럭을 | 기호를 통해 하나의 catch블럭으로 합칠 수 있다.
class ExceptionExample {
String str = null;
public static void main(String[] args) {
try {
System.out.println("1");
System.out.println("2");
System.out.println(str.charAt(0));
System.out.println("3");
System.out.println(1 / 0); // ArithmeticException
System.out.println("4");
} catch (ArithmeticException | NullPointerException e) {
System.out.println("NullPointerException 발생");
}
}
}
멀티 catch 블럭을 사용할 때, 예외 클래스가 조상과 자손의 관계에 있다면 컴파일 에러가 발생한다. 왜냐하면 조상과 자손이 같이 있을 때, 조상 예외 클래스만 써주면 되기 때문이다.
throw
throw키워드는 프로그래머가 고의로 예외를 발생시킬 수 있는 키워드이다.
class ThrowExample {
public static void main(String[] args) {
try {
throw new Exception("고의로 Exception발생");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
throw new 키워드를 통해 Exception을 생성할 수 있다. Exception생성 시 생성자 인자로 String을 넣을 수 있는데, catch블럭에서 변수 e의 getMessage()로 내용을 확인할 수 있다.
throws
throws 키워드는 throw에 s가 붙은 것이지만 의미는 다르다.
throw는 고의로 예외를 발생시키는 것이고, throws는 예외 회피에 해당한다.
예외 회피란 try-catch로 예외 처리를 하지 않고, 해당 메서드를 호출한 곳으로 예외를 넘기는 것이다.
사용법
public class ThrowsException {
public static void main(String[] args) {
try {
Calculation.divide(10, 0);
} catch (ArithmeticException e) {
System.out.println(e.getMessage());
}
}
}
class Calculation {
public static int divide(int a, int b) throws ArithmeticException {
return a / b;
}
}
Calcuation.divide 매서드 정의 옆에 throws ArithmeticException을 볼 수 있다. ThrowsExample.main 에서 Calculation.divide(10,0)을 호출했고, divide매서드 내에서 ArithmeticException이 발생했지만, throws 키워드를 통해 divide매서드를 호출한 main에서 try-catch로 예외 처리하는 것을 볼 수 있다.
try-with-resources
자바 7 부터 try-with-resources문이 추가 되었다.
MyResource
public class MyResource implements AutoCloseable {
public void doSomething() {
System.out.println("do something");
throw new FirstError();
}
@Override
public void close() {
System.out.println("자원 반납");
throw new SecondError();
}
}
try-with-resources에 사용하려는 리소스 클래스들은 AutoCloseable 인터페이스를 구현해야 한다.
FirstError
public class FirstError extends RuntimeException {}
SecondError
public class SecondError extends RuntimeException {}
Main
public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyResource myResource = new MyResource();
try {
myResource.doSomething();
} finally {
myResource.close();
}
}
}
myResource.doSomething()메서드에서FirstError예외가 발생한다.finally블럭의myResource.close()매서드를 실행하면서SecondError예외가 발생한다.- 이 때,
FirstError예외에 대한 내용이 덮어진 것을 볼 수 있다. 이렇게 되면, 실제로는 예외가 두 군 대에서 발생했지만, 한 곳만 예외가 난 것처럼 보인다.
그렇다면 try-with-resources를 쓸 때는 어떨까?
public class Main {
public static void main(String[] args) {
try (MyResource myResource = new MyResource();) {
myResource.doSomething();
}
}
}
이전의 결과와 달리, doSomething매서드에서 FirstError가 난 이후, close()매서드가 실행된 것을 볼 수 있다. 이 때, Suppressed란 머리말과 함께 에러 내용이 출력되는 것을 볼 수 있는데, 이는 try-with-resources구문에서 Throwable배열로 해당 내용을 저장하기 때문에 예외가 덮어쓰워지지 않고 출력되는 것을 볼 수 있다.
백기선님의 이펙티브 자바 참고 영상
커스텀 예외 만들기
사용자가 정의하는 예외를 만들기 위해서는 예외 클래스를 상속 받아야 한다.(extends)
Checked Exception을 구현할 때,Exception상속Un-Checked Exception을 구현할 때,RuntimeException상속
class MyException extends Exception {
MyException(String message) {
super(message);
}
}
참고: 가능하면 새로운 예외 클래스를 만들기보다 기존의 예외 클래스를 활용하자.
정리
이번 9주차에서는 자바 예외에 대해서 다루었다.
- 프로그래밍 오류란 무엇인지
- 런타임 오류에 예외와 에러의 차이(예외는 복구 가능하지만, 에러는 복구 되지 않음)
- 예외를 처리하는 방법(try-catch, throws 예외 회피)
- 자바 7 이상이라면
try-with-resources를 사용하자 - 커스텀 예외 만드는 방법
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