김영한 스프링 강의 요약 - 자바 예외 이해

목차
1. 예외 계층
2. 예외 기본 규칙
3. 체크 예외 기본 이해
4. 언체크 예외 기본 이해
5. 체크 예외 활용
6. 언체크 예외 활용
7. 예외 포함과 스택 트레이스

1. 예외 계층

• Object : 예외도 객체이다. 모든 객체의 최상위 부모는 Object이므로 예외의 최상위 부모도 Object이다.
• Throwable : 최상위 예외이다. 하위에 Exception과 Error가 있다.
• Error : 메모리 부족이나 심각한 시스템 오류와 같이 애플리케이션에서 복구 불가능한 시스템 예외이다. 애플리케이션 개발자는 이 예외를 잡으려고 해서는 안된다.
  • 상위 예외를 catch로 잡으면 그 하위 예외까지 함께 잡는다. 따라서 애플리케이션 로직에서는 Throwable 예외도 잡으면 안되는데, 앞서 이야기한 Error 예외도 함께 잡을 수 있기 때문이다. 애플리 케이션 로직은 이런 이유로 Exception부터 필요한 예외로 생각하고 잡으면 된다.
  • 참고로 Error도 언체크 예외이다.
• Exception : 체크 예외
  • 애플리케이션 로직에서 사용할 수 있는 실질적인 최상위 예외이다.
  • Exception 과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다. 단 RuntimeException은 예외로 한다.
• RuntimeException : 언체크 예외, 런타임 예외
  • 컴파일러가 체크 하지 않는 언체크 예외이다.
  • RuntimeException과 그 자식 예외는 모두 언체크 예외이다.
  • RuntimeException의 이름을 따라서 RuntimeException과 그 하위 언체크 예외를 런타임 예외라고 많이 부른다. 여기서도 앞으로는 런타임 예외로 종종 부르겠다.

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2. 예외 기본 규칙

예외는 잡아서 처리하거나, 처리할 수 없으면 밖으로 던져야한다.

 

예외에 대해서는 2가지 기본 규칙을 기억하자.

1. 예외는 잡아서 처리하거나 던져야 한다.

2. 예외를 잡거나 던질 때 지정한 예외뿐만 아니라 그 예외의 자식들도 함께 처리된다.

 

참고: 예외를 처리하지 못하고 계속 던지면 어떻게 될까?

웹 애플리케이션의 경우 WAS가 해당 예외를 받아서 처리하는데, 주로 사용자에게 개발자가 지정한, 오류 페이지를 보여준다.

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3. 체크 예외 기본 이해

• Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다. 단 RuntimeException은 예외로 한다.
• 체크 예외는 잡아서 처리하거나, 또는 밖으로 던지도록 선언해야한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.

체크 예외 전체 코드

@Slf4j
public class CheckedTest {

    @Test
    void checked_catch() {
        Service service = new Service();
        service.callCatch();
    }
    
    @Test
    void checked_throw() {
        Service service = new Service();
        assertThatThrownBy(() -> service.callThrow())
                .isInstanceOf(MyCheckedException.class);
    }
    
    /**
     * Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다. 
     */
    static class MyCheckedException extends Exception {
        public MyCheckedException(String message) {
            super(message);
        }
    } 
    
    /**
     * Checked 예외는
     * 예외를 잡아서 처리하거나, 던지거나 둘중 하나를 필수로 선택해야 한다. 
     */
    static class Service {
        Repository repository = new Repository();

        /**
         * 예외를 잡아서 처리하는 코드 
         */
        public void callCatch() {
            try {
                repository.call();
            } catch (MyCheckedException e) {
                //예외 처리 로직
                log.info("예외 처리, message={}", e.getMessage(), e); 
            }
        }

        /**
         * 체크 예외를 밖으로 던지는 코드
         * 체크 예외는 예외를 잡지 않고 밖으로 던지려면 throws 예외를 메서드에 필수로 선언해야한다. 
         */
        public void callThrow() throws MyCheckedException {
            repository.call();
        } 
    }
    
    static class Repository {
        public void call() throws MyCheckedException {
            throw new MyCheckedException("ex");
        }
    } 
}

1) Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다.

static class MyCheckedException extends Exception {
    public MyCheckedException(String message) {
        super(message);
    }
}

• MyCheckedException는 Exception을 상속받았다. Exception을 상속받으면 체크 예외가 된다. 
• 참고로 RuntimeException을 상속받으면 언체크 예외가 된다.
• 예외가 제공하는 여러가지 기본 기능이 있는데, 그 중에 오류 메시지를 보관하는 기능도 있다. 예제에서 보는 것 처럼 생성자를 통해서 해당 기능을 그대로 사용하면 편리하다.

2) 먼저 예외를 잡아서 처리하는 코드를 실행해보자.

@Test
void checked_catch() {
    Service service = new Service();
    service.callCatch();
}

• service.callCatch()에서 예외를 처리했기 때문에 테스트 메서드까지 예외가 올라오지 않는다.
• 실행 순서를 분석해보자.
  • 1. test -> service.callCatch() -> repository.call() [예외발생,던짐]
  • 2. test <- service.callCatch() [예외처리] <- repository.call()
  • 3. test [정상흐름] <- service.callCatch() <- repository.call()
  • Repository.call()에서 MyUncheckedException 예외가 발생하고, 그 예외를 Service.callCatch()에서 잡는 것을 확인할 수 있다. 

3) 체크 예외를 잡아서 처리하는 코드

try {
    repository.call();
} catch (MyCheckedException e) { 
    //예외 처리 로직
}

• 체크 예외를 잡아서 처리하려면 catch(..)를 사용해서 예외를 잡으면 된다. 
• 여기서는 MyCheckedException 예외를 잡아서 처리한다.

4) catch는 해당 타입과 그 하위 타입을 모두 잡을 수 있다

public void callCatch() {
    try {
        repository.call();
    } catch (Exception e) {
        //예외 처리 로직 
    }
}

• catch에 MyCheckedException의 상위 타입인 Exception을 적어주어도 MyCheckedException을 잡을 수 있다.
• catch에 예외를 지정하면 해당 예외와 그 하위 타입 예외를 모두 잡아준다.
• 물론 정확하게 MyCheckedException만 잡고 싶다면 catch에 MyCheckedException을 적어주어야 한다.

5) 이번에는 예외를 처리하지 않고, 밖으로 던지는 코드를 살펴보자.

@Test
void checked_throw() {
    Service service = new Service();
    assertThatThrownBy(() -> service.callThrow())
            .isInstanceOf(MyCheckedException.class);
}

• service.callThrow()에서 예외를 처리하지 않고, 밖으로 던졌기 때문에 예외가 테스트 메서드까지 올라온 다.
• 테스트에서는 기대한 것 처럼 MyCheckedException 예외가 던져지면 성공으로 처리한다.
• 실행 순서를 분석해보자.
  • 1. test -> service.callThrow() -> repository.call() [예외발생,던짐]
  • 2. test <- service.callThrow() [예외던짐] <- repository.call()
  • 3. test [예외도착] <- service.callThrow() <- repository.call()

6) 체크 예외를 밖으로 던지는 코드

public void callThrow() throws MyCheckedException {
    repository.call();
}

• 체크 예외를 처리할 수 없을 때는 method() throws 예외을 사용해서 밖으로 던질 예외를 필수로 지정해주어야 한다. 여기서는 MyCheckedException을 밖으로 던지도록 지정해주었다.

7) 체크 예외를 밖으로 던지지 않으면 컴파일 오류 발생

public void callThrow() {
    repository.call();
}

• throws를 지정하지 않으면 컴파일 오류가 발생한다. Unhandled exception: hello.jdbc.exception.basic.CheckedTest.MyCheckedException
• 체크 예외의 경우 예외를 잡아서 처리하거나 또는 throws를 지정해서 예외를 밖으로 던진다는 선언을 필수로 해주어야 한다.

8) 참고로 체크 예외를 밖으로 던지는 경우에도 해당 타입과 그 하위 타입을 모두 던질 수 있다

public void callThrow() throws Exception {
    repository.call();
}

• throws에 MyCheckedException의 상위 타입인 Exception을 적어주어도 MyCheckedException을 던질 수 있다.
• throws에 지정한 타입과 그 하위 타입 예외를 밖으로 던진다.
• 물론 정확하게 MyCheckedException만 밖으로 던지고 싶다면 throws에 MyCheckedException을 적어주어야 한다.

9) 체크 예외의 장단점

체크 예외는 예외를 잡아서 처리할 수 없을 때, 예외를 밖으로 던지는 throws 예외를 필수로 선언해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다. 이것 때문에 장점과 단점이 동시에 존재한다.

• 장점: 개발자가 실수로 예외를 누락하지 않도록 컴파일러를 통해 문제를 잡아주는 훌륭한 안전 장치이다.
• 단점: 하지만 실제로는 개발자가 모든 체크 예외를 반드시 잡거나 던지도록 처리해야 하기 때문에, 너무 번거로운 일이 된다. 크게 신경쓰고 싶지 않은 예외까지 모두 챙겨야 한다. 추가로 의존관계에 따른 단점도 있다.

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4. 언체크 예외 기본 이해

• RuntimeException과 그 하위 예외는 언체크 예외로 분류된다.
• 언체크 예외는 말 그대로 컴파일러가 예외를 체크하지 않는다는 뜻이다.
• 언체크 예외는 체크 예외와 기본적으로 동일하다. 차이가 있다면 예외를 던지는 throws를 선언하지 않고, 생략 할 수 있다. 이 경우 자동으로 예외를 던진다.

체크 예외 VS 언체크 예외

• 체크 예외와 언체크 예외의 차이는 사실 예외를 처리할 수 없을 때 예외를 밖으로 던지는 부분에 있다. 이 부분을 필수로 선언해야 하는가 생략할 수 있는가의 차이다.
• 체크 예외: 예외를 잡아서 처리하지 않으면 항상 throws에 던지는 예외를 선언해야 한다.
• 언체크 예외: 예외를 잡아서 처리하지 않아도 throws를 생략할 수 있다.

 

언체크 예외 전체 코드

@Slf4j
public class UncheckedTest {

    @Test
    void unchecked_catch() {
        Service service = new Service();
        service.callCatch();
    }

    @Test
    void unchecked_throw() {
        Service service = new Service();
        assertThatThrownBy(() -> service.callThrow())
                .isInstanceOf(MyUncheckedException.class);
    }
    
    /**
     * RuntimeException을 상속받은 예외는 언체크 예외가 된다. 
     */
    static class MyUncheckedException extends RuntimeException {
        public MyUncheckedException(String message) {
            super(message);
        }
    }
    
    /**
     * UnChecked 예외는
     * 예외를 잡거나, 던지지 않아도 된다.
     * 예외를 잡지 않으면 자동으로 밖으로 던진다. 
     */
    static class Service {
    
        Repository repository = new Repository();

        /**
         * 필요한 경우 예외를 잡아서 처리하면 된다. 
         */
        public void callCatch() {
            try {
                repository.call();
            } catch (MyUncheckedException e) {
                //예외 처리 로직
                log.info("예외 처리, message={}", e.getMessage(), e); 
            }
        }
        
        /**
         * 예외를 잡지 않아도 된다. 자연스럽게 상위로 넘어간다.
         * 체크 예외와 다르게 throws 예외 선언을 하지 않아도 된다. 
         */
        public void callThrow() {
            repository.call();
        } 
    }

    static class Repository {
        public void call() {
            throw new MyUncheckedException("ex");
        }
    } 
}

1) 언체크 예외를 잡아서 처리하는 코드

try {
    repository.call();
} catch (MyUncheckedException e) { 
    //예외 처리 로직
    log.info("error", e);
}

• 언체크 예외도 필요한 경우 이렇게 잡아서 처리할 수 있다.

2) 언체크 예외를 밖으로 던지는 코드 - 생략

public void callThrow() {
    repository.call();
}

• 언체크 예외는 체크 예외와 다르게 throws 예외를 선언하지 않아도 된다.
• 말 그대로 컴파일러가 이런 부분을 체크하지 않기 때문에 언체크 예외이다.

3) 언체크 예외를 밖으로 던지는 코드 - 선언

public void callThrow() throws MyUncheckedException {
    repository.call();
}

• 참고로 언체크 예외도 throws 예외를 선언해도 된다. 물론 생략할 수 있다.
• 언체크 예외는 주로 생략하지만, 중요한 예외의 경우 이렇게 선언해두면 해당 코드를 호출하는 개발자가 이런 예외가 발생한다는 점을 IDE를 통해 좀 더 편리하게 인지할 수 있다.(컴파일 시점에 막을 수 있는 것은 아니고, IDE 를 통해서 인지할 수 있는 정도이다.)

4) 언체크 예외의 장단점

• 언체크예외는예외를잡아서처리할수없을때,예외를밖으로던지는 throws 예외를 생략할 수 있다. 이것때문에 장점과 단점이 동시에 존재한다.
• 장점 : 신경쓰고 싶지 않은 언체크 예외를 무시할 수 있다. 체크 예외의 경우 처리할 수 없는 예외를 밖으로 던지려 면 항상 throws 예외를 선언해야 하지만, 언체크 예외는 이 부분을 생략할 수 있다. 이후에 설명하겠지만, 신경 쓰고 싶지 않은 예외의 의존관계를 참조하지 않아도 되는 장점이 있다.
• 단점: 언체크 예외는 개발자가 실수로 예외를 누락할 수 있다. 반면에 체크 예외는 컴파일러를 통해 예외 누락을 잡아준다.

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5. 체크 예외 활용

그렇다면 언제 체크 예외를 사용하고 언제 언체크(런타임) 예외를 사용하면 좋을까? 

 

1. 기본 원칙은 다음 2가지를 기억하자.

• 기본적으로 언체크(런타임) 예외를 사용하자.
• 체크 예외는 비즈니스 로직상 의도적으로 던지는 예외에만 사용하자. 이 경우 해당 예외를 잡아서 반드시 처리해야 하는 문제일 때만 체크 예외를 사용해야 한다. 예를 들어서 다 음과 같은 경우가 있다. 체크 예외
• 예) 계좌 이체 실패 예외, 결제시 포인트 부족 예외, 로그인 ID, PW 불일치 예외
• 물론 이 경우에도 100% 체크 예외로 만들어야 하는 것은 아니다. 다만 계좌 이체 실패처럼 매우 심각한 문제는 개발자가 실수로 예외를 놓치면 안된다고 판단할 수 있다. 이 경우 체크 예외로 만들어 두면 컴파일러 를 통해 놓친 예외를 인지할 수 있다.

 

2. 체크 예외의 문제점

• 체크 예외는 컴파일러가 예외 누락을 체크해주기 때문에 개발자가 실수로 예외를 놓치는 것을 막아준다. 그래서 항상 명시적으로 예외를 잡아서 처리하거나, 처리할 수 없을 때는 예외를 던지도록 method() throws 예외로 선언해야 한다. 지금까지 이야기를 들어보면 체크 예외가 런타임 예외보다 더 안전하고 좋아보이는데, 왜 체크 예외를 기본으로 사용하는 것이 문제가 될까?

1) 복구 불가능한 예외

• 이런 문제들은 보통 사용자에게 어떤 문제가 발생했는지 자세히 설명하기가 어렵다. 그래서 사용자에게는 "서비스에 문제가 있습니다." 라는 일반적인 메시지를 보여준다. ("데이터베이스에 어떤 오류가 발생했어요" 라고 알려주어도 일반 사용자가 이해할 수 없다. 그리고 보안에도 문제가 될 수 있다.) 
• API라면 보통 HTTP 상태코드 500(내부 서버 오류)을 사용해서 응답을 내려준다. 
• 이렇게 해결이 불가능한 공통 예외는 별도의 오류 로그를 남기고, 개발자가 오류를 빨리 인지할 수 있도록 메일, 알림(문자, 슬랙)등을 통해서 전달 받아야 한다. 예를 들어서 SQLException이 잘못된 SQL을 작성 해서 발생했다면, 개발자가 해당 SQL을 수정해서 배포하기 전까지 사용자는 같은 문제를 겪게 된다.

2) 의존 관계에 대한 문제

체크 예외의 또 다른 심각한 문제는 예외에 대한 의존 관계 문제이다. 앞서 대부분의 예외는 복구 불가능한 예외라고 했다. 그런데 체크 예외이기 때문에 컨트롤러나 서비스 입장에서는 본인이 처리할 수 없어도 어쩔 수 없이 throws를 통해 던지는 예외를 선언해야 한다.

 

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6. 언체크 예외 활용

@Slf4j
public class UncheckedAppTest {
    
    @Test
    void unchecked() {
        Controller controller = new Controller();
        assertThatThrownBy(() -> controller.request())
                .isInstanceOf(Exception.class);
    }
    
    @Test
    void printEx() {
        Controller controller = new Controller();
        try {
            controller.request();
        } catch (Exception e) {
            //e.printStackTrace();
            log.info("ex", e);
        } 
    }
 
    static class Controller {
        Service service = new Service();
    
        public void request() {
            service.logic();
        } 
    }
    
    static class Service {
        Repository repository = new Repository();
        NetworkClient networkClient = new NetworkClient();
    
        public void logic() {
            repository.call();
            networkClient.call();
        } 
    }
    
    static class NetworkClient {
        public void call() {
            throw new RuntimeConnectException("연결 실패"); 
        }
    }
    
    static class Repository {
        public void call() {
            try {
                runSQL();
            } catch (SQLException e) {
                throw new RuntimeSQLException(e);
            } 
        }
        
        private void runSQL() throws SQLException {
            throw new SQLException("ex");
        } 
     }
     
    static class RuntimeConnectException extends RuntimeException {
        public RuntimeConnectException(String message) {
             super(message);
        } 
    }
    
    static class RuntimeSQLException extends RuntimeException {
        public RuntimeSQLException() {
        }
        
        public RuntimeSQLException(Throwable cause) {
            super(cause);
        } 
    }
}

1) 예외 전환 

• 리포지토리에서 체크 예외인 SQLException이 발생하면 런타임 예외인 RuntimeSQLException으로 전환 해서 예외를 던진다. 참고로 이때 기존 예외를 포함해주어야 예외 출력시 스택 트레이스에서 기존 예외도 함께 확인할 수 있다.
• NetworkClient` 는 단순히 기존 체크 예외를 RuntimeConnectException이라는 런타임 예외가 발생하 도록 코드를 바꾸었다.

2) 런타임 예외 - 대부분 복구 불가능한 예외

• 시스템에서 발생한 예외는 대부분 복구 불가능 예외이다. 런타임 예외를 사용하면 서비스나 컨트롤러가 이런 복구 불가능한 예외를 신경쓰지 않아도 된다. 물론 이렇게 복구 불가능한 예외는 일관성 있게 공통으로 처리해야 한다.

3) 런타임 예외 - 의존 관계에 대한 문제

• 런타임 예외는 해당 객체가 처리할 수 없는 예외는 무시하면 된다. 따라서 체크 예외 처럼 예외를 강제로 의존하지 않아도 된다.

4) 런타임 예외 throws 생략

class Controller {
    public void request() {
        service.logic();
    }
}

class Service {
    public void logic() {
        repository.call();
        networkClient.call();
    }
}

런타임 예외이기 때문에 컨트롤러나 서비스가 예외를 처리할 수 없다면 다음 부분을 생략할 수 다.

• method() throws RuntimeSQLException, RuntimeConnectException
• 따라서 컨트롤러와 서비스에서 해당 예외에 대한 의존 관계가 발생하지 않는다.

5) throws Exception

처음 자바를 설계할 당시에는 체크 예외가 더 나은 선택이라 생각했다. 그래서 자바가 기본으로 제공하는 기능들에는 체크 예외가 많다. 그런데 시간이 흐르면서 복구 할 수 없는 예외가 너무 많아졌다. 특히 라이브러리를 점점 더 많이 사용 하면서 처리해야 하는 예외도 더 늘어났다. 체크 예외는 해당 라이브러리들이 제공하는 모든 예외를 처리할 수 없을 때 마다 throws에 예외를 덕지덕지 붙어야 했다. 그래서 개발자들은 throws Exception이라는 극단적?인 방법도 자주 사용하게 되었다. 물론 이 방법은 사용하면 안된다. 모든 예외를 던진다고 선언하는 것인데, 결과적으로 어떤 예외를 잡고 어떤 예외를 던지는지 알 수 없기 때문이다. 체크 예외를 사용한다면 잡을 건 잡고 던질 예외는 명확하게 던지도록 선언해야 한다. 체크 예외의 이런 문제점 때문에 최근 라이브러리들은 대부분 런타임 예외를 기본으로 제공한다. 사실 위에서 예시로 설명한 JPA 기술도 런타임 예외를 사용한다. 스프링도 대부분 런타임 예외를 제공한다. 런타임 예외도 필요하면 잡을 수 있기 때문에 필요한 경우에는 잡아서 처리하고, 그렇지 않으면 자연스럽게 던지도록 둔다. 그리고 예외를 공통으로 처리하는 부분을 앞에 만들어서 처리하면 된다.

 

6) 런타임 예외는 문서화

• 런타임 예외는 문서화를 잘해야 한다.
• 또는 코드에 throws 런타임예외을 남겨서 중요한 예외를 인지할 수 있게 해준다.

JPA EntityManager

 /**
  * Make an instance managed and persistent.
  * @param entity  entity instance
  * @throws EntityExistsException if the entity already exists.
  * @throws IllegalArgumentException if the instance is not an
  *         entity
  * @throws TransactionRequiredException if there is no transaction when
  *         invoked on a container-managed entity manager of that is of type
  *         <code>PersistenceContextType.TRANSACTION</code>
  */
public void persist(Object entity);

예) 문서에 예외 명시

 

**스프링 JdbcTemplate**

/**
  * Issue a single SQL execute, typically a DDL statement.
  * @param sql static SQL to execute
  * @throws DataAccessException if there is any problem
  */
void execute(String sql) throws DataAccessException;

예) method() throws DataAccessException와 같이 문서화 + 코드에도 명시

• 런타임 예외도 throws에 선언할 수 있다. 물론 생략해도 된다.
• 던지는 예외가 명확하고 중요하다면, 코드에 어떤 예외를 던지는지 명시되어 있기 때문에 개발자가 IDE를 통해서 예외를 확인하기가 편리하다.
• 물론 컨트롤러나 서비스에서 DataAccessException을 사용하지 않는다면 런타임 예외이기 때문에 무시해도 된다.

---

7. 예외 포함과 스택 트레이스

예외를 전환할 때는 꼭! 기존 예외를 포함해야 한다. 그렇지 않으면 스택 트레이스를 확인할 때 심각한 문제가 발생한다.

@Test
void printEx() {
    Controller controller = new Controller();
    try {
        controller.request();
    } catch (Exception e) {
        //e.printStackTrace();
        log.info("ex", e);
    }
}

로그를 출력할 때 마지막 파라미터에 예외를 넣어주면 로그에 스택 트레이스를 출력할 수 있다. 

• 예) log.info("message={}", "message", ex), 여기에서 마지막에 ex를 전달하는 것을 확인할 수 있다. 이렇게 하면 스택 트레이스에 로그를 출력할 수 있다. 
• 예) log.info("ex", ex) 지금 예에서는 파라미터가 없기 때문에, 예외만 파라미터에 전달하면 스택 트레이스를 로그에 출력할 수 있다.

기존 예외를 포함하는 경우

public void call() {
    try {
        runSQL();
    } catch (SQLException e) {
        throw new RuntimeSQLException(e); //기존 예외(e) 포함 
    }
}

기존 예외를 포함하지 않는 경우

public void call() {
    try {
        runSQL();
    } catch (SQLException e) {
        throw new RuntimeSQLException(); //기존 예외(e) 제외 
    }
}

 

 

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