[Java] Exception 예외처리

Try Throw Catch

Java에서 Exception(예외)는 프로그램 실행 중 발생할 수 있는 오류를 처리하는 메커니즘이다.

기본적으로 Try → Throw → Catch 구조를 사용하여 오류를 처리한다. 이를 통해 프로그램이 예외 상황에 직면했을 때 프로그램이 멈추지 않고 안정적으로 처리할 수 있게 한다.

 

컴파일 에러와 런타임 에러 (Checked / Unchecked Exception)

Java에서 에러를 자바 프로그램 입장에서의 에러 발생 근원(Source)에 따라 2가지로 구분해놓았다. E

• Checked Exception (컴파일에러): 프로그램 외부에서 발생하는 예상 가능한 오류로, 반드시 처리해야한다. 예외 처리가 없으면 컴파일 자체가 되지 않는다.
• Unchecked Exception (런타임에러): 프로그램 내부 로직에서 발생하는 예측 불가능한 오류로, 실행 중에 반드시 처리할 필요는 없지만 로그를 남기기위해선 처리해야한다.(Uncheced Exception 처리의 가장 근본이자 원칙) 

Checked Exception: 프로그램 외부에서 발생하는 오류

Checked Exception은 파일을 읽거나, 데이터베이스에 접근할 때 처럼 외부 자원과 상호작용할 때 발생하는 오류이다.

Checked Exception은 컴파일 시점에 처리(혹은 선언)해야하는 예외이다. 즉, 예외가 발생할 가능성이 있는 메서드를 호출할 때, 해당 예외를 처리하지 않으면 컴파일 오류가 발생하고, Java에서는 컴파일러가 이를 강제한다.

 

대표적인 Checked Exception

• IOException: 파일 입출력 과정에서 발생
• SQLException: 데이터베이스 연결 오류
• ParseException: 형식이 잘못된 입력 처리 중 발생

처리 방법은 아래와 같다.

1. Try-Catch: 메서드 내에서 직접 처리한다.

private static void checkedExceptionWithTryCatch() {
	try {
    	File file = new File("not_existing_file.txt");
        FileInputStream stream = new FileInputStream(file;
    } catch (FileNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

 

2. Throw: 예외를 호출한 메서드로 넘기고, 해당 메서드에서 처리하도록 한다.

private static void checkedExceptionWithThrow() throws FileNotFoundException {
	File file = new File("not_existing_file.txt");
    FileInputStream stream = new FileInputStream(file);

 

Unchecked Exception: 프로그램 내부에서 발생하는 오류

Unchecked Exception은 프로그램 내부 로직에서 예측할 수 없는 오류로, 복구가 어려운 경우가 많다.

이 예외는 프로그램 실행 중에 발생하며, 런타임에만 확인된다. 반드시 예외처리가 요구되지는 않지만, 로그와 StackTrace를 남겨 문제를 분석하는 것이 중요하다. 따라사 개발자가 원할 경우 `try-catch` 구문과 `throws` 키워드로 처리할 수 있다.

• Stacktrace: 어디에서 발생했는지? = Call Stack

• 로그: 힌트 혹은 이슈를 추론하기에 도움 될만한 요소

 

대표적인 Unchecked Exception

• NullPointerException: null 값을 참조할 때 발생
• ArithmeticException: 0으로 나눌 때 발생
• ArrayIndexOutOfBoundsException: 배열 인덱스 초과 접근 시 발생
• RuntimeException: 다양한 예기치 못한 오류가 발생할 때 사용

예시코드

private static void uncheckedExceptionWithTryCatch(String str) {
    try {
        str = str.toUpperCase(); // str이 null일 수 있다.
        System.out.println(str);
    } catch (NullPointerException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

 

Custom Exception: 사용자 정의 예외

JAVA에서는 특정 비즈니스 로직에 맞는 커스텀 예외를 정의하여 더 명확하게 예외를 처리할 수 있다. 이를 통해 예상치 못한 상황을 적절하게 처리할 수 있다.

• 예시 코드

class CustomException extends RuntimeException {
    private String errorCode;
    
    public CustomException(String message, String errorCode) {
        super(message);
        this.errorCode = errorCode;
    }
    
    public String getErrorCode() {
        return errorCode;
    }
}

 

다중 예외 처리

Java에서는 여러 예외를 한꺼번에 처리하거나, 예외를 분기 처리할 수도 있다.

try {
    // 코드 실행
} catch (IllegalArgumentException | IndexOutOfBoundsException e) {
    // 다중 예외 처리
} catch (FileNotFoundException e) {
    // 개별 예외 처리
} catch (Exception e) {

}

 

• 알고 있는 Exception은 직접 잡아서 처리하면되지만, 모를 수도 있는 Exception도 존재한다. 이를 처리하기 위해 다중 예외처리 마지막엔 `Exception e` 코드를 추가하여 처리한다.

 

Unchcked Exception과 Checked Exception 사용 시기

Java에서 Checked Exception과 Unchecked Exception은 각각의 사용 목적에 따라 구분된다.

• 복구 가능한 조건에 대해선 Checked Exception을 사용한다. 이러한 예외는 외부 환경(파일 시스템, 네트워크 등)에서 발생하며, 제어가 가능하므로 반드시 처리해야한다.
  • 예시: 파일을 읽으려고할 때 파일이 존재하지 않으면 `FileNotFoundException`을 처리해 파일 경로를 수정하거나 대체 파일을 요청할 수 있다.
• 프로그래밍 오류는 Unchecked Exception을 사용한다. 이는 프로그램 내부의 로직 오류에서 발생하는 예외로, 예측이 어렵고 발생 시점을 정확히 알 수 없다.
  • 예시: 배열의 크기를 잘못 계산해 발생하는 `ArrayIndexOutOfBoundsException`이나 `NullPointerException`은 내부 로직 문제이다. 이 경우, 프로세스가 종료되기 전에 로그를 남기거나, 코드를 수정해야 한다.

Checked Exception을 일반적으로 사용하지 않는 이유(?)

• 라이브러리에서 강제하는 경우가 아니면 Checked Exception을 잘 사용하지 않는다. Checked Exception은 의도적으로 복구할 수 있는 오류를 다루지만, 대규모 프로젝트에서 이를 일일이 처리하는 것이 불필요한 복잡성을 추가할 수 있다.

Bruce Eckel은 저서 Thinking in Java에서 "대규모 프로젝트에서 Checked Exception이 생산성을 저하시킬 수 있으며, 코드 품질의 향상에 큰 기여를 하지 않는다" 고 언급했다. 

 

예외 처리를 잘 다룬다는 것이 정의

예외 처리를 잘 다루는 것은 능력 있는 개발자임을 나타내는 중요한 지표이다. 좋은 예외 처리를 위해서는 다음 두 가지 요소를 고려해야 한다.

1. 계층을 잘 나눈다: 예외 처리는 어플리케이션의 각 계층(Repository, Service, Controller 등)에 맞게 구분해야 한다. 계층에 따라 예외를 구체화하거나, 적절한 위치에서 처리함으로써 코드의 유지보수성을 높일 수 있다.
2. 예외 종류를 잘 나눈다: 각 예외 상황을 명확히 구분하고, 다양한 예외를 적절히 처리할 수 있도록 Custom Exception이나 Enum을 활용해 예외를 관리한다.
   • 예를 들어, 파일 처리에서 발생하는 예외와 데이터베이스 연결 실패에서
   • 발생하는 예외를 구체적인 예외 클래스로 나눔으로써, 보다 명확하고 직관적인 코드 작성이 가능하다.[

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ℹ️참고

[ASAC 6기 강의자료]