Java

자바 예외 이해

taey 2024. 10. 6. 19:29

예외 계층

  • Object : 예외도 객체이다. 모든 객체의 최상위 부모는 Object이므로 예외의 최상위 부모도 Object이다.
  • Throwable : 최상위 예외이다. 하위에 Exception과 Error가 있다.
  • Error : 메모리 부족이나 심각한 시스템 오류와 같이 애플리케이션에서 복구 불가능한 시스템 예외이다. 애플리케이션 개발자는 이 예외를 잡으려고 해서는 안 된다.
    • 상위 예외를 catch로 잡으면그 하위 예외까지 함께 잡는다. 따라서 애플리케이션 로직에서는 Throwable 예외도 잡으면 안 되는데, 앞서 이야기한 Error 예외도 함께 잡을 수 있기 때문이다. 애플리케이션 로직은 이런 이유로 Exception부터 필요한 예외로 생각하고 잡으면 된다.   
    • 참고로 Error도 언체크 예외다.  
  • Exeption : 체크 예외
    • 애플리케이션 로직에서 사용할 수 있는 실질적인 최상위 예외이다.
    • Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다. 단 RuntimeException은 예외로 한다.
  • RuntimeException : 언체크 예외, 런타임 예외
    • 컴파일러가 체크하지 않는 언체크 예외이다.
    • RuntimeException과 그 자식 예외는 모두 언체크 예외이다.
    • RuntimeException의 이름을 따라서 RuntimeException과 그 하위 언체크 예외를 런타임 예외라고 많이 부른다.  

 

예외 기본 규칙

예외 처리

  • 5번에서 예외를 처리하면 이후에는 애플리케이션 로직이 정상 흐름으로 동작한다.

예외 던짐

  • 예외를 처리하지 못하면 호출한 곳으로 예외를 계속 던지게 된다. 

 

예외에 대해서는 2가지 기본 규칙을 기억하자.

  1. 예외는 잡아서 처리하거나 던져야 한다.
  2. 예외를 잡거나 던질 때, 지정한 예외뿐만 아니라 그 예외의 자식들도 함께 처리된다.

참고 : 예외를 처리하지 못하고 계속 던지면 어떻게 될까?

  • 자바 main() 쓰레드의 경우 예외 로그를 출력하면서 시스템이 종료된다.
  • 웹 애플리케이션의 경우 여러 사용자의 요청을 처리하기 때문에 하나의 예외 때문에 시스템이 종료되면 안 된다. WAS가 해당 예외를 받아서 처리하는데, 주로 사용자에게 개발자가 지정한, 오류 페이지를 보여준다.

 

체크 예외 기본 이해

  • Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다. 단 RuntimeException은 예외로 한다.
  • 체크 예외는 잡아서 처리하거나, 밖으로 던지도록 선언해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.

 Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다. 

static class MyCheckedException extends Exception {
     public MyCheckedException(String message) {
     	super(message);
     }
}
  • MyCheckedException는 Exception을 상속받았다. Exception을 상속받으면 체크 예외가 된다.
  • 참고로 RuntimeException을 상속받으면 언체크 예외가 된다.
  • 예외가 제공하는 여러가지 기본 기능이 있는데, 그 중 오류 메시지를 보관하는 기능도 있다. 

 

catch는 해당 타입과 그 하위 타입을 모두 잡을 수 있다. 

public void callCatch() {
     try {
         repository.call();	
     } catch (Exception e) {
     	//예외 처리 로직	
     }
}
  • catch에 MyCheckedException의 상위 타입인 Exception을 적어두어도 MyCheckedException을 잡을 수 있다.
  • catch에 예외를 지정하면 해당 예외와 그 하위 타입 예외를 모두 잡아준다. 

 

체크 예외를 밖으로 던지는 경우에도 해당 타입과 그 하위 타입을 모두 던질 수 있다

public void callThrow() throws Exception {
	repository.call();
}
  • throws에 MyCheckedException의 상위 타입인 Exception을 적어주어도 MyCheckedException을 던질 수 있다.
  • throws에 지정한 타입과 그 하위 타입 예외를 밖으로 던진다. 

 

체크 예외를 밖으로 던지지 않으면 컴파일 오류 발생

public void callThrow() {
 	repository.call();
}
  • throws를 지정하지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.
    • Unhandled exception

 

체크 예외의 장단점

체크 예외는 예외를 잡아서 처리할 수 없을 때, 예외를 밖으로 던지는 throws 예외를 필수로 선언해야 한다. 그렇지 안흐염 컴파일 오류가 발생한다. 

  • 장점 : 개발자가 실수로 예외를 누락하지 않도록 컴파일러를 통해 문제를 잡아주는 훌륭한 안전 장치이다.
  • 단점 : 실제로는 개발자가 모든 체크 예외를 반드시 잡거나, 던지도록 처리해야 하기 때문에, 너무 번거로운 일이 된다. 크게 신경쓰고 싶지 않은 예외까지 모두 챙겨야 한다.   

 

언체크 예외 기본 이해

  • RuntimeException 과 그 하위 예외는 언체크 예외로 분류된다
  • 언체크 예외는 말 그대로 컴파일러가 예외를 체크하지 않는다는 뜻이다.
  • 언체크 예외는 체크 예외와 기본적으로 동일하다. 차이가 있다면 예외를 던지는 throws 를 선언하지 않고, 생략할 수 있다. 이 경우 자동으로 예외를 던진다.

언체크 예외를 잡아서 처리하는 코드

try {
 	repository.call();
} catch (MyUncheckedException e) {
 	//예외 처리 로직
 	log.info("error", e);
}
  • 언체크 예외도 필요한 경우 이렇게 잡아서 처리할 수 있다.

 

언체크 예외를 밖으로 던지는 코드 - 생략

public void callThrow() {
 	repository.call();
}
  • 언체크 예외는 체크 예외와 다르게 throws 예외를 선언하지 않아도 된다.
  • 말 그대로 컴파일러가 이런 부분을 체크하지 않기 때문에, 언체크 예외이다.

언체크 예외를 밖으로 던지는 코드 - 선언

public void callThrow() throws MyUncheckedException {
	repository.call();
}
  • 언체크 예외도 throws 예외를 선언해도 된다.
  • 언체크 예외는 주로 생략하지만, 중요한 예외의 경우 이렇게 선언해두면 해당 코드를 호출하는 개발자가 이런 예외가 발생한다는 점을 IDE를 통해 좀 더 편리하게 인지할 수 있다. (컴파일 시점에 막을 수 있는 것은 아니고, IDE를 통해서 인지할 수 있는 정도이다.)  

 

언체크 예외의 장단점

언체크 예외는 예외를 잡아서 처리할 수 ㅇ벗을때, 예외를 밖으로 던지는 throws 예외를 생략할 수 있다.

  • 장점 : 신경쓰고 싶지 않은 언체크 예외를 무시할 수 있다. 체크 예외의 경우 처리할 수 없는 예외를 밖으로 던지려면 항상 throws 예외를 선언해야 하지만, 언체크 예외는 이 부분을 생략할 수 있다.
  • 단점 : 언체크 예외는 개발자가 실수로 예외를 누락할 수 있다. 반면에 체크 예외는 컴파일러를 통해 예외 누락을 잡아준다.     

 

체크 예외 활용

언제 체크 예외를 사용하고, 언제 언체크 예외를 사용하면 좋을까?

 

기본 원칙은 다음 2가지를 기억하자

  • 기본적으로 언체크(런타임) 예외를 사용하자
  • 체크 예외는 비즈니스 로직상 의도적으로 던지는 예외에만 사용하자
    • 이 경우 헤당 예외를 잡아서 반드시 처리해야 하는 문제일 때만 체크 예외를 사용해야 한다. 
    • 체크 예외 예)
      • 게좌 이체 실패 예외
      • 결제 시 포인트 부족 예외
      • 로그인 ID, PW 불일치 예외

체크 예외의 문제점

항상 명시적으로 예외를 잡아서 처리하거나, 처리할 수 없을 때는 예외를 던지도록 method() throws 예외로 선언해야 한다.

  • 서비스는 리포지토리와 NetworkClient 를 둘다 호출한다
    • 따라서 두 곳에서 올라오는 체크 예외인 SQLException과 ConnectException을 처리해야 한다.
    • 그런데 서비스는 이 둘을 처리할 방법을 모른다. ConnectException 처럼 연결이 실패하거나, SQLException 처럼 데이터베이스에서 발생하는 문제처럼 심각한 문제들은 대부분 애플리케이션 로직 에서 처리할 방법이 없다.
  • 서비스는 SQLException 과 ConnectException 를 처리할 수 없으므로 둘다 밖으로 던진다.
    • 체크 예외이기 때문에 던질 경우 다음과 같이 선언해야 한다.
    • method() throws SQLException, ConnectException
  • 컨트롤러도 두 예외를 처리할 방법이 없다
    • 다음을 선언해서 예외를 밖으로 던진다.
    • method() throws SQLException, ConnectException
  • 웹 애플리케이션이라면 서블릿의 오류 페이지나, 또는 스프링 MVC가 제공하는 ControllerAdvice 에서 이런 예외를 공통으로 처리한다.
    • 이렇게 해결이 불가능한 공통 예외는 별도의 오류 로그를 남기고, 개발자가 오류를 빨리 인지할 수 있도록 메일, 알림(문자, 슬랙)등을 통해서 전달 받아야 한다. 예를 들어서 SQLException 이 잘못된 SQL을 작성 해서 발생했다면, 개발자가 해당 SQL을 수정해서 배포하기 전까지 사용자는 같은 문제를 겪게 된다.

 

2가지 문제

  1. 복구 불가능한 예외
  2. 의존 관계에 대한 문제

 

1. 복구 불가능한 예외

대부분의 예외는 복구가 불가능하다. 일부 복구가 가능한 예외도 있지만 아주 적다.

대부분의 서비스나 컨트롤러는 이런 문제를 해결할 수는 없다. 따라서 이런 문제들은 일관성 있게 공통으로 처리해야 한다. 오류 로그를 남기고 개발자가 해당 오류를 빠르게 인지하는 것이 필요하다. 서블릿 필터, 스프링 인터셉터, 스프링의 ControllerAdvice 를 사용하면 이런 부분을 깔끔하게 공통으로 해결할 수 있다

 

2. 의존 관계에 대한 문제

대부분의 예외는 복구 불가능한 예외라고 했다. 그런데 체크 예외이기 때문에 컨트롤러나 서비스 입장에서는 본인이 처리할 수 없어도 어쩔 수 없이 throws 를 통해 던지는 예외를 선언해야 한다.

 

throws SQLException, ConnectException처럼 예외를 던지는 부분을 코드에 선언하는 것이 왜 문제가 될까?

바로 서비스, 컨트롤러에서 java.sql.SQLException 을 의존하기 때문에 문제가 된다.

향후 리포지토리를 JDBC 기술이 아닌 다른 기술로 변경한다면, 의존하는 서비스, 컨트롤러의 코드를 고쳐야 한다. 

서비스나 컨트롤러 입장에서는 어차피 본인이 처리할 수 도 없는 예외를 의존해야 하는 큰 단점이 발생하게 된다. 결과적으로 OCP, DI를 통해 클라이언트 코드의 변경 없이 대상 구현체를 변경할 수 있다는 장점이 체크 예외 때문에 발목을 잡게 된다.

 

체크 예외 구현 기술 변경 시 파급 효과  

  • JDBC → JPA 같은 기술로 변경하면 예외도 함께 변경해야한다. 그리고 해당 예외를 던지는 모든 다음 부분도 함께 변경해야 한다.

 

throws Exception

최상위 예외인 Exception 을 던져도 문제를 해결할 수 있다. 이렇게 하면 코드가 깔끔해지는것 같지만, Exception은 최상위 타입이므로 모든 체크 예외를 밖으로 던지는 문제가 발생한다. 

결과적으로 체크 예외의 최상위 타입인 Exception 을 던지게 되면 다른 체크 예외를 체크할 수 있는 기능이 무효화 되고, 중요한 체크 예외를 다 놓치게 된다.

따라서 꼭 필요한 경우가 아니라면 이렇게 Exception 자체를 밖으로 던지는 것은 좋지 않은 방법이다. 

 

언체크 예외 활용

예외 전환

  • 리포지토리에서 체크 예외인 SQLException이 발생하면 런타임 예외인 RuntimeSQLException으로 전환해서 에외를 던진다.
  • NetworkClient는 단순히 기존 체크 예외를 RuntimeConnectException이라는 런타임 예외가 발생하도록 바꾸었다.

 

런타임 예외 - 대부분 복구 불가능한 예외

시스템에서 발생한 예외는 대부분 복구 불가능 예외이다. 런타임 예외를 사용하면 서비스나 컨트롤러가 이런 복구 불가능한 예외를 신경쓰지 않아도 된다. 물론 이렇게 복구 불가능한 예외는 일관성 있게 공통으로 처리해야 한다.  

 

런타임 예외 - 의존 관계에 대한 문제

런타임 예외는 해당 객체가 처리할 수 없는 예외는 무시하면 된다. 따라서 체크 예외처럼 예외를 강제로 의존하지 않아도 된다.

 

런타임 예외 구현 기술 변경 시 파급 효과 

  • 런타임 예외를 사용하면 중간에 기술이 변경되어도 해당 예외를 사용하지 않는 컨트롤러, 서비스에서는 코드를 변경하지 않아도 된다.
  • 구현 기술이 변경되는 경우, 예외를 공통으로 처리하는 곳에서는 예외에 따른 다른 처리가 필요할 수 있다. 하지만 공통 처리하는 한 곳만 변경하면 되기 때문에 변경의 영향 범위는 최소화한다.    

 

런타임 예외는 문서화

  • 런타임 예외는 문서화를 잘해야 한다.
  • 또는 코드에 throws 런타임 예외를 남겨서 중요한 예외를 인지할 수 있게 해준다. 

 

예외 포함과 스택 트레이스

예외를 전환할 때는 기존 예외를 포함해야 한다.

 

기존 예외를 포함하는 경우

public void call() {
     try {
     	runSQL();
     } catch (SQLException e) {
    	 throw new RuntimeSQLException(e); //기존 예외(e) 포함
     }
}

 

기존 예외를 포함하지 않는 경우

public void call() {
     try {
    	 runSQL();
     } catch (SQLException e) {
    	 throw new RuntimeSQLException(); //기존 예외(e) 제외
     }
}

 

  • 예외를 포함하지 않으면 기존에 발생한 오류와 스택 트레이스를 확인할 수 없다. 

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