예외처리는 정상 흐름과 예외 흐름을 명확하게 분리하여 가독성을 높이는 데 있다.
우선 다음의 예제를 살펴보자. 이 예제는 서버와 통신(을 한다고 가정한다)하여 메세지를 보내는 예제이다.
public class NetworkClientV0 {
private final String address;
public NetworkClientV0(String address) {
this.address = address;
}
public String connect(){
System.out.println(address + " 서버 연결 성공");
return "success";
}
public String send(String data){
System.out.println(address + " 서버에 데이터 전송: " + data);
return "success";
}
public void disconnect(){
System.out.println(address + " 서버 연결 해제");
}
}
public class NetworkServiceV0 {
public void sendMessage(String data){
String address = "http://example.com";
NetworkClientV0 client = new NetworkClientV0(address);
client.connect();
client.send(data);
client.disconnect();
}
}public class MainV0 {
public static void main(String[] args) {
NetworkServiceV0 networkService = new NetworkServiceV0();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true){
System.out.print("전송할 문자: ");
String input = scanner.nextLine();
if(input.equals("exit")){
break;
}
networkService.sendMessage(input);
System.out.println();
}
System.out.println("프로그램을 정상 종료합니다.");
}
}
하지만 실제로 서버와의 통신은 메세지를 보내기만 한다고 해서 전부는 아니다.
외부 서버와 통신할 때는 다음과 같은 다양한 문제들이 발생한다.
1. 외부 서버와 연결에 실패한다.
2. 데이터 전송에 문제가 발생한다.
물론 실제 외부 서버와 통신하는 것이 아니기에 이런 문제는 지금 발생하지 않지만 Socket통신이나 DB 커넥 같은걸 해본 개발자들이라면 어떤 일이 발생하는지 아주 잘 알고 있을 것이다.
이런 문제를 해결하기 위한 코드를 짜보았다.
(문자열중에 error1이 입력되면 서버 연결 에러, error2가 입력되면 데이터 전송 에러로 가정)
public class MainV1 {
public static void main(String[] args) {
NetworkServiceV1_1 networkService = new NetworkServiceV1_1();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true){
System.out.print("전송할 문자: ");
String input = scanner.nextLine();
if(input.equals("exit")){
break;
}
networkService.sendMessage(input);
System.out.println();
}
System.out.println("프로그램을 정상 종료합니다.");
}
}public class NetworkClientV1 {
public boolean connectError;
public boolean sendError;
private final String address;
public NetworkClientV1(String address) {
this.address = address;
}
public String connect(){
if(connectError){
System.out.println(address + "서버 연결 실패");
return "connectError";
}
System.out.println(address + " 서버 연결 성공");
return "success";
}
public String send(String data){
if(sendError){
System.out.println(address + " 서버에 데이터 전송 실패: " + data);
return "sendError";
}
System.out.println(address + " 서버에 데이터 전송: " + data);
return "success";
}
public void disconnect(){
System.out.println(address + " 서버 연결 해제");
}
public void initError(String data){
if(data.contains("error1")){
connectError = true;
}
if (data.contains("error2")){
sendError = true;
}
}
}
public class NetworkServiceV1_1 {
public void sendMessage(String data){
String address = "http://example.com";
NetworkClientV1 client = new NetworkClientV1(address);
client.initError(data);
client.connect();
client.send(data);
client.disconnect();
}
}
코드를 돌려본 결과값은 다음과 같다.
전송할 문자: hello
http://example.com 서버 연결 성공
http://example.com 서버에 데이터 전송: hello
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: error1
http://example.com서버 연결 실패
http://example.com 서버에 데이터 전송: error1
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: error2
http://example.com 서버 연결 성공
http://example.com 서버에 데이터 전송 실패: error2
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: hello java error1
http://example.com서버 연결 실패
http://example.com 서버에 데이터 전송: hello java error1
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: hello java error2
http://example.com 서버 연결 성공
http://example.com 서버에 데이터 전송 실패: hello java error2
http://example.com 서버 연결 해제
가만히 보면 뭔가 이상하다. error1이 발생해서 연결이 실패를 했음에도 서버에 데이터를 전송하고 있다.
또한 오류가 발생했을 시 어떤 오류가 발생했는지 자세한 내역을 남기면 이후 디버깅에도 도움이 될 것이기에 오류 로그를 남기는것이 좋다.
이 문제를 해결하기 위해 반환 값으로 예외를 처리해보자.
1. 연결에 실패하면 데이터를 전송하지 말아야한다.
2. 오류 로그를 남겨야 한다.
public class NetworkServiceV1_2 {
public void sendMessage(String data){
String address = "http://example.com";
NetworkClientV1 client = new NetworkClientV1(address);
client.initError(data);
String connectResult = client.connect();
if(isError(connectResult)){
System.out.println("[네트워크 오류 발생] 오류 코드: " + connectResult);
return;
}
String sendResult = client.send(data);
if(isError(sendResult)){
System.out.println("[네트워크 오류 발생] 오류 코드: " + sendResult);
return;
}
client.disconnect();
}
private static boolean isError(String connectResult) {
return !connectResult.equals("success");
}
}
NetworkService를 수정하여 위 두가지의 문제를 한번에 해결하였다.
하지만 아직까지 문제가 남아있는데, 사용 후에는 반드시 disconnect()를 호출해서 연결을 해제해줘야한다.
connect(), send() 호출에 오류가 있어도 disconnect()는 반드시 호출해야 한다.
connect()가 실패한 경우 send()를 보내면 안되는 부분은 해결되었지만 disconnect()를 반드시 호출해야 하는 문제는 해결되지 않았다. error2를 보면 데이터 전송에 실패하였음에도 연결이 해제 되지 않는다. 계속 이렇게 두면 새로운 연결이 계속 만들어져 네트워크 자원이 고갈될 수 있다.
이제 disconnect()를 반드시 호출하는 코드를 작성해보자.
public class NetworkServiceV1_3 {
public void sendMessage(String data){
String address = "http://example.com";
NetworkClientV1 client = new NetworkClientV1(address);
client.initError(data);
String connectResult = client.connect();
if(isError(connectResult)){
System.out.println("[네트워크 오류 발생] 오류 코드: " + connectResult);
}
else {
String sendResult = client.send(data);
if(isError(sendResult)) {
System.out.println("[네트워크 오류 발생] 오류 코드: " + sendResult);
}
}
client.disconnect();
}
private static boolean isError(String connectResult) {
return !connectResult.equals("success");
}
}
전송할 문자: error1
http://example.com서버 연결 실패
[네트워크 오류 발생] 오류 코드: connectError
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: error2
http://example.com 서버 연결 성공
http://example.com 서버에 데이터 전송 실패: error2
[네트워크 오류 발생] 오류 코드: sendError
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: hello
http://example.com 서버 연결 성공
http://example.com 서버에 데이터 전송: hello
http://example.com 서버 연결 해제
전송할 문자: exit
프로그램을 정상 종료합니다.
if else 분기문을 통해 무조건 diconnect()를 호출할 수 있는 코드를 만들었다.
그런데 반환 값으로 예외를 처리하는 V1_2, V1_3과 같은 코드들을 보면 정상 흐름과 예외 흐름이 전혀 분리되어 있지 않다. 어떤 부분이 정상 흐름이고, 어떤 부분이 예외 흐름인지 이해하기가 너무 어렵다.
쉽게 이야기해서 정상 흐름이 한눈에 들어오지 않아 가독성이 떨어지는 프로그램이 되어버렸다.
어떻게 하면 정상 흐름과 예외 흐름을 분리할 수 있을까?
이런 문제를 해결하기 위해 바로 예외 처리 메커니즘이 존재한다. 지금부터 본격적으로 바자 예외 처리에 대해 알아보자. 예외 처리를 사용하면 정상 흐름과 예외 흐름을 명확하게 분리할 수 있다.
자바는 프로그램 실행 중에 발생할 수 있는 예상치 못한 상황, 즉 예외(Exception)를 처리하기 위한 메커니즘을 제공한다. 이는 프로그램 안정성과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 한다.
자바의 예외 처리는 다음 키워드를 사용한다.
try, catch, finally, throw, throws
그리고 예외를 다루기 위한 예외 처리용 객체들을 제공한다.
Object : 자바에서 기본형을 제외한 모든 것은 객체다. 예외도 객체이다. 모든 객체의 최상위 부모는 Object이므로 예외의 최상위 부모도 Object이다.
Throwable : 최상위 예외이다. 하위에 Exceptio과 Error가 있다.
Error : 메모리 부족이나 심각한 시스템 오류와 같이 앱에서 복구가 불가능한 시스템 예외이다. 개발자는 이 예외를 잡으려 해서는 안된다.
Exception : 체크 예외이다. 앱 로직에서 사용할 수 있는 실질적인 최상위 예외이다. Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크예외이다. RuntimeException은 예외로 한다.
RuntimeException : 언체크 예외 or 런타임 예외. 컴파일러가 체크하지 않는 언체크 예외이다. RuntimeException과 그 자식 예외는 모두 언체크 예외이다.
체크 예외 vs 언체크 예외
체크 예외는 발생한 예외를 개발자가 명시적으로 처리해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.
언체크 예외는 개발자가 발생한 예외를 명시적으로 처리하지 않아도 된다.
*주의 : 상속 관계에서 부모 타입은 자식을 담을 수 있다. 따라서 상위 예외를 잡으면 하위 예외 전부 잡을 수 있다. 딸마서 애플리케이션 로직에서는 Throwable 예외를 잡으면 안된다. 따라서 애플리케이션 로직은 Exception부터 필요한 예외로 생각하고 잡으면 된다.
자바 예외처리의 기본 규칙
예외는 폭탄 돌리기와 같다. 예외가 발생하면 잡아서 처리하거나, 처리할 수 없으면 밖으로 던져야 한다.
1. 예외는 잡아서(catch) 처리하거나 밖으로 던져야(Throws)한다.
2. 예외를 잡거나 던질 때 지정한 예외 뿐만 아니라 그 예욍즤 자식들도 함께 처리할 수 있다.
ex) Exception을 catch 로 잡으면 그 하위 예외들도 모두 잡을 수 있다.
ex) Exception을 throws로 던지면 그 하위 예외들도 모두 던질 수 있다.
참고 : 예외를 처리하지 못하고 계속 던지면 어떻게 될까?
자바 main() 밖으로 예외를 던지면 예외 로그를 출력하면서 시스템이 종료된다.
체크 예외
exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다.(RuntimeException 제외)
체크 예외는 잡아서 처리하건, 밖으로 던지도록 해야한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.
//Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다.
public class MyCheckedException extends Exception{
public MyCheckedException(String message) {
super(message);
}
}
public class Client {
public void call() throws MyCheckedException{
//문제 상황 발생
throw new MyCheckedException("ex");
}
}다음은 문제 상황 발생 시 예외 처리를 하는 코드이다.
throw 예외 라고 하면 새로운 예외를 발생시킬 수 있다. 예외도 객체이기 때문에 객체를 먼저 new 로 생성하고 예외를 발생시켜야 한다.
throws 예외 는 발생시킨 예외를 메서드 밖으로 던질 때 사용하는 키워드 이다.
"throw, throws의 차이에 주의하자."
public class Service {
Client client = new Client();
//예외를 잡아서 처리하는 코드
public void callCatch(){
try {
client.call();
} catch (MyCheckedException e){
//예외 처리 로직
System.out.println("예외 처리, message= " + e.getMessage());
}
System.out.println("정상 흐름");
}
//체크 예외를 밖으로 던지는 코드
public void catchThrow() throws MyCheckedException{
client.call();
}
} public static void main(String[] args) {
Service service = new Service();
service.callCatch();
System.out.println("정상 종료");
// service.catchThrow();
}
예외를 잡아서 처리하려면 try~catch()를 사용해서 예외를 잡으면 된다.
try 코드 블럭에서 발생하는 예외를 잡은 후 catch로 넘긴다.
만약 try에서 잡은 예외가 catch의 대상에 없으면 예외를 잡을 수 없다. 이때는 예외를 밖으로 던져야 한다.
여기서는 MyCheckedException 예외를 catch로 잡아서 처리한다.
catch는 해당 타입과 그 하위 타입을 모두 잡을 수 있다.
Exception은 MycheckedException의 부모타입이기에
catch (Exception e){
//예외 처리 로직
System.out.println("예외 처리, message= " + e.getMessage());
}
도 가능하다. 예외도 객체이기 때문에 다형성이 적용된다.
체크 예외의 장단점
장점 : 개발자가 실수로 예외를 누락하지 않도록 컴파일러를 통해 문제를 잡아주는 훌륭한 안전장치이다. 이를 통해 개발자는 어떤 체크 예외가 발생하는지 쉽게 파악할 수 있다.
단점 : 하지만 실제로는 개발자가 모든 체크 예외를 반드시 잡거나 던지도록 처리해야 하기 때문에, 너무 번거로운 일이 된다. 크게 신경쓰고 싶지 않은 예외까지 모두 챙겨야한다.
정리 : 체크 예외는 잡아서 직접 처리하거나 또는 밖으로 던지거나 둘 중 하나를 개발자가 명시적으로 처리해야한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.
언체크 예외
RuntimeException과 그 하위 예외는 언체크 예외로 분류된다.
언체크 예외는 말 그대로 컴파일러가 예외를 체크하지 않는다는 뜻이다.
기본적으로 체크예외와 동일하지만 예외를 던지는 throws를 선언하지 않고, 생략할 수 있다. 생략한 경우 자동으로 예외를 던진다.
//RuntimeException을 상속받은 예외는 언체크 예외가 된다.
public class MyUncheckedException extends RuntimeException{
public MyUncheckedException(String message) {
super(message);
}
}public class Client {
public void call(){
throw new MyUncheckedException("ex");
}
}
//unchecked 예외는 예외를 잡거나, 던지지 않아도 된다.
public class Service {
Client client = new Client();
public void callCatch(){
try {
client.call();
}catch (MyUncheckedException e){
System.out.println("예외 처리, message="+e.getMessage());
}
}
//예외를 안잡아도 자연스럽게 상위로 넘어간다.
public void callThrow(){
client.call();
}
}
public static void main(String[] args) {
Service service = new Service();
service.callCatch();
System.out.println("정상 종료");
}public static void main(String[] args) {
Service service = new Service();
service.callThrow();
System.out.println("정상 종료");
}
언체크 예외의 장점
장점 : 신경쓰고 싶지 않은 언체크 예외를 무시할 수 있다. 체크 예외의 경우 처리할 수 없는 예외를 밖으로 던지려면 항상 throws예외를 선언해야하지만 언체크의 이 부분을 생략할 수 있다.
단점 : 언체크 예외는 개발자가 실수로 예외를 누락할 수 있다. 반면 체크 예외는 컴파일러를 통해 누락을 잡아준다.
정리 : 체크 예외와 언체크 예외의 차이는 예외를 처리할 수 없을때 이 부분을 필수로 선언해야 하는가 생략할 수 있는가의 차이다.
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