[JAVA] #20 자바 예외처리 (try~catch)

안녕하세요, 여행벌입니다.

오늘은 자바에서 예외란 무엇이고, 어떻게 처리하는지에 대해서 포스팅해보겠습니다.

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예외

 자바에서 예외란 "예외적인 상황"을 의미합니다. 단순한 문법 오류 뿐만 아니라, 실행 중간에 발생하는 "정상적이지 않은 상황"을 모두 뜻하는 표현입니다. 자바 가상머신은 예외가 발생하면 그 내용을 간단히 출력하고 프로그램을 종료합니다.

예외 처리(try ~ catch)

 자바는 예외 상황 별로 그 상황을 알리기 위한 클래스를 정의하고 있습니다. 이러한 클래스를 가리켜 "에외 클래스" 라고 합니다. 자바에서는 예외가 발생하면 해당 예외 클래스의 인스턴스를 생성합니다. 이때, 이 인스턴스를 프로그래머가 처리해준다면, 예외는 처리된 것으로 간주하여 프로그램을 종료하지 않습니다.

 

 예외가 발생했을 때, 예외를 처리하고 프로그램을 정상적으로 실행하기 위해서는 try ~ catch 구문을 이용해야 합니다. 기본 구조는 다음과 같습니다.

try{
	// 관찰영역
}
catch(Exception name){
	// 예외 처리 영역
}
// try ~ catch 다음 영역

 예외가 발생할 수 있는 코드는 try 로 관찰 영역 안에 포함시키고, try 영역 안에서 발생하는 예외를 catch 영역에서 처리해주면 예외가 발생했을 때, 프로그램을 종료하지 않아도 됩니다.

 쉽게 정리하면 try 영역에서 발생하는 예외를 catch 영역에서 해결한다!! 라고 생각하시면 될 것 같습니다.

 

 구체적으로 예외가 발생하면 어떤 일들이 일어나는지 알아보겠습니다.

먼저, try 영역에서 에러가 발생합니다. 그러면 에러에 해당하는 인스턴스가 생성됩니다. 이 인스턴스를 catch 구문에 전달하게 되고, catch 구문 안에서 예외를 처리한 후, try ~ catch 다음 영역부터 다시 프로그램을 실행합니다. 이때, catch 구문 안에서 예외를 어떻게 처리하는지는 가상머신이 신경쓰지 않습니다.

 

 예시를 통해서 익혀보겠습니다.

package Hello;

public class test{
	public static void main(String args[]) {
		System.out.println("프로그램시작");
		System.out.println(5 / 0); // 예외 발생
		System.out.println("예외발생");
		System.out.println("예외가 발생하지만 시스템은 정상적으로 실행");
	}
}

우리는 0으로 나누면 에러가 발생하는 것을 알고 있습니다.

따라서, 위에서 얘기한 대로 예외가 발생한 지점에서 ArithmeticException 이라는 예외 내용을 간단히 출력하고 종료되는 것을 확인할 수 있습니다. 

[Output]
프로그램시작
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero
	at HelloWorld/Hello.test.main(test.java:6)

 이번에는 try ~ catch 구문을 이용해 예외가 발생하는 영역을 try 영역 안에 넣어보았습니다.

package Hello;

public class test{
	public static void main(String args[]) {
		System.out.println("프로그램시작");
		try {
			System.out.println(5 / 0); // 예외 발생
		}
		catch(Exception e) {
			System.out.println("예외발생");
		}
		System.out.println("예외가 발생하지만 시스템은 정상적으로 실행");
	}
}

[Output]
프로그램시작
예외발생
예외가 발생하지만 시스템은 정상적으로 실행

 프로그램이 시작하고 예외가 발생했지만, 프로그램이 정상적으로 끝까지 실행되는 것을 확인할 수 있습니다. 또, catch 구문에서 예외를 처리하지않고 무슨 일을 하던 가상머신은 신경쓰지 않고 try ~ catch 다음 구문부터 프로그램을 시작하는 것을 확인할 수 있습니다.

다중 예외 처리

 예외가 발생하는 종류가 여러가지면 어떻게 해야할까요?? 

 정수 2개를 입력받고 나누기를 하는 프로그램을 생각해보겠습니다.

package Hello;

import java.util.Scanner;

public class test{
	public static void main(String args[]) {
		Scanner kb = new Scanner(System.in);
		System.out.println("첫 번째 정수를 입력해주세요");
		int n1 = kb.nextInt();
		System.out.println("두 번째 정수를 입력해주세요");
		int n2 = kb.nextInt();
		System.out.println(n1 / n2);
	}
}

 1. 정수가 아닌 다른 문자가 입력으로 들어온다면??

 2. 나누는 수가 0이 들어온다면??

 다음과 같은 2가지 상황에서 에러가 발생할 수 있습니다. 그러면 에러가 발생하는 상황을 강제로 만들어서 어떤 에러가 발생하는지 보겠습니다.

[Output]
첫 번째 정수를 입력해주세요
a
Exception in thread "main" java.util.InputMismatchException
	at java.base/java.util.Scanner.throwFor(Scanner.java:939)
	at java.base/java.util.Scanner.next(Scanner.java:1594)
	at java.base/java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2258)
	at java.base/java.util.Scanner.nextInt(Scanner.java:2212)
	at HelloWorld/Hello.test.main(test.java:9)

 첫 번째 정수를 'a' 라는 문자를 입력했더니, InputmismatchException이 발생한 것을 확인 할 수 있습니다.

 두 번째 정수에 0을 입력하면, 0으로 나누는 상황이 되므로 위에서 다뤘던 ArithmeticException이 발생하겠죠?? 그럼 각각 다른 에러 상황에 다른 조치를 취하려면 어떻게 해야될까요?

package Hello;

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class test{
	public static void main(String args[]) {
		try {
			Scanner kb = new Scanner(System.in);
			System.out.println("첫 번째 정수를 입력해주세요");
			int n1 = kb.nextInt();
			System.out.println("두 번째 정수를 입력해주세요");
			int n2 = kb.nextInt();
			System.out.println(n1 / n2);
		}
		catch(InputMismatchException e) {
			System.out.println("잘못된 입력을 했습니다.");
		}
		catch(ArithmeticException e) {
			System.out.println("잘못된 나누기 연산입니다.");
		}
	}
}

 다음과 같이 catch 구문을 2개 만들고, 각각 발생할 수 있는 에러 인스턴스를 넘겨주면 됩니다.

[Output]
첫 번째 정수를 입력해주세요
a
잘못된 입력을 했습니다.

[Output]
첫 번째 정수를 입력해주세요
5
두 번째 정수를 입력해주세요
0
잘못된 나누기 연산입니다.

 문자열을 입력해도 정상적으로 프로그램이 진행되고, 다음과 같이 0으로 나눠도 프로그램이 잘 진행되는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 자바7에서부터는 다음과 같이 한 번에 여러가지 예외를 처리할 수 있도록 묶는 것도 가능합니다.

package Hello;

import java.util.InputMismatchException;
import java.util.Scanner;

public class test{
	public static void main(String args[]) {
		try {
			Scanner kb = new Scanner(System.in);
			System.out.println("첫 번째 정수를 입력해주세요");
			int n1 = kb.nextInt();
			System.out.println("두 번째 정수를 입력해주세요");
			int n2 = kb.nextInt();
			System.out.println(n1 / n2);
		}
		catch(InputMismatchException | ArithmeticException e) {
			System.out.println("잘못된 입력 혹은 잘못된 나누기 연산입니다.");
		}
	}
}

 따라서, 상황 별 예외의 처리 방식이 다르지 않은 경우에는 위와 같이 한 번에 catch 구문 안에서 여러 예외가 처리될 수 있또록 묶는 것도 좋은 방법이 될 수 있습니다.

예외 처리(try ~ catch ~ finally)

 try ~ catch 문을 이용해 예외 처리를 진행하면, 예외가 발생한 시점에 catch 문으로 넘어가고, catch 문이 실행되고 나서 try ~ catch 문 다음부터 다시 시작합니다. 그럼, 다음과 같이 try 문에서 예외가 발생한 시점보다 뒤에 꼭 실행되야하는 코드가 있으면 어떻게 해야될까요?

try{
	// 예외발생
	// 꼭 실행해야되는 코드
}
catch(Exception e){

}

 예외가 발생하면 꼭 실행해야되는 코드가 실행되지 않고 try ~ catch 문이 종료될 것입니다.

 그럼 또 문제가 발생하겠죠?? 이를 막기 위해 finally 가 추가되었습니다.

try{
	// 관찰영역
}
catch(Exception e){
	// 에러처리영역
}
finally{
	// 꼭 실행되야하는 영역
}

 finally 영역은 try 영역이 실행된다면 무조건 실행되는 영역입니다. 따라서, try 문 안에서 예외가 발생해 catch 영역으로 넘어가더라도 마지막에는 finally 영역을 실행하게 됩니다.

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