[JAVA] 38. 예외(Execption)

예외(Execption)

- 개발자가 의도하지 않은 상황에서 발생하는 문제로 프로그램이 비정상적으로 종료됨

=> 예외가 발생한 위치부터 아래쪽의 코드들은 실행되지 못함

 

- 오류(Error)와 달리 심각도 낮으며, 예외 처리(Exception Handling) 를 통해 예외 발생 시 해결책을 기술하여 비정상적인 종료를 막을 수 있음

 

- 예외 처리를 위해 try ~ catch 문을 사용하여 처리

=> 예외가 발생할 것으로 예상되는 코드들을 try 블록 내에 기술하고, 예외가 발생하면 JVM 에 의해 해당 예외 객체들을 전달받아 catch 블록 중 일치하는 타입에 대한 블록을 실행하여 예외 처리

=> 만약, 일치하는 catch 블록이 없을 경우 프로그램은 비정상 종료됨

 

- Exception 클래스 및 하위 클래스를 사용하여 예외 처리

- 컴파일 시점에서 예외 발생 여부를 체크하는 Compile Checked Exception 과 실행 시점에서 예외 발생 여부를 알 수 있는 Compile Unchecked Exception 계열로 나뉨 (Compile Checked Exception 계열 : IOException, SQLException 등

Compile Unchecked Exception 계열 : RuntimeException 계열

=> ArrayIndexOutOfBoundsException, NullPointerException 등)

 

 

< 예외 처리 기본 문법 >

try {
// 예외가 발생할 것으로 예상되는 범위의 코드들...
//  => 예외 발생하면 코드 아래쪽 나머지 코드는 실행되지 못함
} catch(예외클래스명1 변수명) {
// 예외클래스명1에 해당하는 예외 발생 시 처리할 코드들...
} catch(예외클래스명n 병수명) {
// 예외클래스명n에 해당하는 예외 발생 시 처리할 코드들...
} finally {
// 예외 발생 여부와 관계없이 무조건 실행할 문장들...
// ex) DB 자원 반환, I/O 자원 반환 등
}

 

 

 

 

		System.out.println("프로그램 시작!");
		
		// RuntimeException 클래스 계열들(Compile Unchecked Exception 계열)
//		int num = 0;
//		System.out.println(3 / num);
		// => 나눗셈 연산의 피연산자가 0인 경우 ArimethicException 예외 발생
		// => java.lang.ArithmeticException: / by zero
		//    at exception.Ex.main(Ex.java:43)
		//    => / by zero : 0 에 의한 나눗셈으로 인해 예외 발생했다는 메세지
		//       (Ex.java:43) : Ex.java 파일의 43번 라인에서 예외 발생
		
//		int[] arr = {1, 2, 3};
//		System.out.println(arr[5]);
		// 배열에 존재하지 않는 인덱스 접근 시 ArrayIndexOutOfBoundsException 발생
		// java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 5 => 5번 인덱스 문제
		// at exception.Ex.main(Ex.java:51) => 51번 라인에서 예외 발생
		
//		String str = null;
//		System.out.println(str.length());
		// 객체의 주소를 참조하지 않는 참조변수(null) 접근 시 
		// NullPointerException 예외 발생
		// => java.lang.NullPointerException: 
		//    Cannot invoke "String.length()" because "str" is null
		// => at exception.Ex.main(Ex.java:57) => 57번 라인에서 예외 발생
		
		System.out.println("프로그램 종료!");

 

		// 예외 처리
		
		System.out.println("프로그램 시작!");
		
		try {
			// 예외가 발생할 것으로 예상되는 코드들을 try 블록 내에 위치시킴
			int num = 1;
			System.out.println(3 / num); // ArithmeticException 발생 위치
			// 만약, 이 지점에서 예외 발생 시 나머지 try 블록의 코드들은
			// 실행되지 못하고 바로 catch 문으로 이동
			
			int[] arr = {1, 2, 3};
			System.out.println(arr[2]); // ArrayIndexOutOfBoundsException 발생 위치
			// ArithmeticException 외에 다른 예외도 처리해야할 경우
			// 또 다른 catch 블록을 추가할 수 있다!
			// => 이 때, catch 블록은 if문처럼 순차적으로 수행됨
			
			String str = null;
			System.out.println(str.length()); // NullPointerException 발생 위치
			// 예외가 복수개 일 때 각각의 예외를 별도로 처리해도 되지만
			// 예외도 클래스이므로 업캐스팅이 가능하므로
			// 상위 예외 타입으로 묶어서 처리 가능
			// ex) NullPointerException + ArithmeticException
			//     = RuntimeException 또는 Exception 클래스 처리 가능
			
			System.out.println("try 블록 끝!");
		} catch(ArithmeticException e) {
			// ArithemticException 예외가 발생했을 경우 처리할 코드를 기수
			// 예외가 발생하지 않을 경우 이 블록은 실행되지 않음
			e.printStackTrace();
			// => 예외 클래스, 발생 위치, 원인 등을 자세히 출력
			
//			e.getMessage(); // 예외 발생 원인 메세지를 문자열로 리턴
			System.out.println("0으로 나눌 수 없습니다! - " + e.getMessage());
			
		} catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			// ArrayIndexOutOfBoundsException 예외가 발생했을 경우 처리할 코드를 기술
			System.out.println("배열의 인덱스가 잘못 지정되었습니다. - " + e.getMessage());
//		} catch(Exception e) {
//			// 위쪽의 catch 블록에서 지정되지 않은 나머지 예외들은
//			// Exception 이 기술된 catch 블록에서 모두 처리 가능함
//			// => 단, 각 예외에 따른 처리 방법을 구분할 수 없음.
//			System.out.println("나머지 모든 예외 처리 - " + e.getMessage());		
		} catch(NullPointerException e) {
			// => Unreachable catch block for NullPointerException. 
			//    It is already handled by the catch block for Exception	
			// 주의! Exception 예외 처리 catch 블록이 존재할 경우
			// 해당 예외 아래쪽의 catch 블록은 실행되지 못함
			// => if문과 마찬가지로 순차적으로 처리되므로
			//    하위클래스 타입부터 상위클래스 타입순으로 예외 처리 필수!
			System.out.println("null 값을 참조할 수 없음! - " + e.getMessage());
		} catch(Exception e) {
			// 위쪽의 catch 블록에서 지정되지 않은 나머지 예외들은
			// Exception 이 기술된 catch 블록에서 모두 처리 가능함
			// => 단, 각 예외에 따른 처리 방법을 구분할 수 없음.
			System.out.println("나머지 모든 예외 처리 - " + e.getMessage());		
		}
		
		// try ~ catch 블록 밖의 코드는 예외 발생 여부와 관계없이 실행됨!
		System.out.println("프로그램 종료!");
		
	}

 

 

 

 

finally 블록

- 예외 발생 여부와 관계없이 무조건 수행해야하는 문장을 기술

- 심지어 return 문을 만나 메서드를 종료하더라도 호출한 곳으로 돌아가기 전 finally 블록을 실행한 후 돌아감

 

		method1();

	} // main() 메서드 끝
	
	public static void method1() {
		System.out.println("메서드 시작!");
		
		try {
//			String str = null;
			String str = "";
			System.out.println(str.length()); // NullPointerException 예외 발생
			System.out.println("try 블록 끝!");
			
			return; // 메세드 종료 후 호출한 곳으로 되돌아감
			// => finally 블록이 존재할 경우 호출한 곳으로 돌아가기 전
			//    finally 블록을 실행한 후 돌아감
			
		} catch(Exception e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("NullPointerException 예외 처리!");
		} finally {
			System.out.println("finally - 예외 발생 여부와 관계없이 실행됨!");
		}
		
	} // method1() 메서드 끝

		System.out.println("프로그램 시작!");
		
		try {
//			String str = null;
			String str = "";
			System.out.println(str.length()); // NullPointerException 예외 발생
			System.out.println("try 블록 끝!");
		} catch(Exception e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("NullPointerException 예외 처리!");
		} finally {
			System.out.println("finally - 예외 발생 여부와 관계없이 실행됨!");
		}
		
		System.out.println("프로그램 종료!");

 

 

 

예외 처리 위임(전달)

- 예외가 발생한 곳에서 try ~ catch 블록으로 직접 처리할 수 있지만 자신이 직접 처리하지 않고, 메서드 호출한 곳으로 예외 위임 가능

- throws 키워드를 사용

- 예외 처리를 위임받은 메서드는 다시 예외 처리에 대한 책임이 발생하며 직접 처리하거나 또 다른 곳으로 위임 가능

- 최종적으로 마지막 단계의 메서드에서는 try ~ catch 블록을 사용하여 예외를 직접 처리해야 함(ex. main() 메서드)

- throws 키워드를 사용하여 지정하는 예외는 1개 또는 복수개 지정 가능

 

 

 

< 예외 위임 기본 문법 >

- 메서드 정의 시 메서드 선언부 마지막에 throws 키워드를 쓰고
		    뒤에 예외를 위임할 클래스명을 기술(복수개일 경우 콤마로 구분)
		 [접근제한자] 리턴타입 메서드명([파라미터...]) throws 예외클래스명... {
		  		// 예외가 발생하는 코드...
		  }

 

 

	public static void 팀장() throws Exception {
		// 1. 대리로부터 위임받은 예외를 직접 처리하는 경우
//		try {
//			대리();
//		} catch (ClassNotFoundException e) {
//			e.printStackTrace();
//		} catch (RuntimeException e) {
//			e.printStackTrace();
//		}
		
		// 2. 팀장이 위임받은 예외를 사장(main()) 에게 위임하는 경우
		// => RuntimeException 과 ClassNotFoundException 을 명시하거나
		//    Exception 타입으로 위임 가능
		대리();
	}
	
	public static void 대리() throws RuntimeException, ClassNotFoundException {
		// 사원으로부터 예외를 위임받아 처리할 때
		// 1. 위임받은 대리가 직접 처리하는 경우
//		try {
//			사원();
//			사원2();
//		} catch(ArithmeticException e) {
//			System.out.println("대리가 사원의 ArithmeticException 예외 직접 처리!");
//		} catch(NullPointerException e) {
//			System.out.println("대리가 사원의 NullPointerException 예외 직접 처리!");
//		} catch(ClassNotFoundException e) {
//			System.out.println("대리가 사원2의 ClassNotFoundException 예외 직접 처리!");
//		}
		
		// 2. 예외를 위임받은 대리도 팀장에게 다시 위임하는 경우
		// => 발생 가능성이 있는 예외 클래스를 모두 throws 키워드 뒤에 명시
		// => 모든 클래스를 따로 명시하거나, 상위 타입으로 결합하여 명시 가능
		사원(); // ArithmeticException, NullPointerException
		사원2(); // ClassNotFoundException
		
		
	}
	
	public static void 사원() throws ArithmeticException, NullPointerException {
		// 예외 처리 방법
		// 1. 예외가 발생한 곳에서 try ~ catch 로 직접 예외 처리
		try {
			System.out.println("사원에서 예외 발생!");
//			System.out.println(3 / 0); // ArithmeticException 발생하는 코드
			
//			String str = null;
//			System.out.println(str.length()); // NullPointerException 발생하는 코드
			
		} catch(ArithmeticException e) {
			System.out.println("사원이 직접 예외 처리!");
		} catch(NullPointerException e) {
			System.out.println("사원이 직접 예외 처리!");
		}
		
		// 2. 메서드를 호출한 곳으로 throws 키워드로 예외를 위임
		// => 현재 사원() 메서드를 호출한 곳(대리()) 으로 예외를 던짐(throws)
		// => 사원() 메서드 선언부 마지막에 throws 키워드를 쓰고
		//    throws 뒤에 예외 클래스를 1개 또는 복수개 명시(콤마 구분)
//		System.out.println("사원에서 예외 발생!");
//		System.out.println(3 / 0); // ArithmeticException 발생하는 코드
		
		String str = null;
		System.out.println(str.length()); // NullPointerException 발생하는 코드
	}
	
	public static void 사원2() throws ClassNotFoundException {
		System.out.println("사원2에서 예외 발생!");
		Class.forName(""); // ClassNotFoundException
		// => Unhandled exception type ClassNotFoundException
		// => Compile Checked Exception 이므로 예외 처리가 필수! (오류로 표시됨)
	}

 

		// 팀장으로부터 위임받을 때, 현재 메서드가 사장(main()) 일 경우
		// 더 이상 위임할 수 있는 곳이 없음(문법적으로 throws 로 해결 가능)
		// => 따라서, 최종적으로 사장(main()) 이 모든 예외를 처리해야 한다!
		try {
			팀장();
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("사장이 모든 예외를 처리!");
			e.printStackTrace();
		}

	} // main() 메서드 끝

 

 

 

사용자에 의한 예외 발생(throw)

- 자바 기준으로 예외가 아닌 상황에서도 개발자(사용자)의 의도대로 예외를 직접 발생시키는 것

- throw 키워드를 사용하여 발생시킬 예외 클래스 객체를 지정

=> 예외 클래스의 인스턴스를 생성하여 강제로 해당 예외 발생시킴

 

- 예외 클래스 인스턴스를 변수에 저장하여 발생시켜도 되지만 주로 일회성으로 예외를 발생시키고 재사용할 일이 없으므로 별도의 변수 없이 임시 객체 형태로 사용하는 경우가 많음 (new 예외클래스명() 형태로 객체를 생성하여 전달)

 

 

< 기본 문법 > 

예외를 발생시킬 코드 위치에서
throw 예외객체;

 

 

사용자 정의 예외 클래스

- 기존의 예외클래스가 발생시킨 예외와 일치하지 않을 경우 Exception 클래스로 예외 처리 시 발생한 예외를 파악하기 힘들다

- 사용자가 직접 예외 클래스를 작성하여 발생시킬 예외에 맞는 객체를 만들어서 전달하면 예외 파악이 쉬워진다

- 사용자 정의 예외 클래스 정의 시 예외 클래스를 상속받아 정의 (ex. Exception 클래스를 상속받은 서브클래스 정의)

=> 주로 Exception 클래스를 상속받아 정의

 

- 보통, 생성자를 정의하여 슈퍼클래스에 예외메세지만 초기화

 

// 사용자 정의 예외 클래스 작성
// - 원하는 이름의 서브클래스 정의 후 예외클래스를 상속받음
// - 주로, Exception 클래스를 상속받아 정의함
class InvalidScoreException extends Exception {
	
	// 생성자를 정의하여 예외 메세지를 슈퍼클래스의 생성자에 전달
	public InvalidScoreException(String message) {
		super(message);
	}
}

		try {
			printScore(150);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		
		System.out.println("--------------------------------");
		
		try {
			userExceptionMethod(150);
		} catch (InvalidScoreException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	} // main() 메서드 끝
	
	public static void printScore(int score) throws Exception {
		/*
		 * 점수를 입력받아 학점을 계산 후 출력하는 메서드
		 * 단, 점수 범위를 0 ~ 100 사이의 정수로 한정
		 * 만약, 0 ~ 100 사이가 아닐 경우 비정상적인 점수이므로 오류 발생 필요함
		 * 그러나, int형 범위를 벗어나지 않으므로 자바 기준으로는 예외가 아님!
		 * => 따라서, 원하는 시점에 특정 조건 발생 시 강제로 예외를 발생 
		 */
		if(score < 0 || score > 100) {
//			System.out.println(score + "점 : 점수 입력 오류!");
			// throw 키워드를 사용하여 해당 예외 클래스 객체 생성
			// => 단, 점수 입력 오류에 대한 별도의 예외 클래스가 없으므로
			//    기존의 클래스 활용(일치하는 클래스가 없으면 Exception 클래스 사용)
//			Exception e = new Exception("점수 입력 오류 - " + score);
			// => 예외 발생 시 표시할 예외 메세지를 생성자 파라미터로 전달
			
			// throw 키워드 뒤에 예외 객체를 지정하여 해당 예외를 발생시킴
//			throw e;
			// => Unhandled exception type Exception
			
			// 위의 방법은 Exception 객체의 변수 e 를 한 번만 사용함
			// 별도의 변수 없이 바로 객체를 생성하여 예외 발생 가능 = 임시 객체
			throw new Exception("점수 입력 오류 - " + score);
		}
	} // printScore() 메서드 끝
	
	public static void userExceptionMethod(int score) throws InvalidScoreException {
		if(score < 0 || score > 100) {
			// Exception 클래스 대신 사용자 정의 예외클래스인
			// InvalidScoreException 클래스를 사용하여 예외 발생시킬 수 있음
			throw new InvalidScoreException("점수 입력 오류 - " + score);
		}
	}

} // Ex4 클래스 끝