[Java] 예외처리(Exception Handling)

예외처리란?

• 예외가 발생하여 프로세스가 강제적으로 종료되는 것을 예외 처리를 통해 프로세스가 강제적으로 종료되지 않게 핸들링하는 것
• 자바 가상 머신은 예외 처리 구문이 있으면 예외 처리가 됐다고 판단하여 프로그램을 강제 종료하지 않는다.

예외 처리 (try - catch - finally)

• 예외 처리 문법은 3가지 요소(try, catch, finally)로 구성돼 있다.
  • try : 예외가 발생할 수 있는 코드를 포함하는 블록
  • catch(예외 타입) : 예외 타입에 해당하는 예외를 처리하는 코드를 포함하는 블록, 다중 생성 가능
  • finally : 예외 발생 유무를 떠나 항상 실행되는 블록, 생략 가능

// 각 예외마다 처리해야할 내용이 다를 경우
try {
    // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드
} catch (예외 클래스 참조 변수명) {
    // 예외 클래스에 해당하는 예외가 발생했을 때 처리
} 
...
catch (예외 클래스 참조 변수명) {
    // 예외 클래스에 해당하는 예외가 발생했을 때 처리
} finally {
    // 항상 실행되는 영역, 생략 가능
}

// 각 예외마다 처리해야할 내용이 같을 경우
try {
    // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드
} catch (예외 클래스1 | 예외 클래스2 참조 변수명) {
    // 예외 클래스1 또는 2에 해당하는 예외가 발생했을 때 처리
} finally {
    // 항상 실행되는 영역, 생략 가능
}

예외 처리 과정

현재 색상과 동일한 글은 예시

1. try 블록 안의 코드 실행
   try { System.out.println(3 / 0); }
2. 예외 발생
   0으로 나눌 수 없기 때문에 예외가 발생함
3. JVM이 발생한 예외 타입의 객체 생성
   ArithmeticException 타입의 객체 생성
4. catch()의 매개변수로 전달
   
   1. 예외 타입에 해당하는 catch() 구문이 있을 경우
      catch(ArithmeticException e)가 있을 경우
      • catch() 블록 안의 코드 실행
        { System.out.println("0으로 나눌 수 없습니다."); }
   2. 예외 타입에 해당하는 catch() 구문이 없을 경우
      catch(FileNotFoundException e)와 같이 발생한 예외의 타입이 아닌 다른 예외 타입만 존재할 경우
      • 프로그램 강제 종료
        해당하는 예외 타입이 없어 예외 처리가 되지 않아 강제 종료된다.

리소스 자동 해제 예외 처리 (try-with-resources)

• Java 7부터는 try-with-resources문을 사용하여 리소스를 자동으로 해제할 수 있다.
• try-with-resources문은 예외 발생 여부와 관계없이 실행이 끝나면 자동으로 close() 메서드를 호출하여 리소스를 해제한다.
• 리소스 객체는 java.lang.AutoCloseable 인터페이스를 구현하여 close() 메서드 포함을 보장해야 한다.

try-with-resources 구조

try (리소스 자동 해제가 필요한 객체 생성) {
    // 예외 발생 가능 코드
} catch (예외 클래스명 참조 변수명) { // catch문은 다중 생성 가능
    // 예외 발생 시 처리할 코드
} finally {
    // 예외 발생 여부에 관계없이 실행할 블록, 생략 가능
}

try-with-resources 사용 예시

public class Main {

    public static void main(String[] args){
        
        try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("/Users/wk/desktop/test.txt"))){
            System.out.println(br.readLine());
        } catch (IOException ie) {
            ie.printStackTrace();
        }
    }
}

finally를 이용하여 리소스 수동 해제 사용 예시

public class Main {

    public static void main(String[] args){

        BufferedReader br = null;

        try {
            br = new BufferedReader(new FileReader("/Users/wk/desktop/test.txt"));
            System.out.println(br.readLine());
        } catch (FileNotFoundException fe) {
            System.out.println("파일을 찾을 수 없습니다.");
        } catch (IOException ie) {
            ie.printStackTrace();
        }
        finally {
            if (br != null) {
                try {
                    br.close();
                } catch (IOException ie) {
                    ie.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

예외 처리 (예외 전가)

• 위에서는 예외가 발생할 가능성이 있는 코드를 직접 예외가 발생했을 때의 차선책을 두어 예외 처리를 하였다.
• 이처럼 예외가 발생했을 때 직접 예외를 처리할 수도 있지만, 호출한 지점으로 처리를 예외 처리를 전가시킬 수도 있다.
• 예외를 전가하면 예외 처리 의무를 호출한 메서드가 갖게 된다.

// 예외 전가 구조
리턴 타입 메서드명(매개변수) throws 예외 클래스 타입1, ..., 예외 클래스 타입N { // 단일 가능
    // 예외 발생 가능 코드
}

/*
위의 메서드를 호출한 지점으로 예외 처리를 전가함
*/

예시

public class Main {

    public static void main(String[] args){

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String inp = sc.nextLine();

        try {
            test(inp);
        } catch (InterruptedException ie) {
            ie.printStackTrace();
        }
    }
    static void test(String inp) throws InterruptedException {
        System.out.println("1초 후 메세지가 출력됩니다.");
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println(inp);
    }
}

예외 처리 (사용자 정의 예외 클래스)

• 해당하는 예외 클래스가 없을 때 직접 예외 클래스를 정의하여 예외 처리를 할 수 있다.
  • 예 : 계좌 잔액이 음수일 경우 
• 예외 클래스의 이름은 Exception으로 끝나는 것이 일반적이다.

사용자 정의 예외 클래스 생성 방법

예외 클래스 생성

• 예외 클래스를 정의하는 방법은 Exception 클래스를 상속하는 방법과 RuntimeException 클래스를 상속하는 방법이 있다.
  • Exception : 일반 예외(실행 전 검사)
  • RuntimeException : 실행 예외(실행 후 검사)
•  클래스 내부에는 기본 생성자와 String 타입의 매개변수를 갖는 생성자 2개를 선언한다.
  • 기본 생성자
  • String 타입의 매개 변수를 갖는 생성자 : 예외 메시지 전달용

class CustomException extends Exception { // 또는 RuntimeException
    // 기본 생성자 정의
    CustomException() {
    }
    
    // 문자열을 받는 생성자 정의
    CustomException(String str) {
        // 상위 클래스 생성자 호출
        super(str);
    }
}

정의한 클래스 객체 생성

CustomException customException1 = new CustomException();
CustomException customException2 = new CustomException("예외 메세지");

예외 발생시키기

• 고려하는 예외 상황이 발생하면 'throw' 키워드를 이용해 예외를 발생시킨다.
• throw 키워드를 사용하면 바로 예외가 발생한다.

// 객체를 이용하여 예외 발생시키기
throw customException1;
throw customException2;

// 객체를 생성하지 않고 예외 발생시키기
throw new CustomException();
throw new CustomException("예외 메세지");

예외 클래스 생성 예시

• 아래의 예시는 0원의 잔액을 갖고 있는 계좌에서 돈을 출금할 때 예외를 발생시킨 예시
  (잘못된 코드일 수도 있습니다.)

public class Main {

    public static void main(String[] args){
       // 계좌 클래스 인스턴스 생성
       Account account = new Account("홍길동", "1234-567");
        // 입금 메서드(1000원 입금)
        account.deposit(1000);
		
        try {
            System.out.println("출금 : " + account.withdraw(2000));
        } catch (MinusException me) {
            me.printStackTrace();
        }
    }
}
// 계좌 클래스
class Account {
    private String userName;
    private String accountNumber;
    private int money;

    public Account(String userName, String accountNumber) {
        this.userName = userName;
        this.accountNumber = accountNumber;
    }
    public void deposit(int money) {
        this.money += money;
    }
    // 현재 보유 금액보다 출금 요청 금액이 클 경우 예외 발생시킴
    // 예외는 호출한 지점으로 전가함
    public int withdraw(int money) throws MinusException { 
        if (this.money < money) {
            throw new MinusException("계좌 잔액이 부족합니다."); // 예외를 던진 시점에 예외 발생
        }
        this.money -= money;
        return money;
    }
}
// 사용자 정의 예외 클래스
class MinusException extends Exception {

    public MinusException() {
    }

    public MinusException(String message) {
        super(message);
    }
}

 

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Reference

• Do it! 자바 완전 정복
• http://tcpschool.com/java/java_exception_throw

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