[ Java ] 14. 프로그램 오류 (Error & Exception)

Error & Exception

---

• Error와 Exception의 차이점에 대해 설명하라
• 어떻게 Exception Handling을 할 것인가

Error와 Exception은 같다고 생각할 수 있지만 사실 큰 차이가 있습니다.

Error는 컴파일 시 문법적인 오류와 런타임 시 널포인트 참조와 같은 오류로 프로세스에 심각한 문제를 야기시켜 프로세스를 종료시킬 수 있습니다.

Exception은 컴퓨터 시스템의 동작 도중 예기치 않았던 이상 상태가 발생하여 수행중인 프로그램이 영향을 받는 것으로 예를 들면, 연산도중 넘침에 의해 발생한 끼어들기 등이 이에 해당합니다.

프로그램이 실행 중 어떤 원인에 의해서 오작동을 하거나 비정상적으로 종료되는 경우를 프로그램 오류라 하고, 프로그램 오류에는 에러(Error)와 예외(Exception) 두 가지로 구분할 수 있습니다.

Error는 메모리 부족이나, Stack Over Flow와 같이 발생하면 복구할 수 없는 심각한 오류이고,

Exception은 발생하더라도 수습할 수 있는 비교적 덜 심각한 오류입니다. 이 예외(Exception)는 프로그래머가 적절히 코드를 작성해 주면 비정상적인 오류를 막을 수 있습니다.

Error의 상황을 미리 미연에 방지하기 위해 Exception 상황을 만들어 줄 수 있으며, JAVA에서는 Try-Catch문으로 Exception Handling을 할 수 있습니다.

Exception Handling

잘못된 하나로 인해 전체 시스템이 무너지는 결과를 방지하기 위한 기술적인 처리 입니다.

JAVA에서는 에러와 예외도 객체로 처리합니다.

예외가 발생하는 주 원인

• 사용자의 잘못된 데이터 입력
• 잘못된 연산
• 개발자가 잘못된 로직을 작성
• 하드웨어, 네트워크 오작동
• 시스템 과부하

Throwable Class

Throwable Class는 예외처리를 할 수 있는 최상위 클래스입니다.

Exception과 Error는 Throwable의 상속을 받습니다.

- Error

Error는 시스템 레벨에서 발생하여, 개발자가 어떻게 조치할 수 없는 수준을 의미합니다.

• OutOfMemoryError
  • JVM에 설정된 메모리의 한계를 벗어난 상황일 때 발생합니다.
  • 힙 사이즈가 부족하거나, 너무 많은 CLASS를 로드할 때, 가용가능한 SWAP이 없을 때, 큰 메모리의 native 메소드가 호출될 때 등이 있습니다.
  • 이를 해결하기 위해 dump 파일 분석, JVM 옵션 수정 등이 있습니다.

- Exception

예외는 개발자가 구현한 로직에서 발생하며 개발자가 다른 방식으로 처리가능한 것들로 JVM은 정상 동작합니다.

Exception의 2가지 종류

1. Checked Exception

   • 예외처리가 필수이며, 처리하지 않으면 컴파일 되지 않습니다.

   • JVM 외부와 통신(네트워크, 파일시스템 등)할 때 주로 쓰입니다.

   • Runtime Exception 이외에 있는 모든 예외

   • IOException, SQLException 등

2. Unchecked Exception

   • 컴파일 때 체크되지 않고 Runtime에 발생하는 Exception
   • RuntimeException 하위의 모든 예외
   • NullPointerException, IndexOutOfBoundException 등

대표 Exception Class

• NullPointerException : NULL 레퍼런스를 참조할 때 발생, 뭔가 동작시킬 때 발생합니다.
• IndexOutOfBoundsException : 배열과 유사한 자료구조(문자열, 배열, 자료구조)에서 범위를 벗어난 인덱스 번호를 사용할 때 발생합니다.
• FormatException : 문자열, 숫자, 날짜 변환시 잘못된 데이터 (ex. "123A" -> 123으로 변환 시)로 발생하며, 보통 사용자의 입력, 외부 데이터 로딩, 결과 데이터의 변환 처리에서 자주 발생합니다.
• ArthmeticException : 정수를 0으로 나눌 때 발생합니다.
• ClassCastException : 변환할 수 없는 타입으로 객체를 변환할 때 발생합니다.
• IllegalArgumentException : 잘못된 인자 전달 시 발생합니다.
• IOException : 입출력 동작 실패 또는 인터럽트 시 발생합니다.
• IllegalStateException : 객체의 상태가 메소드 호출에는 부적절한 경우에 발생합니다.
• ConcurrentModificationException : 금지된 곳에서 객체를 동시에 수정하는 것이 감지될 경우 발생합니다.
• UnsupportedOperationException : 객체가 메소드를 지원하지 않는 경우 발생합니다.

주요 Method

• printStackTrace() : 발생한 Exception의 출처를 메모리상에서 추적하면서 결과를 알려줍니다. 발생한 위치를 정확히 출력해주기 때문에 가장 많이 사용되고 void를 반환합니다.
• getMessage() : 한줄로 요약된 메세지를 String으로 반환합니다.
• getStackTrace() : JDK1.4 부터 지원하며 printStackTace()를 보완합니다. StackTraceElement[]라는 문자열 배열로 변경해서 출력하고 저장합니다.

Exception Handling

JAVA에서 모든 예외가 발생하면 ~~~Exception 객체를 생성합니다. 예외를 처리하는 방법에는 크게 2가지가 있습니다.

1. 직접 try ~ catch문을 사용해서 예외에 대한 최종적인 책임을 지고 처리하는 방식
2. throws Exception을 이용해서 발생한 예외의 책임을 호출하는 쪽이 책임지도록 하는 방식
   (주로 호출하는 쪽에 예외를 보고할 때 사용)

다른 메소드의 일부분으로 동작하는 경우엔 던지는(throws) 것을 추천합니다.

1. Try ~ Catch

로직 중에 예외가 발생할지도 모르는 부분에 try ~ catch 구문으로 보험처리를 해줍니다.

• try 에는 위험한 로직이 들어가고, catch에는 예외 발생시 수행할 로직이 들어갑니다.
• try 중이라도 예외가 발생한 다음의 코드들은 실행되지 않으며 바로 catch구문으로 넘어갑니다.
• catch 구문은 else if 처럼 여러 개 쓸 수 있습니다.
• finally는 마지막에 실행하고 싶은 로직이 들어가며, 대표적으로 .close()가 있습니다.

2. Throws

예외 처리를 현재 메소드가 직접 처리하지 않고 호출한 곳에다가 예외의 발생 여부를 통보합니다.

호출한 메소드는 이걸 또 던질건지 직접 처리할 건지 정해야 합니다. (return보다 강력합니다.)

public class ThrowsEx {
    public void call_A() throws Exception {
        call_B();
    }

    private void call_B() throws Exception {
        call_C();
    }

    private void call_C() throws Exception {
        System.out.println(1 / 0);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ThrowsEx test = new ThrowsEx();
        test.call_A();
    }
}

# 실행결과
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
    at exception.ThrowsEx.call_C(ThrowsEx.java:13)
    at exception.ThrowsEx.call_B(ThrowsEx.java:9)
    at exception.ThrowsEx.call_A(ThrowsEx.java:5)
    at exception.ThrowsEx.main(ThrowsEx.java:18)