12. 자바(java) : 예외(Exception) 처리, try-catch문 간단 정리

 

1. 프로그램 오류

프로그램 수행 시 치명적 상황이 발생하여 비정상 종료 상황이 발생한 것

1) 오류의 종류

1. 컴파일 에러: 프로그램 실행을 막는 소스 상의 문법 에러 → 소스 구문을 수정하여 해결
2. 런타임 에러: 입력값이 틀렸거나 배열의 인덱스 범위를 벗어났거나, 계산식 오류 등
   • 실행 예외는 개발자가 알아서 예외 처리 코드 작성 ⇒ 초보 개발자는 일단 실행을 시켜보고 어디에 무슨 예외가 발생하는지를 보고 처리 코드를 추가하면 된다!
     → 주로 if문 사용으로 에러 처리
3. 시스템 에러: 컴퓨터 오작동으로 인한 에러, 리소스 부족 등 → 컴퓨터 자체의 문제로 개발자가 근본적 해결이 어려움

2) 오류 해결 방법

• 소스 수정으로 해결 가능한 에러(예외)라면 예외 상황 구문을 처리하는 방법인 예외처리를 통해 해결

 

2. 예외(Exception)란?

하나의 런타임 에러

• 예외 발생시 프로그램 즉시 종료되고 예외내용이 출력됨 ⇒ 예외 발생시 어떻게 처리해서 종료되지 않도록 하는 것 = 예외 처리
• 개발자가 예외를 만들어서 발생시킬 수도 있음

1) 컴파일러의 역할

• 예외 발생 가능성이 높은 코드를 컴파일할 때 컴파일러는 예외 처리 유무를 확인함
  • 없을 시 자바가 개발자에게 컴파일 오류로 알림을 주고 작성할 수 있도록 안내해줌

2) 예외의 종류

• 예외 클래스
  • 자바에서는 예외를 클래스로 관리함
  • 프로그램 실행 중 예외 발생시 해당 예외 클래스로 객체를 생성하고 예외 처리 코드에서 예외 객체를 이용할 수 있도록 해줌
  • Object클래스의 자손이며, 모든 예외의 최고 조상은 java.lang.Exception 클래스
• 종류의 구분
  • RuntimeException 클래스를 기준으로 하위 클래스가 아니면 일반 예외 클래스가 되며, 하위 클래스라면 실행 예외 클래스가 된다.

1. 일반 예외(Exception)
   • 컴파일러 체크 예외 = 자바 소스 컴파일 과정에서 해당 예외 처리 코드가 있는지 검사 O
   • [예외의 상속 관계]와 관련
     • 자바의 모든 예외는 Exceoption이라는 부모를 가짐 ⇒ Exceoption = 예외 클래스의 최상위 부모
     • 일반 예외란 해당 Exception을 상속받은 예외 클래스를 의미
   • 종류: ClassNotFound, Interrupted 등
2. 실행 예외(runtime exception) 클래스
   • 컴파일러 넌 체크 예외 = 실행 시 예측할 수 없이 갑자기 발생하여 예외처리코드 검사 X
     • 어디서 발생하는지 잘 기억해둬야 함 ⇒ 보통 컴파일러의 체크가 없더라도 개발자의 경험에 의해서 예외 처리 코드를 작성해야 함
   • RuntimeException이라는 부모를 상속함
   • 종류: NullPointer, ClassCast, NumberFormat 등
3. 사용자 정의 예외
   • 가장 빈번하게 발생
   • 객체 참조가 없는 상태의 참조 변수로 객체 접근 연산자 도트(.)를 사용할 경우 발생 </aside>

3) 자주 보는 예외 모음

예외	설명	종류
ClasNotFoundException	클래스를 찾지 못한 경우	일반 예외
NoSuchMethodException	메소드를 찾지 못한 경우	일반 예외
ArithmeticException	0으로 나누는 등 산술 연산에 예외가 발생한 경우	실행 예외
NullPointerException	존재하지 않는 객체를 참조한 경우 - 가장 빈번하게 발생 - 객체 참조가 없는 상태의 참조 변수로 객체 접근 연산자 도트(.)를 사용할 경우 발생	실행 예외
ArrayIndexOutOfBoundsException	배열 인덱스 범위를 초과할 경우 - if문 사용을 통해서 실행을 조절하면 에러를 줄일 수 있음	실행 예외
NegativeArraySizeException	0보다 작은 값으로 배열의 크기를 지정한 경우	실행 예외
NumberFormatException	문자열을 숫자로 변환하려고 할 때 발생 - Integer.parseInt(String s) : 정수로 변환 - Double.parseDouble(String s) : 실수로 변환	실행 예외
ClassCastException	잘못된 관계의 클래스를 강제 타입변환(캐스팅)할 때 발생 - instanceof 연산자로 객체 타입 확인 후 캐스팅 진행	실행 예외
InputMismatchException	입력값 타입이 일치하지 않을 때 발생	실행 예외
IllegalArgumentException	잘못된 인자를 전달한 경우	실행 예외
IOException	입출력 처리가 중단된 경우	일반 예외
ArithmeticException	수학적 계산이 불가능할 때 발생	실행 예외
FileNotFoundException	파일이 존재하지 않거나, 파일에 접근할 수 없을 때 발생	일반 예외

 

예외와 에러

예외는 처리가 가능하도록 세팅되어있지만, 에러는 시스템 수준에서 발생하는 해결할 수 없는 것으로 간주된다. try-catch문으로 발생을 잡을 순 있지만 근본적으로 에러가 발생한다면 로직을 검토하는 것이 좋다.

에러설명

예외	설명
StackOverflowError	스택 메모리가 가득 차서 발생. 주로 종료 조건 없는 재귀 호출이나 과도한 함수 호출이 원인.
OutOfMemoryError	힙 메모리가 부족해서 객체를 생성할 수 없을 때 발생. JVM 메모리 할당 초과.
VirtualMachineError	JVM이 심각한 내부 문제를 겪을 때 발생. JVM 실행 자체가 불가능한 상태를 나타냄.
NoClassDefFoundError	클래스 파일이 존재하지 않거나, 런타임 시 로드할 수 없는 경우 발생.
UnsupportedClassVersionError	클래스 파일의 버전이 현재 JVM에서 지원하지 않는 경우 발생.
ClassFormatError	클래스 파일 형식이 손상되었거나 잘못된 경우 발생.
InternalError	JVM 내부에서 예기치 않은 상황이 발생한 경우.
IncompatibleClassChangeError	클래스의 변경이 기존 코드와 호환되지 않을 때 발생.
VerifyError	클래스 파일 검증 단계에서 문제가 발견되었을 때 발생.
LinkageError	클래스가 연결(linking)되는 동안 문제가 발생. 예: 클래스의 정의가 중복되거나 호환되지 않을 때.
ThreadDeath	Thread.stop() 메서드를 호출해 스레드를 강제 종료하면 발생.

 

3. 예외 처리란?

• 반드시 예외처리를 해야되는 Checked Exception와 예외처리 구문을 작성하지 않아도 되는 Unchecked Exception으로 나뉘어서 설명 가능
  • 전자라면 예외 처리 프로그램 통해 정상 실행상태 유지 가능
    • 자바 컴파일러가 예외 처리 코드를 강제로 요구하여 실행이 안됨 = unhandled exception … 빨간줄뜸
  • 후자는 주로 RuntimeException을 부모로 가지는 예외들임
    • 실행 이후에 발생하고, 발생시 무조건 에러뜨면서 멈춰버림
  • 참고 : Java Development Kit Version 17 API Specification

예외 처리의 목적

1. 프로그램의 갑작스러운 종료 방지
2. 정상 실행 유지

 

4. 예외 처리 방법

특정 메소드를 사용하려면 반드시 명시된 예외 클래스를 처리해줘야 한다.

1) 예외 처리 코드 = [try-catch]

• 작성 방법

try{
	실행하고 싶은 코드(예외 발생 가능 코드) //예외 발생시 실행 X
} catch(예외클래스 또는 변수명 e) {
	예외 발생했을 때 실행할 로직
} [finally { //있을수도 없을수도
	예외 여부를 떠나 항상 실행할 내용;
}]

 

catch

• 여러개의 처리가 가능하지만 exception간의 상속관계도 고려해야한다.
• unchecked는 프로그램이 돌아갈수 있도록 하는 용도로 작성하고, checked는 로그를 받도록 작성한다
• “|”를 사용하여 한개의 catch에 여러 예외를 적을 수도 있다

finally

예외 발생 상관없이 무조건 처리해야하는 로직 작성

• 보통 자원을 반납해야하는 로직 작성을 많이 한다. 예) stream 닫기 등

try-catch 종료 직후에 작성하는 것과 무슨 차이가 있는지? → catch에 return이 있어도 finally는 실행됨

• 🚨 System.exit();를 만나면 무조건 프로그램 종료됨
• 주로 java.io나 java.sql 패키지의 메소드 처리시 이용한다.

• 생성자 및 메소드 내부에서 작성되어 일반 예외와 실행 예외가 발생할 경우 예외 처리 가능케 함
• 각 try {}, catch {}, finally{}의 실행문은 각기 다른 구역으로 서로 간섭할 수 없는 구역임(서로 다른 캡슐). 모두 이용할 수 있는 변수가 필요하다면 try 전에 선언해야함!

try {
//아래 주소로 코드를 보냄
	URL url = new URL("<https://naver.com>");
	//추상화 객체라서 임포트, 연결 후 가져오기
	HttpURLConnection connect = (HttpURLConnection) url.openConnection();
	input = connect.getInputStream();
	//문자열 형태로 전환해주는 보조스트림
	isr = new InputStreamReader(input);
	int data = 0;
	StringBuffer sb = new StringBuffer();
	while((data = isr.read()) != -1) {
		sb.append((char)data);
	}
	System.out.println(sb);
	//출력시 홈페이지 html코드가 가져와짐(한글깨짐) 바이트 단위로 가져와서
	} catch(IOException e) {
		e.printStackTrace();
	} finally {
		try {
			input.close();
			isr.close();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
	}
		}

 

다중 catch

• 발생하는 예외별로 예외 처리 코드를 다르게하는 다중 catch 블록을 가질 수 있음 ⇒ 예외명에 따라 해당하는 catch 블록만 실행할 수 있음
• catch를 잘못 작성하면 잘못 실행될 수 있음 ⇒ 구체적인 예외명 작성 필요
• 순차적으로 실행되기 때문에 순서를 바꾸면 정상 작동 가능, 모든 예외를 처리할 수 있는 캐치블록으로 활용 가능
  • 상속관계인 에러를 catch로 쓸 때
    • 부모 예외는 자식 예외 처리를 할 수 있다.
      • 예외는 계층구조이기 때문
      • → 아래로 갈 수록 높은 예외를 작성하면 됨
    • 🚨주의: 맨앞 catch문에 Exception 작성시 모든 예외가 해당되어 예외처리되고 다른 캐치 블록은 실행되지 않을 수 있어 새로운 예외가 발생함
      • 모든 예외는 Exception을 상속받기 때문에 발생
      • 내가 예상치 못한 예외가 발생할 경우를 대비해서 마지막에 적기도 함
• 예외 내용(어디서, 왜) 표시해주는 코드 → catch 에 작성
  • e.printStackTrace(); 작성 (가장 많이 씀)실제 우리가 콘솔창에서 보는 것과 가장 유사하고 아래 두개 메소드보다 내용이 더 정교함 ⇒ 개발 동안에만 디버깅 목적으로 사용 가능 (개발을 다 하고 나면 삭제 필수)
  • catch(FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }
  • : 에러 메세지에 대한 정보를 출력할 때 사용가능한 함수를 제공
  • e.getMessage();
    • 에러 정보 출력
  • getStackTrace();
    • 에러 정보를 배열로 가져와 출력

 

2) try ~ with ~ resource

자바 7에서 추가된 기능

컴퓨터의 자원을 되돌려주는 것

finally에 넣어줄 close 처리를 try문에서 자동으로 처리함

 

3) 예외 떠넘기기 throws

메소드를 호출한 곳으로 예외처리를 떠넘기는 것 → 해당 메소드를 호출하는 곳은 어디던 try catch를 적어줘야함.

checked exception일때 많이 사용

메소드 선언부에 메소드명 뒤에 throws 예외클래스명[예외클래스2, 3…] 작성

• throws 키워드 뒤에 떠넘길 예외 클래스를 쉼표로 구분하여 나열
  : 리턴타입 메소드명(매개변수, …) throws 예외클래스1, 예외클래스2, …{}
• method2가 여러 곳에 있다면 호출하는 곳마다 떠넘기기 작성해서 예외처리 코드 내용을 다양하게 구성할 수 있게 됨.
• 해당하는 예외가 check exception이라면 처리를 해줘야함
• 계속 위임만 하면 결국 메인 메소드까지 위임하게 되고 거기서도 처리되지 않으면 비정상 종료됨

public void method1() {
	try {
method2();
	} catch(ClassNotFoundException e) {
//예외 처리 코드
  }
}

public void method2() throws ClassNotFoundException {
	Class z = Class.forName("java.lang.String2");
}

 

4) 사용자 정의 예외(내가 만든 예외 발생시기키기)

예외 조상 클래스를 상속받는 클래스 생성

checked 예외로 만들려면

• Exception을 상속받는 클래스와 생성자 선언
• 클래스 생성후 클래스명과 동일한 메소드 생성

package com.exception.common.exception;

import java.time.LocalDateTime;

public class MyCheckedException extends Exception{
	
	//발생시간을 명시하고 싶을 때
	private LocalDateTime triggerTime;
	
	public MyCheckedException() {
		
	}
	//생성자
	public MyCheckedException(String msg) {
		super(msg);
		triggerTime = LocalDateTime.now();
		//System.out.println(triggerTime);
	}

	public LocalDateTime getTriggerTime() {
		return triggerTime;
	}

	public void setTriggerTime(LocalDateTime triggerTime) {
		this.triggerTime = triggerTime;
	}	
}

 

unchecked 예외로 만들려면

• RuntimeException 상속 받는 클래스와 생성자 선언
• 클래스 생성후 클래스명과 동일한 메소드 생성

package com.exception.common.exception;

public class MyUnCheckedException extends RuntimeException{
	
	public MyUnCheckedException(String msg) {
		super(msg);
	}

}

 

에러 발생시간을 명시하고 싶다면

: 시간을 받는 필드 명시, getter, setter 등록

//발생시간을 명시하고 싶을 때
private LocalDateTime triggerTime;

예외 오버라이딩

• throws하는 예외 개수와 상관없이 처리 범위가 아래에 있을 수록 더 좁아져야함