27. 예외처리

1. 오류의 종류
    1) 에러(Error)
        - 의도치 않게 프로그램이 종료되는 것을 에러라고 함
            - 하드웨어의 잘못된 동작 또는 고장으로 인한 오류(ex 정전, 배드섹터 등)
            - 에러가 발생하면 프로그램이 비정상 종료가 됨
            - 정상 실행 상태로 돌아갈 수가 없음
    2) 예외(Exception)
        - 사용자의 잘못된 조작 또는 개발자의 잘못된 프로그래밍으로 인한 오류를 말함
        - 예외가 발생하면 프로그램이 종료됨
        - 단, 예외 처리를 추가하면 정상 실행 상태로 되돌릴 수가 있음

2. 프로그램에서의 예외(오류)
    1) 컴파일 오류(compile error, checked exception)
        - 프로그램 코드 작성 중 발생하는 문법적 오류
        - 예외 처리 코드가 없다면 컴파일 예외 발생
        - eclipse, Intellij에서 대부분 detection됨

/*
 * ArthimeticException : 정수를 0으로 나눈 경우 발생
 */
public class ArthimeticTest {
	public static void main(String[] args) {
		int a = 10;
		int b = 0;
		
		int c = a / b;
		System.out.println(c);
	}
}

/*
 * NullPointerException : 초기화되지 않은 Object 사용하는 경우
 */
public class NullPointerTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		String str = null;
		
		try {
			System.out.println(str.toString());
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		
		System.out.println("end");
	}
}

    2) 실행 오류(runtime error, unchecked exception)
        - 실행 중인 프로그램이 의도하지 않은 동작(bug)을 하거나 프로그램이 중지되는 오류
        - 실행 오류는 비정상 종료가 되는 경우 시스템의 심각한 장애가 발생할 수 있음
        - NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException, NumberFormatException ...

import java.util.Arrays;

/*
 * ArrayIndexOutOfBoundsException : 배열의 크기를 넘어서 위치를 참조하려는 경우
 */
public class ArrayIndexOutOfBoundsTest {
	public static void main(String[] args) {
		int[] arr = new int[5];
		System.out.println(Arrays.toString(arr));
		
		try {
			for(int i=0; i<6; i++) {
				arr[i] = 6;
				System.out.println("arr[" + i + "] = " + arr[i]);
			}
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			System.out.println(e.toString());
		}
		
		System.out.println("end");
		
	}
}

public class NumberFormatTest {
	public static void main(String[] args) {
		String str1 = "100";
		String str2 = "100가";			// 숫자로 바꿀 수 없음
		System.out.println(str1 + ", " + str2);
		
		int value1 = Integer.parseInt(str1);
		System.out.println(value1);
		
		int value2 = Integer.parseInt(str2);
		System.out.println(value2);
		
		int result = value1 + value2;
		System.out.println(result);
	}
}

3. 예외 처리의 중요성
    1) 프로그램의 비정상 종료를 피하여 시스템이 원활하게 실행되도록 함
    2) 실행 오류가 발생한 경우 오류의 과정을 재현하는 것은 현실적으로 힘듦
    3) 오류가 발생한 경우 log를 남겨서 추후 log 분석을 통해 그 원인을 파악하여 bug 수정하는 것이 중요

4. 예외 처리하기와 미루기
    1) try ~ catch문
        - try 블럭에는 예외가 발생할 가능성이 있는 코드를 try 블럭 안에 기술
        - 예외가 발생하면 catch 블럭이 수행됨
        try {
            예외가 발생할 수 있는 코드
        } catch (처리할 예외타입 e) {
            try 블럭 안에서 예외가 발생했을 때 예외를 처리하는 부분
        }

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

public class FileExceptionHandlingTest2 {
	public static void main(String[] args) {
		
		try(FileInputStream fis = new FileInputStream("a.txt")) {
			System.out.println("read");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		}

		System.out.println("end");
	}
}

    2) try ~ catch-finally문
        - finally 블럭에서 파일을 닫거나 네트워크를 닫는 등의 리소스 해제 구현을 함
        - try {} 블럭이 수행되는 경우 finally {} 블럭은 항상 수행됨
        - 여러 개의 예외 블럭이 있는 경우 각각 리소스를 해제하지 않고 finally 블럭에서 해제하도록 구현함

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;

public class FileExceptionHandlingTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		FileInputStream fis = null;
		
		try {
			fis = new FileInputStream("a.txt");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace(); 개발할 때 이렇게 씀
		} finally {
			if (fis != null) {
				try {
					fis.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			System.out.println("finally 구문은 항상 호출됨");
		}

		System.out.println("end");
	}
}

    3) try with resources문
        - 리소스를 사용하는 경우 close() 하지 않아도 자동으로 해제되도록 함
        - 리소스를 try() 내부에서 선언해야 함
        - close()를 명시적으로 호출하지 않아도 try {} 블럭에서 열린 리소스는 정상적인 경우나 예외가 발생한 경우 모두 자동으로 해제됨 
        - 해당 리소스 클래스가 AutoCloseable 인터페이스를 구현해야 함
            - FileInputStream의 경우에는 AutoCloseable을 구현하고 있음

public class AutoCloseableObj implements AutoCloseable {

	@Override
	public void close() throws Exception {
		System.out.println("closing...");
	}

}





public class AutoCloseTest {
	public static void main(String[] args) {
		AutoCloseable obj = new AutoCloseableObj();
		try(obj) {
			// 여기 구문이 정상적으로 실행되고 나서 close() 호출되면서 리소스에 대해서 close()함
			throw new Exception();		// 예외 발생하더라도 마찬가지로 close() 처리함
		} catch(Exception e) {
			System.out.println("exception");
		}
		System.out.println("end");
	}
}

   4) 예외처리 미루기 (throws)
        - 이를 사용하는 부분에서 처리하는 방법
        - 메서드를 호출한 곳에서 예외를 처리하라고 떠넘김
        - 호출한 곳에서 반드시 예외처리 코드가 있어야 함
        - throws를 이용하면 예외가 발생할 수 있는 부분을 사용하는 문장에서 예외를 처리할 수 있음

public class ThrowsTest {
	/*
	 * - main()에서 method1()을 호출하고 있으니 여기서 예외처리를 해야 함
	 * - throws : 호출한 곳으로 예외를 다시 던지며, 호출한 곳에서 예외를 반드시 처리해야 함
	 */
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		try {
			method2();
		} catch (Exception e) {
			System.out.println("예외발생 : 0으로 나눌 수 없습니다.");
			// e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void method1() throws Exception {
		method2();
	}
	
	public static void method2() throws Exception {
		System.out.println(10/0);			// 실행예외
	}
}

    5) 하나의 try {} 블럭에서 예외가 여러 개 발생하는 경우
        - 여러 개의 예외가 발생하는 경우 예외를 묶어서 하나의 방법으로 처리할 수도 있음
        - 각각의 예외를 따로 처리할 수도 있음
        - Exception 클래스를 활용하여 처리할 때 Exception 블럭은 맨 마지막에 위치해야 함

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;

public class ThrowsExceptionTest {

	public Class loadClass(String fileName, String className) throws ClassNotFoundException, FileNotFoundException {
		FileInputStream fis = new FileInputStream(fileName);
		Class c = Class.forName(className);
		return c;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		ThrowsExceptionTest test = new ThrowsExceptionTest();
		try {
			test.loadClass("a.txt", "java.lang.String");
		} catch (ClassNotFoundException | FileNotFoundException e) {
			System.out.println(e);
			// e.printStackTrace();
		} 
		System.out.println("end");
	}
}

 

5. 강제로 예외 발생시키기 - throw
    1) 코드에서 강제로 예외를 발생시킴

6. 사용자 정의 예외 클래스 만들기
    1) 자바 표준 API에서 제공하지 않는 예외는 직접 프로그래밍해서 만들어야 함
    2) 응용 애플리케이션 서비스에서 발생하는 예외
        - 슈팅게임에서 비행기가 리소스가 없어도 비행하는 경우
        - 회원가입 실패, 계좌잔고 부족, 계좌이체 실패 등
    3) 기존 예외 클래스 중 가장 유사한 예외 클래스에서 상속받아 사용자 정의 예외 클래스를 만듦

public class Account {
	
	private long balance;
	
	// 현재 잔액을 가져오기
	public long getBalance() {
		return this.balance;
	}
	
	// 입금하기
	public void deposit(int money) {
		this.balance += money;
	}
	
	// 출금하기
	public void withdraw(int money) throws BalanceException {
		if(this.balance < money) {
			throw new BalanceException("잔액 부족");	// 예외발생시킴
		}
		this.balance -= money;
	}
}





// 사용자 정의 예외 클래스
public class BalanceException extends Exception {

	public BalanceException() {}
	
	public BalanceException(String message) {
		super(message);
	}
}






public class AccountTest {

	public static void main(String[] args) {
		Account account = new Account();
		account.deposit(50000);
		System.out.println("현재 잔액 : " + account.getBalance());
		
		try {
			account.withdraw(10000);
			System.out.println("현재 잔액2 : " + account.getBalance());
			
			account.withdraw(50000);
			System.out.println("현재 잔액3 : " + account.getBalance());
			
		} catch (BalanceException e) {
			System.out.println("예외 원인 : " + e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		} finally {
			System.out.println("정상 종료합니다.");
		}
	}
}

    4) 기본적으로 Exception 클래스를 상속해서 만들 수 있음
    5) 패스워드에 대한 예외처리하기
        - 패스워드를 입력할 때 다음과 같은 경우 오류처리를 합니다.
            - 비밀번호는 null일 수 없습니다.
            - 비밀번호의 길이는 10 이상입니다.
            - 비밀번호는 문자로만 이루어질 수 없습니다. (하나 이상의 숫자나 특수문자 필요)

public class PasswordException extends Exception {

	public PasswordException(String message) {
		super(message);
	}
}






public class PasswordTest {
	
	private String password;
	
	public void setPassword(String password) throws PasswordException {
		if(password == null) {
			throw new PasswordException("비밀번호는 null일 수 없습니다.");
		} else if (password.length() < 10) {
			throw new PasswordException("비밀번호의 길이는 10 이상입니다.");
		} else if (password.matches("[a-zA-Z]+")) {
			throw new PasswordException("비밀번호는 문자로만 이루어질 수 없습니다.");
		}
		
		this.password = password;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		PasswordTest test = new PasswordTest();
		
		String password = null;
		try {
			test.setPassword(password);
			System.out.println("오류없음1");
		} catch (PasswordException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("end");
		
		password = "abc";
		try {
			test.setPassword(password);
			System.out.println("오류없음2");
		} catch (PasswordException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("end2");
		
		password = "abcdefghijk";
		try {
			test.setPassword(password);
			System.out.println("오류없음3");
		} catch (PasswordException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("end3");
		
		password = "abcdefghi1#";
		try {
			test.setPassword(password);
			System.out.println("오류없음4");
		} catch (PasswordException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
			// e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("end4");
	}
}