Spring을 이용한 웹 개발 미니프로젝트 중 효율적인 Exception 처리 로직에 관해 공부할 필요성을 느껴 예외 처리 방법에 대해 정리했다.

예외(Exception) vs 오류(Error)

종종 예외와 오류를 동일하게 생각하는 경우가 있는데 둘은 명확히 다른 개념이다.

오류는 시스템 비정상적인 상황이 생겼을 때 발생한다. 이는 시스템 레벨에서 발생하는 심각한 수준의 문제이다.

예외는 프로그래머가 작성한 로직에서 발생하는 문제이다. 미리 예측하고 처리할 수있기 때문에 올바르게 핸들링하는것이 중요하다.

Exception 클래스

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Error와 Exception 클래스를 보면 Throwable 클래스를 상속받고 있다. Exception은 주로 개발자가 작성한 코드에 의해 런타임, 컴파일 중 발생한다. Error는 시스템레벨에서 처리해야하지만 Exception은 Exception Handling, 즉 개발자가 로직을 추가하여 처리할 수 있다.

Exception의 자식 클래스 중 RuntimeException 은 CheckedException 과 Unchecked Exception 을 구분하는 기준이다 .

CheckedException은 컴파일 단계에서 체크하기 때문에, 예외 처리를 하지 않는다면 컴파일 중 에러가 발생한다. 반면에 Unchecked Exception 은 예외처리가 필수가 아니며, 컴파일과 실행까지 가능하다. Unchecked Exception은 개발자에 부주의로 발생하는 경우가 대부분이다.

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일반적인 예외 처리

try-catch 문

일반적으로 JAVA 에서 예외 처리 방법의 구조는 try-catch 문이다.

try {
    // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드
} catch(Exception e1) {
    // 예외를 처리하는 코드1
} catch(Exception e2) {
    // 예외를 처리하는 코드2
}finally{
    // 예외 발생 여부에 관계없이 수행되는 코드 
}

예외가 발생할 가능성이 있는 코드를 try 블럭으로 감싸고, 잡고싶은 예외를 catch 블럭에 명시해 주는 방식이다.

catch블럭에서 정의한 예외 타입과 동일한 예외가 발생하면 catch 블럭에서 예외를 처리해준다.

java7 이상부터는 multi catch 문, try-catch-resource이 사용 가능하다.


try{
    // Exception 발생 코드
}catch(예외1 | 예외2 e){
    e.printStackTrace();
}finally{
    //finally 코드
}


try(FileInputStream fis = new FileInputStream("존재하지않는파일.txt")){
    /* 
    try-with-resources
    try 블록 내에서 자원을 선언하고 사용하는데, 이 자원은 try 블록을 벗어나면 자동으로 닫힙니다.

    try() Exception 발생시 바로 fis.close() 메소드 실행
    명시적으로 close() 메소드를 호출하지 않아도 된다.

    */

    System.out.println(fis.read());
}catch(IOException e){
    e.printStackTrace();
}

예외 던지기

예외 발생 시 try-catch 문으로 처리하는 것이 기본이지만, 경우에 따라 메소드에서 자신을 호출한 상위 메소드로 예외를 떠넘길 수 있다.

  • 일반적인 예외 처리
    • try-catch 문 일일히 감싸줌
    • 가독성이 떨어진다

public class Throws {
    public static void main(String[] args) {
        exception1();
        exception2();
    }

    public static void exception1(){
        try {
            throw new NullPointerException("NullPointerException");
        }catch(NullPointerException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

    public static void exception2(){
        try {
            throw new ClassNotFoundException("ClassNotFoundException");
        }catch(ClassNotFoundException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

}


NullPointerException
ClassNotFoundException
  • 예외 던지기 Throws
    • 자신을 호출한 메서드에게 예외를 전달하여 예외를 처리한다.

public class Throws {
    public static void main(String[] args) {
     try{
        exception1();
        exception2();
        }catch(NullPointerException | ClassNotFoundException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

      public static void exception1() throws NullPointerException{
        throw new NullPointerException("NullPointerException");
    }

    public static void exception2() throws ClassNotFoundException{
        throw new ClassNotFoundException("ClassNotFoundException");
    }

}

throws 예외클래스명을 기재하면 예외를 호출자에게 던지게된다. 해당 메서드 안에서 예외가 발생할 경우 try - catch 문이 없으면 해당 메서드를 호출한 상위 스택 메서드로 가서 예외 처리를 하게 된다.

NullPointerException

트랜잭션 (Transaction)

위에 표에서 확인했듯이 트랜잭션과 예외처리는 매우 밀접한 관련이 있다.

예외 발생시 트랜젝션 처리에 관한 내용을 보면 Checked Exception은 roll-back 하지 않고 Unchecked Exception은 roll-back 을 실행한다.

트랜잭션이란 하나의 작업 단위이며, 롤백(roll-back) 은 작업을 모두 취소하는 행위를 말한다.

메서드 블록내의 코드들이 예외가 발생해도 모두 실행되느냐 아니면 예외가 발생하면 그 상태로 중지하느냐에 따라 작업 단위에 대해 개발자가 적절한 예외 처리를 해야한다.

‘상품발송’ 이라는 트랜잭션을 가정해보자

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“상품발송” 트랜잭션 중 하나라도 실패하면 3가지를 모두 취소하고 “상품발송” 전의 상태로 되돌리고 싶을 경우에 어떻게 예외처리를 해야할까?

위에 예제 던지기 코드 예시를 보면 try-catch 문으로 예외 처리를 일일히 해준 경우 에러가 발생해도 모든 메소드가 실행되지만, throws 로 던져준 경우 한 곳에 예외가 발생하면 그 뒤 코드들은 실행되지 않게된다.


    public static void main(String[] args) {
        productShipment()
    }

    public void productShipment(){
        try{
            Packaging();
            Receipt();
            Shipment();
        }catch(Exception e){
            // 모두 취소();
        }
    }
    
    public void Packaging() throws Exception{

    }
    public void Receipt() throws Exception{
        
    }
    public void Shipment() throws Exception{
        
    }

다음과 같이 포장, 영수증발행, 발송 메서드에서는 예외를 던지고 상품발송 메서드에서 넘겨받은 예외를 처리하여 모두 취소하는 것이 완벽한 트랜잭션 처리 방법이다.

예외 처리 방법

예외를 처리하는 일반적인 방법은 예외 복구, 예외처리 회피, 예외 전환 3가지 이다.

  • 예외 복구 : 예외가 발생하면 다른 작업 흐름으로 유도
  • 예외 처리 회피 : 처리를 하지 않고 호출한 쪽으로 던짐
  • 예외 전환 : 호출한 쪽으로 던질 때 명확한 의미를 전달하기 위해 다른 예외로 전환

예외 복구

예외 복구의 핵심은 예외가 발생하여도 애플리케이션은 정상적인 흐름으로 진행하는 것이다.

    int maxretry = 10;

    while(maxretry-- > 0){
        try{
            // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드 
                return;
        }catch(____Exception e){
            // 정해진 시간만큼 대기 후 재시도 
            e.getStackTrace();
        }finally{
            // 리소스 반납 및 정리 작업 
        }
    }

위 코드는 특정 상황에서 에러가 발생할 때 그 예외를 잡아서 일정 시간만큼 대기하고 다시 재시도를 반복한 후 최대 재시도 횟수를 넘기면 예외를 발생시킨다.

재시도를 통해 정상적으로 어플리케이션을 작동시키거나 다른 흐름으로 유도시켜 예외가 발생하였어도 정상적으로 작업을 종료할 수 있다.

예외 처리 회피

예외가 발생하면 호출한 쪽으로 예외를 던져 처리를 회피하는 방법이다.

호출 부분에서 Exception을 Handling 하는 것이 더 바람직할 경우에만 사용해야한다.


public class Throws {
    public static void main(String[] args) {
     try{
        exception1();
        exception2();
        }catch(NullPointerException | ClassNotFoundException e){
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

      public static void exception1() throws NullPointerException{
        throw new NullPointerException("NullPointerException");
    }

    public static void exception2() throws ClassNotFoundException{
        throw new ClassNotFoundException("ClassNotFoundException");
    }

}

예외 전환

예외 전환은 예외를 잡아서 다른 예외를 던지는 방법이다. 예를 들어 Checked Exception 둥 복구 불가능한 예외가 잡혔다면 이를 Unchecked Exception 으로 전환하여 핸들링 할 수도 있다.

try{
     // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드 
}catch(____Exception e){
    throw CustomSpecificExceltion("예외 전환")
}

연결된 예외 (Chained Exception)

특정 예외에서 다른 예외를 발생시키는 것을 연결된 예외라고 한다. 예외도 마치 부모 예외로 감싸서 보내 마치 예외의 다형성 처럼 다룰 수 있다. 예를 들어 예외A가 예외B를 발생시켰다면, A를 B의 ‘원인 예외(cause exception)’라고 한다.

Exception 클래스가 상속하고 있는 Throwable 클래스에는 chained exception을 가능하게 해주는 다음 메서드를 지원한다.

  • Throwable initCause (Throwable cause) : 지정한 예외를 원인 예외로 등록

  • Throwable getCause() : 원인 예외를 반환

    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 예시로 IOException 발생
            throwCheckedException();
        } catch (RuntimeException e) {
            // Unchecked Exception으로 변환된 IOException 잡기
            System.out.println("Unchecked Exception occurred: " + e.getMessage());
            System.out.println("Caused: " + e.getCause());

        }
    }

    public static void throwCheckedException() {
        try {
            // Checked Exception 발생
            throw new IOException("This is a checked exception.");
        } catch (IOException e) {
            // Checked Exception을 Unchecked Exception으로 전환하여 다시 던지기
            IllegalArgumentException uncheckedIOException = new IllegalArgumentException("Unchecked IOException occurred.");
            uncheckedIOException.initCause(e); // IOException을 원인으로 설정
            throw uncheckedIOException;
        }
    }

    

Unchecked Exception occurred: Unchecked IOException occurred.
Caused: java.io.IOException: This is a checked exception.


위 코드는 연결된 예외(chained exception)을 이용해, checked 예외를 unchecked 예외로 전환하여 필수처리(Exception) 을 선택처리(RuntimeException)로 변경해준다. 따라서 호출자가 예외를 처리할 필요가 없어져 코드가 간소화되어 예외 처리 코드의 양이 줄어든다.

Exception Handling 주의 사항

1. Exception을 catch한 후에 아무 로직 없이 catch만 하는 것은 적합하지 않다.

2. Log를 출력하거나 로직을 원상 복구 시키는 로직을 첨가하여 catch만 수행하지 않고 해당 Exception에 대한 처리를 해야한다.

3. 예외 메세지만 남기기보다, 전체 Exception Stack을 다 넘기기 위해 Logging Framework (slf4j, log4j .. ) 를 사용하자.



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참고

[React] React를 이용해 간단한 일기장 만들기

리액트를 이용하여 간단한 일기장을 만들어보는 프로젝트를 진행했다. 코드는 한입크기로 잘라먹는 리액트를 참고했으며, 강의를 완강한 기념으로 관련 내용을 정리하고자한다.

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