[java] 예외처리(1)

프로그램 에러 또는 오류

• 프로그램이 실행 중 어떤 원인에 의해서 오작동을 하거나 비정상적으로 종료되는 경우
  • 발생시점에 따라 ‘컴파일 에러(compile-time error)’와 ‘런타임 에러(runtime error)’
  • 이 외에도 ‘논리적 에러(logical error)’

컴파일 에러: 컴파일 시에 발생하는 에러

• 소스코드를 컴파일 하면 컴파일러가 소스코드(*.java)에 대해 오타나 잘못된 구문, 자료형 체크 등의 기본적인 검사를 수행하여 오류가 있는지 알려준다.
• 성공적으로 컴파일시 클래스 파일(*.class)이 생성된다. (생성된 클래스 파일 실행가능)

런타임 에러: 프로그램의 실행도중에 발생하는 에러

• 정상적으로 class파일이 생성되어도 컴파일러가 실행 도중에 발생할 수 있는 잠재적인 오류까지 검사하지 못한다. (실행 중에 에러에 의해서 잘못된 결과를 얻거나 프로그램이 비정상적으로 종료될 수 있다.)

논리적 에러: 실행은 되지만, 의도와 다르게 동작하는 것

Java에서는 실행 시(runtime) 발생할 수 있는 프로그램 오류를 ‘에러(error)’와 ‘예외(exception)’으로 구분한다.

• 에러(error): 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 없는 심각한 오류
  • 메모리 부족(OutOfMemoryError), 스택오버플로우(StackOverflowError)와 같이 발생하면 복구할 수 없는 오류
• 예외(exception): 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 있는 다소 미약한 오류

 

예외 클래스의 계층구조

Java에서 모든 클래스의 부모는 Object클래스 이므로 Exception과 Error클래스 역시 Object클래스의 자식이다.

모든 예외의 최고 부모는 Exception클래스이며, 모든 에러의 최고 부모는 Error클래스

 

 

예외 클래스들은 두 그룹으로 나눠질 수 있다.

1. Exception: RuntimeException클래스와 그 자식들 제외한 나머지 클래스들
2. RuntimeException: RuntimeException클래스와 그 자식들 다포함해서 말한다.

 

Exception과 RuntimeException

• Exception: 사용자의 실수, 주로 외적인 요인에 의해 발생하는 예외
  • 보통 프로그램의 사용자들의 동작에 의해서 발생하는 경우가 많다.
  • 존재하지 않는 파일의 이름을 입력(FileNotFoundException)
  • 클래스의 이름을 잘못 적었을 때(ClassNotFoundException)
  • 입력한 데이터 형식이 잘못되었을 때(DataFormatException)
• RuntimeException: 프로그래머의 실수로 발생하는 예외(Java의 프로그래밍 요소들과 관계가 깊다.)
  • 배열의 범위를 벗어난 예외(ArrayIndexOutOfBoundsException)
  • 값이 null인 참조변수의 멤버를 호출(NullPointException)
  • 클래스간의 잘못된 형변환(ClassCastException)
  • 정수를 0으로 나눈 예외(ArithmeticException)

 

예외 처리하기(Exception handling) - try, catch문

프로그램의 실행도중 발생하는 에러는 어쩔 수 없지만, 예외는 프로그래머가 이에 대한 처리를 미리 해주어야 한다.

예외처리(exception handling)
정의: 프로그램 실행시 발생할 수 있는 예외의 발생에 대비한 코드를 작성하는 것
목적: 프로그램의 비정상 종료를 막고, 정상적인 실행상태를 유지하는 것

• 에러와 예외는 모두 실행 시(runtime) 발생하는 오류이다. (컴파일 에러 제외)

💡 발생한 예외를 처리하지 못하면, 프로그램은 비정상적으로 종료되며, 처리되지 못한 예외(uncaught exception)는 JVM의 ‘예외처리기(UncaughtExceptionHandler)’가 받아서 예외의 원인을 화면에 출력한다.

 

예외처리 하는 방법

try-catch문을 사용하자!

try {
		//예외가 발생할 가능성이 있는 문장들을 넣는다.
    } catch (RuntimeException e1){
           //RuntimeException 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
    } catch (Exception e2){
           //Exception 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
    }
}

하나의 try블럭 다음에는 여러 종류의 예외를 처리할 수 있도록 하나 이상의 catch블럭이 올 수 있다.

• 발생하는 예외의 종류와 일치하는 단 한 개의 catch블럭만 수행된다.
• 발생한 예외의 종류와 일치하는 catch블럭이 없으면 예외는 처리되지 않는다.

💡 if문과 달리, try블러이나 catch블럭 내에 포함된 문장이 하나뿐이어도 괄호{}를 생략할 수 없다.

catch블럭은 괄호()와 블럭{} 두 부분으로 나눠져 있다.

• 괄호()내에는 처리하고자 하는 예외와 같은 타입의 참조변수를 선언해야 된다.
• 예외가 발생하면, 발생한 예외에 해당하는 클래스의 인스턴스가 생성된다.
• Error클래스를 제외한 모든 예외클래스는 Exception클래스의 자식이므로, catch블럭의 괄호()에 Exception클래스 타입의 참조변수를 선언해 놓으면 어떤 종류의 예외가 발생하더라도 catch블럭에 의해서 처리된다.
  • 블럭{} 내에 문장들이 수행된다.

 

try블럭 내에서 예외가 발생한 경우

1. 예외가 try블럭에 포함되어 있으면, 이 예외를 처리할 수 있는 catch블럭이 있는지 찾게 된다.
   • 첫 번째 catch블럭부터 차례로 내려가면서 catch블럭의 괄호()내에 선언된 참조변수의 종류와 생성된 예외클래스의 인스턴스에 instanceof연산자를 이용해서 검사한다.
   • 검사결과가 true인 catch블럭을 만날 때까지 검사는 계속된다.
2. 일치하는 catch블럭을 찾게 되면, 그 catch블럭 내의 문장들을 수행하고 전체 try-catch문을 빠져나가서 그 다음 문장을 계속해서 수행한다.

• 일치하는 catch블럭을 찾지 못하면, 예외는 처리되지 못한다. (catch문 블럭내 문장들 실행X)
• try문에서 예외가 발생한 경우 try문 예외가 발생한 다음문장들은 실행 안되고 catch문으로 가게 된다.

public static void main(String[] args) {
       try {
           System.out.println(1);
           System.out.println(0/0);
           System.out.println(2);
           System.out.println(3);
       } catch (ArithmeticException e2){
           //Exception 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
           System.out.println(4);
           System.out.println(5);
       }
        System.out.println(6);
        System.out.println(7);
    }
//출력 1,4,5,6,7

 

try블럭 내에서 예외가 발생하지 않은 경우

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

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(1);
        try {
            System.out.println(2);
            System.out.println(0 / 0); //0으로 나눠서 ArithmeticException 발생시키기
            System.out.println(3); //실행되지 않는다.
        } catch (ArithmeticException ae) {
            if(ae instanceof ArithmeticException)
                System.out.println("true");
            System.out.println(4);
        } catch (Exception e) { //ArithmeticException을 제외한 모든 예외가 처리된다.
           //Exception 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
           System.out.println(4);
           System.out.println(5);
       }
        System.out.println(6);
        System.out.println(7);
    }
/* 
	1
	2
	true
	4
	6
	7
*/

에러가 중복되서 계속 처리되는 것이아니라 instanceof연산자를 통해서 catch블럭을 하나씩 차례대로 검사하고 첫 번째 검사에서 일치하는 catch블럭을 찾았기 때문에 두번째 catch블럭은 검사하지 않게 된다.

• try블럭 내에서 ArithmeticException이 아닌 다른 종류의 예외가 발생한 경우에는 두 번째 catch블럭인 Exception타입의 참조변수를 선언한 곳에서 처리

		try {
            System.out.println(2);
            System.out.println(0 / 0); //0으로 나눠서 ArithmeticException 발생시키기
            System.out.println(3); //실행되지 않는다.
				catch (Exception e) { //ArithmeticException을 제외한 모든 예외가 처리된다.
            //Exception 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장을 적는다.
            System.out.println(4);
            System.out.println(5);
        } /* catch (ArithmeticException ae) { 
                if(ae instanceof ArithmeticException)
                    System.out.println("true");
                System.out.println(4);
       }*/
/*
Exception은 최상위 부모로 ArithmeticException을 포함하기 때문에 ArithmeticException이
위에 catch블럭으로 올라와야 ArithmeticException 발생했을 때 확인하고 ArithmeticException
제외한 예외를 Exception이 처리할 것이다. (Exception보다는 발생할 수 있는 예외 확인하고 쪼개기)
"Exception 'java.lang.ArithmeticException' has already been caught"
*/

예외가 발생했을 때 생성되는 예외 클래스의 인스턴스에는 발생한 예외에 대한 정보가 담겨져 있다. (중요!!)

• catch블럭의 괄호()에 선언된 참조변수를 통해서 이 인스턴스에 접근할 수 있다.
• catch블럭의 괄호()에 선언된 참조변수는 catch블럭 내에서만 사용 가능하다.
  • 자주 사용되는 메서드 getMessage()와 printStackTrace()를 통해서 예외 정보들을 얻을 수 있다.

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

try {
          System.out.println(0 / 0); //0으로 나눠서 ArithmeticException 발생시키기
} catch (ArithmeticException ae) {
          ae.printStackTrace();
			   	System.out.println("예외 메시지 : "+ae.getMessage());
    }

/* 출력
	java.lang.ArithmeticException: / by zero
	at Anonymous.main(Anonymous.java:10)
	예외 메시지 : / by zero
*/

위 출력 결과를 보면 예외가 발생해서 비정상적으로 종료되었을 때의 결과와 비슷하지만 예외는 try-catch문에 의해 처리되었으며 프로그램은 정상 종료되었다.

• 예외가 발생해도 비정상적으로 종료하지 않도록 해주는 동시에 getMessage()와 printStackTrace()와 같은 메서드를 통해서 예외의 발생원인을 알 수 있다.

멀티 catch블럭

JDK1.7부터 여러 catch블럭을 ‘|’ 기호를 이용해서 하나의 catch블럭으로 합칠 수 있게 되었다.

• 중복된 코드를 줄일 수 있다.
• ‘|’ 기호(논리 연산자 아님)로 연결할 수 있는 예외 클래스의 개수에는 제한이 없다.

	catch (ArithmeticException | ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            ae.printStackTrace();
            System.out.println("예외 메시지 : "+ae.getMessage());
        }

멀티 catch블럭 ‘|’ 기호로 연결된 예외 클래스가 부모와 자식의 관계가 있으면 컴파일 에러가 발생한다.

• catch (ArithmeticException | RuntimeException ae)
• Types in multi-catch must be disjoint: 'java.lang.ArithmeticException' is a subclass of 'java.lang.RuntimeException’
• 부모와 자식의 관계가 있으면 부모 클래스만 써주는 것과 똑같기 때문에 불필요한 코드를 제거하라는 의미
• 하나의 catch블럭으로 여러 예외를 처리하는 것이기 때문에 발생한 예외를 멀티 catch블럭으로 처리하게 되었을 때, 실제로 어떤 예외가 발생한 것인지 알 수 없다.
  • 참조변수 e로 멀티 catch블럭에 ‘|’ 기호로 연결된 예외 클래스들의 공통 분모인 부모 예외 클래스에 선언된 멤버만 사용할 수 있다.

catch (ArithmeticException | ArrayIndexOutOfBoundsException ae) {
            RuntimeException e1 = (IOException)ae; // 에러
            RuntimeException e2 = (ClassCastException)ae; // 공통 분모라 가능

• ArithmeticException | ArrayIndexOutOfBoundsException → RuntimeException
• ClassCastException → RuntimeException
• IOException | RuntimeException → Exception

 

 

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이미지 참조

01. [자바] 프로그램 오류, Exception 클래스의 계층구조