Java

throw와 throws 그리고 Chained Exception

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자바에서 예외처리는 오류를 예측하고 이에 대응하여 프로그램의 안정성을 높일 뿐만 아니라, 상황에 따라서 단순히 발생한 오류를 잡아내는 것을 넘어, 필요에 따라 예외를 발생시키거나 떠넘기고, 예외를 다른 예외로 감싸 처리하는 등 다양한 방법을 유현하게 활용하여 코드의 가독성과 유지보수성을 높일 수 있다.

이 글에서는 자바의 예외처리 핵심 개념인 throw와 throws 그리고 Chained Exception에 대해 알아본다.

예외 던지기

예외 발생시키기

일반적으로 프로그램은 실행 중 예외가 발생하면 시스템이 자동으로 오류를 탐지하고 이를 처리하도록 되어 있다. 하지만 특정 상황에서는 개발자가 의도적으로 throw를 사용해 예외를 발생시키고 catch에서 이를 처리하는 경우도 있다.

throw는 new 연산자로 예외 클래스의 객체를 초기화하여 사용하며, 생성자에 메시지를 전달하면 catch에서 getMessage() 메서드를 통해 해당 메시지를 출력할 수 있다.

아래 코드에서는 사용자가 음수를 입력한 경우, IllegalArgumentException 예외가 발생하도록 설정하였다. throw 키워드를 통해 예외를 발생시키고, catch에서 이를 받아 오류 메시지를 출력한다.

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            System.out.print("양수를 입력하세요: ");
            int number = scanner.nextInt();
            
            if (number < 0) {
                // 사용자가 음수를 입력한 경우, 의도적으로 예외 발생
                throw new IllegalArgumentException("양수만 입력할 수 있습니다."); // 예외 메시지를 설정하여 catch 블록으로 전달
            }
            
            System.out.println("정상적인 입력을 받았습니다.");
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println("오류 발생: " + e.getMessage());
        } finally {
            System.out.println("프로그램이 종료됩니다.");
        }
    }
}

예외 떠넘기기

예외가 발생할 수 있는 코드를 작성할 때는 try-catch를 통해 예외를 처리하는 것이 일반적이다. 하지만 경우에 따라 예외 처리를 호출한 메서드로 넘겨 다른 곳에서 처리하도록 할 수 있다. 이를 위해 사용하는 키워드다 throws다. throws는 메서들 선언부 끝에 작성되며, 해당 메서드에서 발생할 수 있는 예외를 직접 처리(catch)하지 않고 호출한 곳으로 떠넘긴다.

throw는 예외를 발생시키는, throws는 예외를 메서드에 선언하는 키워드이다.

아래 코드에서는 method1(), method2(), method3() 세 메서드가 각각 예외 처리를 위해 try-catch로 감싸져 있다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        method1();
        method2();
        method3();
    }

    public static void method1() {
        try {
            throw new ClassNotFoundException("에러 발생: 클래스 찾기 실패");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

    public static void method2() {
        try {
            throw new ArithmeticException("에러 발생: 수학적 오류");
        } catch (ArithmeticException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }

    public static void method3() {
        try {
            throw new NullPointerException("에러 발생: Null 참조");
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
    }
}

이 경우 코드가 길어지고 가독성이 떨어질 수 있다. 위와 같은 코드에서 각 메서드에 throws 키워드를 사용해 예외를 떠넘기면, 예외가 발생해도 호출한 메서드에서 한꺼번에 처리할 수 있다. 이렇게 하면 중복된 try-catch를 줄여 코드가 간결해지고 가독성이 향상된다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            method1();
            method2();
            method3();
        } catch (ClassNotFoundException | ArithmeticException | NullPointerException e) {
            System.out.println("오류: " + e.getMessage());
        }
    }

    public static void method1() throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException("에러 발생: 클래스 찾기 실패");
    }

    public static void method2() throws ArithmeticException {
        throw new ArithmeticException("에러 발생: 수학적 오류");
    }

    public static void method3() throws NullPointerException {
        throw new NullPointerException("에러 발생: Null 참조");
    }
}

이렇게 메서드 선언부에 예외 클래스를 throws로 명시하면, 해당 메서드에서 예외를 처리하지 않고 호출한 상위 메서드로 떠넘기게 된다. throws를 사용해 예외를 던진 메서드는 자신이 예외를 직접 처리하지 않고, 예외를 호출한 메서드에게 전달해 처리하게끔 할 수 있다.

이 예외는 호출 스택을 따라 상위 메서드로 계속 전달될 수 있으며, 최종적으로 main 메서드까지 떠넘겨질 수 있다. 만약 main 메서드도 throws로 예외를 던진다면, 마지막에는 JVM에서 처리하게 된다.

연결된 예외

예외를 다른 예외로 감싸 던지기

연결된 예외(Chained Exception)는 원인 예외를 다른 예외로 감싸서 던지는 기법이다.

Throwable 클래스에서는 연결된 예외를 처리할 수 있도록 다음과 같은 메서드를 제공한다.

  • Throwable initCause(Throwable caues): 원인 예외를 등록하는 메서ㅡㄷ
  • Throwable getCause(): 원인 예외를 반환하는 메서드

이 메서드들을 통해 발생한 예외를 다른 예외로 감싸 던질 수 있으며, Exception 클래스의 상위 클래스인 Throwable에 정의되어 있기 때문에 모든 예외에서 사용할 수 있다.

아래 코드는 FileNotFountException을 원인 예외로 감싸 IOException으로 던지는 방식이다.

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

class FileProcessingException extends IOException {
    public FileProcessingException(String message) {
        super(message);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            processFile();
        } catch (FileProcessingException e) {
            System.out.println("원인 예외: " + e.getCause()); // 원인 예외 출력
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void processFile() throws FileProcessingException {
        try {
            throw new FileNotFoundException("파일을 찾을 수 없습니다."); // 원인 예외 발생
        } catch (FileNotFoundException e) {
            FileProcessingException fileProcessingException = new FileProcessingException("파일 처리 중 오류 발생"); // 새로운 예외 생성
            fileProcessingException.initCause(e); // FileProcessingException의 원인 예외를 FileNotFoundException으로 지정
            throw fileProcessingException; // FileProcessingException을 던져 상위 메서드로 전달
        }
    }
}

코드에 대한 부가 설명을 하겠다.

  1. processFile() 메서드에서 FileNotFoundException이 발생한다.
  2. catch에서 FileProcessingException 예외 객체를 생성한다.
  3. 그리고 FileProcessingException의 initCause() 메서드를 통해 원인 예외를 FileNotFoundException으로 지정한다.
  4. FileProcessingException을 상위 메서드로 던지며, main() 메서드에서 catch가 이를 처리한다.
  5. getCause() 메서드를 사용해 원인 예외(FileNotFoundException)를 catch하고 getCause() 메서드를 통해 원인 예외 로르글 출력한다.

이렇게 연결된 예외를 사용하는 이유는 여러 예외를 하나의 큰 범주의 예외로 묶어서 처리하기 위함이다. 예외를 감싸는 방식은 다형성을확장하여 다양한 예외를 한 번에 처리하는 방법을 제공하며, 복잡한 예외 처리를 간소화 할 수 있다. 또한, 특정 예외에 대한 명확한 에러 메시지를 제공하는 대신, 단계별로 문제의 원인과 발생 과정을 추적할 수 있게 해준다.

Checked Exception를 Unckecked Exception으로 변환하기

연결된 예외(Chained Exception)를 사용하는 또 다른 이유는 Checked Exception을 Unchecked Exception으로 변환하여 컴파일러가 예외 처리를 강제하지 않도록 하는 것이다.

자바에서 Checked Exception을 도입한 이유는 프로그래밍 경험이 적은 개발자도 안정적인 프로그래밍을 하도록 돕기 위함이다. 하지만 런타임 예외로 처리해도 무방한 예외들이 Checked Exception으로 등록되어 있는 경우가 많다. 이때 연결된 예외를 사용해 Checked Exception을 Unchecked Exception으로 감싸 변환하면, 컴파일러의 예외 처리 강제성을 회피할 수 있다. 이렇게 함으로써 예외처리가 선택사항이 되어 코드가 더 간결해지고, 개발자는 필수적인 부분에서만 예외를 다루는 선택을 할 수 있다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
            install();
    }

    public static void install() {
        throw new RuntimeException(new IOException("설치할 공간이 부족합니다."));
        // Checked 예외인 IOException을 Unchecked 예외인 RuntimeException으로 감싸 Unchecked 예외로 변환
    }
}
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