자바의정석 - 예외처리(Excepption handling)

예외처리(Exception handling)

프로그램에서 발생하는 오류 3가지

컴파일 에러(compile-time error) : 컴파일러(javac)가 자바코드를 컴파일시 발생하는 에러

런타임 에러(runtime error) : 프로그램 실행중 발생한 에러

논리적 에러(logical erro) : 작성 의도와 다르게 동작하는 것

자바 컴파일러의 역할
- 구문체크
- 번역
- 최적화

Java의 런타임 에러

에러(error) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 없는 심각한 오류 
예외(exception) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 있는 다소 미약한 오류 (개발자가 프로그램의 비정상 종료를 막을 수 있다.)

예외처리의 정의와 목적

예외처리 정의 : 프로그램 실행 시 발생할  수 있는 예외의 발생에 대비한 코드를 작성하는 것
예외처리 목적 : 프로그램의 비정상 종료를 막고, 정상적인 실행상태를 유지하는 것

예외처리하기 - try-catch문

1. try블럭 내에서 예외가 발생한 경우.

    1. 발생환 예외와 일치하는 catch블럭이 있는지 확인한다.

    2. 일치하는 catch블럭을 찾게 되면, 그 catch블럭 내의 문장들을 수행하고 전체 try-catch문을 빠져나가서 그 다음 문자을 계속해서 수행한다. 만일 일치하는 catch블럭을 찾지못하면, 예외는 처리되지 못한다.

2. try블럭 내에서 예외가 발생하지 않은 경우

    1. catch블럭을 거치지 않고 전체 try-catch문을 빠져나가서 수행을 계속한다.

* 모든 예외 클래스는 Exception클래스의 자손이므로, catch블럭의 괄호()에 Exception클래스 타입의 참조변수를 선언해 놓으면 어떤 종류의 예외가 발생하더라도 이 catch블럭에 의해서 처리된다.

 

printStackTrace()와 getMessage()

예외가 발생하면 예외 클래스의 인스턴스가 생성된다. 해당 객체에는 예외에 대한 정보가 담겨있다.

printStackTrace() : 예외발생 당시의 호출스택(Call Stack)에 있었던 메서드의 정보와 예외 메시지를 화면에 출력한다.
getMessage() : 발생한 예외클래스의 인스턴스에 저장된 메시지를 얻을 수 있다.

멀티 catch블럭

- 내용이 같은 catch블럭을 하나로 합친 것(JDK 1.7부터)

- 공통의 참조변수를 사용하기 때문에 공통멤버만 사용할 수 있다.

* 자신만의 메서드를 사용하려면 instance of 연산자로 비교하고 형변환 과정이 필요하다.

 

예외 발생시키기

1. 연산자 new를 이용해서 발생시키려는 예외 클래스의 객체를 만든다.

Exception e = new Exception("고의로 발생시켰음");

2. 키워드 throw를 이용해서 예외를 발생시킨다.

throw e;

checked예외, unchecked예외

- checked예외 : 컴파일러가 예외 처리 여부를 체크(예외 처리 필수)

    - Exception클래스와 그 자손 클래스

- unchecked예외 : 컴파일러가 예외 처리 여부를 체크 안함(예외 처리 선택)

    - RuntimeException 클래스와 그 자손 클래스

메서드에 예외 선언하기

- 예외를 처리하는 방법 : try-catch문, 예외 선언하기(=예외 떠넘기기)

- 메서드가 호출시 발생가능한 예외를 호출하는 쪽에 알리는 것

- 예외를 메서드의 throws에 명시하는 것은 예외를 처리하는 것이 아니라, 자신을 호출한 메서드에게 예외를 전달하여 예외 처리를 떠맡기는 것이다.

- 이런 식으로 계속 호출스택에 있는 메서드들을 따라 전달되다가 제일 마지막에 있는 main메서드에서도 예외가 처리되지 않으면, main메서드 마저 종료되어 프로그램이 전체가 종료된다.

public class ExceptionEx12 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        method1();
    }

    private static void method1() throws Exception {
        method2();
    }

    private static void method2() throws Exception {
        throw new Exception();
    }
}

method2()에서 'throw new Exception();' 문장에 의해 예외가 강제적으로 발생했으나 try-catch문으로 예외처리를 해주지 않았으므로, method2()는 종료되면서 예외를 자신을 호출한 method1()에게 넘겨준다. method1()에서도 역시 예외처리를 해주지 않았으므로 종료되면서 main메서드에게 예외를 넘겨준다.

 

그러나 main메서드에서 조차 예외처리를 해주지 않았으므로 main메서드가 종료되어 프로그램이 예외로 인해 비정상적으로 종료되는 것이다.

 

public class ExceptionEx13 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        method1();
    }

    private static void method1() {
        try {
            throw new Exception();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("method1 메서드에서 예외가 처리되었습니다.");
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

finally블럭

finally블럭은 try-catch문과 함께 예외의 발생여부에 상관없이 실행되어야할 코드를 포함시킬 목적으로 사용된다.

try-catch문의 끝에 선택적으로 덧붙여 사용할 수 있으며, try-catch-finally의 순서로 구성된다.

try {
	// 예외가 발생할 가능성이 있는 문장들을 넣는다.
} catch (Exception e) {
	// 예외처리를 위한 문장을 적는다.
} finally {
	// 예외의 발생여부에 관계없이 항상 수행되어야 하는 문장들을 넣는다.
    // finally블럭은 try-catch문의 맨 마지막에 위치해야한다.
}

예외가 발생한 경우에는 'try->catch->finally'의 순으로 실행되고, 예외가 발생하지 않은 경우에는 'try->finally'의 순으로 실행된다.

 

자동 자원 반환 - try-with-resources문

JDK1.7부터 try-with-resources문이라는 try-catch문의 변형이 새로 추가되었다.

주로 입출력(I/O)과 관련된 클래스를 사용할 때 유용하다.

주로 입출력에 사용되는 클래스 중에서는 사용한 후에 꼭 닫아 줘야 하는 것들이 있다.

그래야 사용했던 자원(resources)이 반환되기 때문이다.

try {
	fis = new FileInputStream("score.dat");
    dis = new DataInputStream(fis);
} catch (IOException iox) {
	iox.printStackTrace();
} finally {
	dis.close(); // 작업 중에 예외가 발생하더라도, dis가 닫히도록 finally블럭에 넣음
}

DataInputStream을 사용해서 파일로부터 데이터를 읽는 코드인데, 데이터를 읽는 도중에 예외가 발생하더라도 DataInputStream이 닫히도록 finally블럭 안에 close()를 넣었다.

문제는 close()가 예외를 발생시킬 수 있다는데 있다. 그래서 위의 코드는 아래와 같이 해야 올바른 것이 된다.

 

try-with-resources문의 괄호()안에 객체를 생성하는 문장을 넣으면, 이 객체는 따로 close()를 호출하지 않아도 try블럭을 벗어나는 순간 자동적으로 close()가 호출된다. 그 다음에 catch블럭 또는 finally블럭이 수행된다.

* try블럭의 괄호()안에 변수를 선언하는 것도 가능하며, 선언된 변수는 try블럭 내에서만 사용할 수 있다.

 

try-with-resources문에 의해 자동으로 객체의 close()가 호출될 수 있으려면, 클래스가 AutoCloseable이라는 인터페이스를 구현한 것이어야만 한다.

public interface AutoCloseable {
	void close() throws Esception;
}

위의 인터페이스는 각 클래스에서 적절히 자원 반환작업을 하도록 구현되어 있다.

그런데, 위의 코드를 잘 보면 close()도 Exception을 발생시킬 수 있다.

 

사용자정의 예외 만들기

기존의 정의된 예외 클래스 외에 필요에 따라 프로그래머가 새로운 예외 클래스를 정의하여 사용할 수 있다.

보통 Exception클래스로부터 상속받는 클래스를 만들지만, 필요에 따라서 알맞은 예외 클래스를 선택할 수 있다.

class MyException extends Exception {
	MyException(String msg) { // 문자열을 매개변수로 받는 생성자
    	super(msg); // 조상만 Exception클래스의 생성자를 호출한다.
    }
}

 

Exception클래스로부터 상속받아서 MyException클래스를 만들었다. 필요하다면, 멤버변수나 메서드를 추가할 수 있다.

Exception클래스는 생성시에 String값을 메시지로 저장할 수 있다.

여러분이 만든 사용자정의 예외 클래스도 메시지를 저장할 수 있으려면, 위에서 보는 것과 같이 String을 매개변수로 받는 생성자를 추가해주어야 한다.

 

예외 되던지기(exception re-thorwing)

한 메서드에서 발생할 수 있는 예외가 여럿인 경우, 몇 개는 try-catch문을 통해서 메서드 내에서 자체적으로 처리하고, 그 나머지는 선언부에 지정하여 호출한 메서드에서 처리하도록 함으로써, 양쪽에서 나눠서 처리되도록 할 수 있다.

그리고 심지어는 단 하나의 예외에 대해서도 예외가 발생한 메서드와 호출한 메서드, 양쪽에서 처리하도록 할 수 있다.

예외를 처리한 후에 인위적으로 다시 발생시키는 방법을 통해서 가능한데, 이것을 '예외 되던지기(exception re-throwing)'라고 한다.

 

연결된 예외(chained exception)

한 예외가 다른 예외를 발생시킬 수도 있다. 에를 들어 A가 예외 B를 발생시켰다면, A를 B의 '원인 예외(cause exception)'라고 한다.

try {
	startInstall(); // SpaceException 발생
    copyFiles();
} catch (SpaceException e) {
	InstallException ie = new InstallException("설치중 예외발생"); // 예외 생성
    ie.initCause(e); // InstallException의 원인 예외를 SpaceException으로 지정
    throw ie; // InstallException을 발생시킨다.
} catch (MemoryException me) {

}

InstallException을 생성한 후에, initCause()로 SpaceException을 InstallException의 원인 예외로 등록한다. 그리고 'throw'로 이 예외를 던진다.

Throwable initCause(Throwable cause) // 지정한 예외를 원인 예외로 등록
Throwable getCause() // 원인 예외를 반환

다른 이유는 checked예외를 unchecked예외로 바꿀 수 있도록 하기 위해서이다.