프로그램 오류

프로그램이 실행 중 어떤 원인에 의해서 오작동을 하거나 비정상적으로 종료되는 경우가 있습니다.

이러한 결과를 초래하는 원인을 프로그램 에러 또는 오류라고 합니다.

이를 발생시점에 따라 컴파일 에러와 런타임 에러로 나눌 수 있습니다.

컴파일 할 때 발생하는 에러를 컴파일 에러이고, 프로그램의 실행도중에 발생하는 에러를 런타임 에러라고 합니다.

이 외에도 논리적 에러가 있는데, 컴파일도 잘되고 실행도 잘되지만 의도한 것과 다르게 동작하는 것을 말합니다.

컴파일 에러 : 컴파일 시에 발생하는 에러

런타임 에러 : 실행 시에 발생하는 에러

논리적 에러 : 실행은 되지만, 의도와 다르게 동작하는 것

소스코드를 컴파일 하면 컴파일러가 소스코드에 대해 오타나 잘못된 구문, 자료형 체크 등의 기본적인 검사를 수행하여 오류가 있는지를 알려줍니다.

그러나 컴파일러가 소스코드의 기본적인 사항은 컴파일 시에 모두 걸러줄 수 있지만,

실행도중에 발생할 수 있는 잠재적인 오류까지 검사할 수 없기 때문에 컴파일은 잘되었어도 실행 중에 에러에 의해서 잘못된 결과를 얻거나

프로그램이 비정상적으로 종료될 수 있습니다.

지금까지 우리는 실행도중에 발생하는 런타임 에러를 여러 번 경험했습니다.

예를 들어 프로그램이 실행 중 동작을 멈춘 상태로 오랜 시간 지속되거나, 갑자기 프로그램이 실행을 멈추고 종료되는 경우 등이 이에 해당합니다.

런타임 에러를 방지하기 위해서는 프로그램의 실행도중 발생할 수 있는 모든 경우의 수를 고려하여 이에 대한 대비를 하는 것이 필요합니다.

자바에서는 실행 시 발생할 수 있는 프로그램 오류를 에러와 예외 두 가지로 구분했습니다.

에러(error) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 없는 심각한 오류

ex)메모리 부족, 스택오버플로우


예외(exception) : 프로그램 코드에 의해서 수습될 수 있는 다소 미약한 오류

예외 클래스의 계층구조

자베에서는 실행 시 발생할 수 있는 오류(Exception과 Error)를 클래스로 정의하였습니다.

앞서 배운 것처럼 모든 클래스의 조상은 Object 클래스이므로 Exception과 Error 클래스 역시 Object 클래스의 자손입니다.

모든 예외의 최고 조상은 Exception 클래스이며, 상속계층도를 Exception 클래스로부터 도식화하면 다음과 같습니다.

앞으로 위의 계층도에서 RuntimeException 클래스와 그 자식 클래스들을 RuntimeException 클래스들이라고 하고,

RuntimeException클래스들을 제외한 나머지 클래스들을 Exception클래스들이라 하겠습니다.

<Exception 클래스들> : 사용자의 실수와 같은 외적인 요인에 의해 발생하는 예외

ex) 존재하지 않는 파일의 이름을 입력(FileNotFoundException),

실수로 클래스의 이름을 잘못 적음(ClassNotFoundException),

입력한 데이터 형식이 잘못됨(DataFormatException)

<RuntimeException 클래스들> : 프로그래머의 실수로 발생하는 예외

ex) 배열의 범위를 벗어남(IndexOutOfBoundsException),

값이 null인 참조변수의 멤버를 호출(NullPointerException),

클래스간의 형변환을 잘못함(ClassCastException),

정수를 0으로 나누려고 시도(ArithmeticException)

예외처리하기 - try-catch 문

프로그램의 실행도중에 발생하는 에러는 어쩔 수 없지만, 예외는 프로그래머가 이에 대한 처리를 미리 해주어야 합니다.

예외처리란, 프로그램 실행 시 발생할 수 있는 예기치 못한 예외의 발생에 대비한 코드를 작성하는 것이며,

예외처리의 목적은 예외의 발생으로 인한 실행 중인 프로그램의 갑작스런 비정상 종료를 막고,

정상적인 실행상태를 유지할 수 있도록 하는 것입니다.

발생한 예외를 처리하지 못하면, 프로그램은 비정상적으로 종료되며,

처리되지 못한 예외는 JVM의 예외처리기가 받아서 예외의 원인을 화면에 출력합니다.

예외를 처리하기 위해서는 try-catch문을 사용하며, 그 구조는 다음과 같습니다.

try{

	//예외가 발생할 가능성이 있는 문장들을 넣는다.
	
}catch(Exception1 e1){

	//Exception1이 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 문장들을 적는다.
	
}catch(Exception2 e2){

	//Exception2가 발생했을 경우, 이를 처리하기 위한 적는다.
	
}

...

이와 같이 하나의 try블럭 다음에는 여러 종류의 예외를 처리할 수 있도록 하나 이상의 catch 블럭이 올 수 있으며,

이 중 발생한 예외의 종류와 일치하는 단 한 개의 catch 블럭만 수행됩니다.

발생한 예외의 종류와 일치하는 catch 블럭이 없으면 예외는 처리되지 않습니다.

또 if문과 달리, try블럭이나 catch 블럭 내에 포함된 문장이 하나뿐이어도 괄호 {}를 생략할 수 없습니다.

다음 예제를 보시죠!

위의 코드는 random()을 사용하여 0~9의 임의의 수로 num에 저장된 100을 나눈 결과를 출력하는 일을 10번 반복하는 코드입니다.

하지만, 보시다시피 10번 출력되기 이전에 예외가 발생하여 프로그램이 비정상적으로 종료됬습니다.

이는 0으로 나누려는 시도에 예외 ArithmeticException이 발생했기 때문입니다.

다음은 예외처리구문을 추가해서 실행 도중 예외가 발생하더라도 프로그램이 실행 도중에 비정상적으로 종료되지 않도록 수정한 것입니다.

위의 예제에서는 ArithmeticException이 발생한 경우 프로그램이 종료되지 않고, 예외가 발생되었다고 출력되는 것을 볼 수 있습니다.

try-catch문에서의 흐름

try-catch 문에서, 예외가 발생한 경우와 발생하지 않았을 때의 흐름이 달라집니다.

<try 블럭 내에서 예외가 발생한 경우>

1.발생한 예외와 일치하는 catch 블럭이 있는지 확인한다.

2.일치하는 catch블럭을 찾게 되면, 그 catch 블럭 내의 문장을 수행하고 전체 try-catch 문을 빠져나간다.

<try 블럭 내에서 예외가 발생하지 않은 경우>

1.catch 블럭을 거치지 않고 전체 try-catch 문을 빠져나가서 수행을 계속한다.

다음 예제를 보겠습니다.

try 블럭에서 예외가 발생하면, 예외가 발생한 위치 이후에 있는 try블럭의 문장들은 수행되지 않으므로, try 블럭에 포함시킬 코드의 범위를 잘 선택해야합니다.

예외의 발생과 catch 블럭

try 문에서 예외가 발생하면, 발생한 예외에 해당하는 클래스의 인스턴스가 만들어집니다.

그리고 첫번째 catch 블럭부터 차례로 내려가면서 catch 블럭의 괄호 () 내에 선언된 참조변수의 종류와 생성된 예외클래스의 인스턴스에

instanceof 연산자를 이용해서 검사하게 되는데, 검사결과가 true인 catch 블럭을 만날 때 까지 검사는 계속됩니다

검사결과가 true인 catch 블럭을 찾게 되면 블럭에 있는 문장들을 모두 수행한 후에 try-catch 문을 빠져나가고 예외는 처리되지만,

검사결과가 true인 catch 블럭이 하나도 없으면 예외는 처리되지 않습니다.

모든 예외 클래스는 Exception 클래스의 자식이므로 catch 블럭의 괄호()에 Exception 클래스 타입의 참조변수를 선언해 놓으면

어떤 종류의 예외가 발생하더라도 이 catch 블럭에 의해서 처리됩니다.

위의 예제는 이전 예제에서 catch 블럭의 괄호 ()에 ArithmeticExcepton 타입의 참조변수 대신에 Exception 클래스의 참조변수를 선언한 것입니다.

ArithmeticException 클래스는 Exception 클래스의 자식이므로

instanceof 결과가 true가 되어 catch 블럭의 문장들이 수행되고 예외는 처리되는 것입니다.

주의할 것은 catch 블럭을 차례로 내려가면서 검사하면서,

true가 되면 그 catch 블럭의 문장을 실행하고 전체 try-catch 문장을 빠져나온다는 것입니다.

printStackTrace() 와 getMessage()

예외가 발생했을 때 생성되는 예외 클래스의 인스턴스에는 발생한 예외에 대한 정보가 담겨져 있으며,

getMessage()와 printStackTrace()를 통해서 이 정보들을 얻을 수 있습니다.

printStackTrace()  : 예외발생 당시의 호출스택(Call Stack)에 있었던 메서드의 정보와 예외 메시지를 화면에 출력한다.


getMessage : 발생한 예외클래스의 인스턴스에 저장된 메시지를 얻을 수 있다.

멀티 catch 블럭

JDK 1.7 부터 여러 catch 블럭을 ‘|’ 기호를 이용해서, 하나의 catch 블럭으로 합칠 수 있게 되었으며,

이를 멀티 catch 블럭이라 합니다.

멀티 catch 블럭을 이용하면 중복된 코드를 줄일 수 있습니다.

//멀티 catch 사용 전

try{
	...
}catch(ExceptionA e){
	e.printStackTrace();
}catch(ExceptionB e2){
	e2.printStackTrace;
}

//멀티 catch 사용 후
try{
	...
}catch(ExceptionA | ExceptionB e){
	e.printStackTrace();
}

단, 기호 ‘|’에 연결된 예외 클래스가 부모와 지식 관계에 있다면 컴파일 에러가 발생합니다.

예외 발생시키기

키워드 throw 를 사용해서 프로그래머가 고의로 예외를 발생시킬 수 있으며, 방법은 아래의 순서를 따릅니다.

1. 먼저, 연산자 new를 이용해서 발생시키려는 예외 클래스의 객체를 만든 다음

Exception e=new Exception("고의로 발생시켰음");

2. 키워드 throw를 이용해서 예외를 발생시킨다.

throw e;

다음 예제를 보시죠!

위의 예제처럼 Exception을 고의로 발생시키면 컴파일 조차 되지 않습니다.

반면에 다음과 같이 RuntimeException을 발생시키면 컴파일은 되지만 실행 도중 비정상적으로 종료됩니다.

RuntimeException 클래스들은 컴파일러가 예외처리를 확인하지 않기 때문인데요~

그 때문에 unchecked 예외라고 불러집니다.

그리고 RuntimeException 클래스를 제외한 나머지 Exception 클래스들을 checked 예외라고 부릅니다.

어쨌든 두 경우 모두 프로그램이 비정상적으로 종료되기에 예외를 처리해주어야 합니다.