ExceptionHandling.md

자바 Exception 계층 구조

• Checked Exception은 컴파일을 할 경우에 예측가능한 예외로 ClassNotFoundException, FileNotFoundException 등이 있다.
• UnChecked Exception은 런타임시 발생할 수도 있고 발생하지 않을 수도 있는 예외로 ArithmeticException, NullPointerException 등이 있다.

자바에서 에러와 예외

1. 에러는 JVM 실행에 문제가 생기는 것을 말하며, 일반적으로 개발자가 직접 에러를 처리할 수는 없다. 보통 시스템의 리소스 문제로 발생하게 된다.(시스템 충돌, 메모리 부족 등)

• 컴파일 시에 발생할 수 없다.

• OutOfMemory , StackOverflowError 등이 있다.

• java.lang.error 패키지에 존재

2. 예외는 개발자가 작성한 코드로 발생한다. 컴파일 및 런타임에 발생하는 경우이다. 개발자가 에러를 처리할 수 있다. 즉, 예외처리를 통해서 문제가 발생하더라도 어플리케이션이 종료되지 않고, 프로그램이 정상 동작할 수 있게 처리가 가능하다.

• NullPointerExceoption, SqlException 등이 있다.

• java.lang.Exception 패키지에 존재

예외처리 방법 1. try-catch-finally

• try : 예외가 발생할 가능성이 있는 범위를 지정하는 블록이다. try 블록은 최소한 하나의 catch 블록이 있어야 하며, catch 블록은 try 블록 다음에 위치한다.
• catch : 블록의 매개변수는 예외 객체가 발생했을 때 참조하는 변수명으로 반드시 java.lang.Throwable 클래스의 하위 클래스 타입으로 선언되어야 한다.
• finally : 이 블록은 필수 블록은 아니며, finally 블록은 catch 유무와 상관 없이 무조건 수행된다. 주로 IO 또는 Connection을 close() 하는데 사용된다.

예외처리 방법 2. throws

public static void main(String[] args) {
        while(true) {
            try {
                A();
            } catch(ArithmeticException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                System.out.println("무조건 실행됩니다.");
            }
        }
    }

public static void A() throws ArithmeticException { // 예외 발생시 A() 함수를 호출한 곳에서 처리하도록 함.
    Scanner scan = new Scanner(System.in);
    int value = scan.nextInt();
    System.out.println(9/value);
}

A 메서드에서 오류를 던져줘서, A 를 호출한 곳에서 에러처리를 대신 하는 방법이다.

단점 : A() 메서드를 호출하는 부분이 엄청 많다고 생각해보자. A() 가 던진 예외를 어떤 부분에서 처리했던건지 추적하기가 힘들어진다! throws 를 많이 사용하지 말자.

대안 : try문 안에서 발생하는 Checked Exception을 catch문 안에서 Unchecked Exception으로 바꿔서 던져주는 방법을 적용해볼 수 있다. 이렇게 하면, 예외가 어디에서 발생했는지 정확하게 알 수가 있다.

// 기존 코드
public static String A(BufferedReader bufferedReader) throws IOException { // throws 사용
        String requestLine = bufferedReader.readLine();
        return requestLine;
}

// 개선한 코드
public class CustomRuntimeException extends RuntimeException {
    public CustomRuntimeException(String message) {
        super(message);
    }
}
public static String A(BufferedReader bufferedReader) {
    try {
        String requestLine = bufferedReader.readLine();
        return requestLine;
    } catch (IOException e) {
        throw new CustomRuntimeException("입력 값이 잘못되었습니다."); // 이제 사용자가 입력값이 잘못되었다는 것을 알고, 유효한 입력을 하게 되어 이 에러를 해결할 수 있다.
    }
}

예외처리 방법 3. 강제로 예외를 발생시켜서 처리 (throw)

장점 : 예외가 발생하는 곳에서 예외가 던져지기에 예외를 추적하기 좋다.

public static void A() {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        int value = scan.nextInt();
        if (value == 0) {
            throw new ArithmeticException("0으로 나눌 수 없습니다.");
        }
        System.out.println(9 / value);
}

자원에 대한 예외처리 방법 : try-with-resources

개요 : try에 자원 객체를 전달하면, try 코드 블록이 끝나면 자동으로 자원을 종료해주는 기능이다.

// try에 전달할 수 있는 자원은 AutoCloseable 인터페이스의 구현체로 한정된다.
try (SomeResource resource = getResource()) {
    use(resource);
} catch(...) {
    ...
}

AutoCloseable 인터페이스는 JDK 1.7 부터 추가되는 인터페이스이다.

public interface AutoCloseable {
    void close() throws Exception;
}

try-with-resource 는 try( ... ) 안에 AutoCloseable 의 구현체를 넣어주면, try 블록이 종료될때 해당 구현체의 close() 메서드를 호출해주는 기능이라고 보면 된다.

만약 이 기능을 사용하지 않는다면 다음과 같이 코드를 작성했을 것이다.

SomeResource resource = null;
try {
    resource = getResource();
    use(resource);
} catch(...) {
    ...
} finally {
    if (resource != null) {
        try { 
            resource.close(); 
        } catch(...) { 
            /* 아무것도 안 함 */ 
        }
    }
}

주의사항

변수를 만들지 않은 상태로 사용할 경우 close() 메서드가 호출되지않는다. 아래 예제코드를 보면서 이해하자.

public static void main(String[] args) {
    try(B b = new B(new A())){

    }catch(Exception e){

    }
}

// A, B 는 모두 AutoCloseable 를 상속받았다. 하지만, 이때 A의 close는 호출되지 않는다.
// 여기서는 B의 close 만 호출된다.
// A 도 호출하기위해서는 A 인스턴스 변수를 생성해주어야 한다.

public static void main(String[] args) {
    try(A a = new A();
        B b = new B(a)){

    }catch(Exception e){

    }
}

예외처리 방법 정리

예외가 발생할 여지가 있는 메서드(A)를 호출하는 메서드(B)가 있다고 하자.

• B 가 A에서 던진 예외를 활용해 무엇인가 의미 있는 작업(에러 상황이나 문제를 해결)을 할 수 있다면 Checked Exception 으로 처리
• B 가 A에서 던진 예외를 활용해서 아무런 작업도 할 수 없다면 Unchecked Exception 으로 처리
• 둘 중 어떤 상황인지 확실하게 결정할 수 없다면 Unchecked Exception 으로 처리

자바에서 null을 안전하게 다루는 방법?

1. 메소드의 인자를 받을 때 Objects.requireNonNull()을 사용하여 방어할 수 있다.

장점 1 : 코드 상에서 해당 객체가 null이 아니어야 함을 명시적으로 표현할 수 있다.

public class A {
	String name;
}

public class B {
    A a;

    public B(A a) {
        this.a = Objects.requireNonNull(a);
    }
}

// requireNonNull 참고 코드
public static <T> T requireNonNull(T obj) {
      if (obj == null)
          throw new NullPointerException();
      return obj;
}

장점 2 : fail-fast(장애가 발생한 시점에서 즉시 파악할 수 있는 것)

public class C{
    A a;

    public C(A a) {
        this.a = a;     //Objects.requireNonNull 사용x
    }
    //...getter
}

A a = null;
C c = new C(a);
c.getA();      // 객체 생성 이후에 늦게 NPE 발생

requireNonNull 을 사용하지 않고, 객체 생성 이후에 늦게 예외가 발생한다면, 시스템이 복잡해 질수록 장애를 발견하기 어렵게 만들 수 있다.

2. Optional을 사용해 리턴 타입에서 null을 반환하지 않도록 방어할 수 있다.

• Optional : java 8 에서 추가되었으며, 객체를 Optional 로 감싸면서 NullpointerException 을 해결할 수 있는 방법을 제공해준다.
• Optional 은 주로 리턴타입에 사용되는 것이 권장된다.
• ofNullable, orElse, orElseGet 등 을 직접 사용해보시는 것을 추천합니다.

Optional 참고 사이트

• https://www.daleseo.com/java8-optional-after/
• https://www.daleseo.com/java8-optional-effective/
• https://engkimbs.tistory.com/646

3. 자바 9 부터는 아래 메서드가 추가되면서, Optional 과 비슷하게 사용가능하다.

requireNonNullElseGet(T obj, Supplier<? extends T> supplier)

Reference

• https://ktko.tistory.com/entry/JAVA-자바의-예외처리Exception-handling
• https://multifrontgarden.tistory.com/192
• https://math-coding.tistory.com/170
• https://toneyparky.tistory.com/40
• https://velog.io/@rockpago/Objects.requireNonNull