[40] 230223 Java Ch. 10 예외 처리: 1. 예외 클래스, 2. 예외 처리 [K-디지털 트레이닝 40일]

230223 Thu 40th class

Ch. 10 예외 처리 
진도: p. 453 ~ (교재: 혼자 공부하는 자바, 저자: 신용권)
한빛미디어_혼공자_용어집.pdf
용어 참고

혼자 공부하는 자바 | 신용권 - 교보문고

오늘 배운 것 중 기억할 것을 정리했다. 

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Ch. 10 예외 처리

책의 목차
10-1 예외 클래스
10-2 예외 처리

10.1 예외 클래스

자바에서는 컴퓨터 하드웨어의 오동작 또는 고장으로 인해 응용프로그램 실행 오류가 발생하는 것을 에러(error)라고 한다. 그리고 에러 이외에 프로그램 자체에서 발생하는 오류는 예외(exception)라고 부른다. 

예외 exception [10장 444쪽] 사용자의 잘못된 조작 또는 개발자의 잘못된 코딩으로 인해 발생하는 프로그램 오류

예외가 발생하면 프로그램은 곧바로 종료된다는 점에서는 에러와 비슷하다. 
그러나 예외 처리를 통해 프로그램을 종료하지 않고 정상 실행 상태가 유지되도록 할 수 있다. 

예외 처리 exception handling [10장 444쪽] 일반적으로 프로그램이 처리되는 동안 특정한 문제가 일어났을 때 처리를 중단하고 다른 처리를 하는 것. 자바에서는 예외(exception)라고 부르는 오류를 처리하는 과정을 말하기도 한다.

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1) 예외와 예외 클래스 

예외에는 두 가지 종류가 있다. 

• 일반 예외: 컴파일러 체크 예외라고도 한다. 만약 예외 처리 코드가 없다면 컴파일 오류가 발생한다.
일반 예외는 Exception을 상속받지만 Runtime Exception은 상속받지 않는다.
(빨간색 밑줄, 처리해야 한다.)

• 실행 예외: 컴파일러 넌 체크 예외라고 한다. 실행 시 예측할 수 없이 갑자기 발생하기 때문에 컴파일하는 과정에서 예외 처리 코드를 검사하지 않는다.
실행 예외는 RuntimeException을 상속받은 클래스들이다.
(실행했을 때 나옴) 

(컴파일 compile [1장 2쪽] 컴퓨터가 이해할 수 있도록 0과 1로 이루어진 기계어로 변환하는 과정)

자바에서는 예외를 클래스로 관리한다. JVM은 프로그램을 실행하는 도중에 예외가 발생하면 해당 예외 클래스로 객체를 생성한다. 그리고 나서 예외 처리 코드에서 예외 객체를 이용할 수 있도록 해준다. 
모든 예외 클래스는 java.lang.Exception 클래스를 상속받는다. 

참고: https://www3.ntu.edu.sg/home/ehchua/programming/java/j5a_exceptionassert.html

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2) 실행 예외

2.1 NullPointerException 실행 예외

객체 참조가 없는 상태, 즉 null 값을 갖는 참조 변수로 객체 접근 연산자인 도트(.)를 사용했을 때 발생한다. 

int[] score = new int[3]
for (int i; i <= 3; i++){
...
}

예제)

public class NullPointerException {
	public static void main(String[] args) {
		String data = null;
		System.out.println(data.toString());
	}
}

결과)

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at ch10.NullPointerException.main(NullPointerException.java:6)

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2.1 ArrayIndexOutOfBoundsException 실행 예외

배열에서 인덱스 범위를 초과할 경우 발생한다. 

예제 1)

public class ArrayIndexOutOfBoundsExceptionExample {
	public static void main(String[] args) {
		String data1 = args[0];
		String data2 = args[1];
		
		System.out.println("args[0]:" + data1);
		System.out.println("args[0]:" + data2);
	}
}

결과 1.1) 2개의 실행 매개값을 주지 않았기 때문에 인덱스를 사용할 수 없다. 

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
	at ch10.ArrayIndexOutOfBoundsExceptionExample.main(ArrayIndexOutOfBoundsExceptionExample.java:5)

결과 1.2) Run - Run Configuration - Arguments 입력란에 2개의 매개값을 입력한다. 

args[0]:10
args[0]:20

예제 2)

public class ArrayIndexOutOfBoundsExceptionExample {
	public static void main(String[] args) {
		if(args.length == 2) {
		String data1 = args[0];
		String data2 = args[1];
		
		System.out.println("args[0]:" + data1);
		System.out.println("args[0]:" + data2);
	} else {
		System.out.println("두 개의 실행 매개값이 필요합니다.");
	}
}
}

결과) 

두 개의 실행 매개값이 필요합니다.

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2.3 NumberFormatException 실행 예외

문자열로 되어 있는 데이터를 숫자로 변경하는 경우 문자열을 숫자로 변환할 수 없을 때 발생한다. 

예제)

public class NumberFormatExceptionExample {
	public static void main(String[] args) {
	String data1 = "100";
	String data2 = "a100";
	
	int value1 = Integer.parseInt(data1);
	int value2 = Integer.parseInt(data2); //NumberFormatException 발생
	
	int result = value1 + value2;
	System.out.println(data1 + "+" + data2 + "=" + result); 
	}
}

결과) 

Exception in thread "main" java.lang.NumberFormatException: For input string: "a100"
	at java.lang.NumberFormatException.forInputString(Unknown Source)
	at java.lang.Integer.parseInt(Unknown Source)
	at java.lang.Integer.parseInt(Unknown Source)
	at ch10.NumberFormatExceptionExample.main(NumberFormatExceptionExample.java:9)

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2.4 ClassCastException 실행 예외 p. 450

타입 변환(Casting)은 상위 클래스 - 하위 클래스, 구현 클래스 - 인터페이스 간에 발생한다.
이러한 관계가 아니라면 클래스는 다른 타입으로 변환할 수 없기 때문에 ClassCastException이 발생한다. 

2023.02.01 - [1. Revision 2023/Java] - [24] 230201 Ch. 3 자바 연산자: 1. 연산자와 연산식, 2. 연산자의 종류

instanceof는 객체 타입을 확인하는 연산자이다. 형변환 가능 여부를 확인하며 true / false로 결과를 반환한다.
대입 연산자는 오른쪽 피연산자의 값을 왼쪽 피연산자인 변수에 저장된다.
instanceof 연산자는 왼쪽 피연산자인 인스턴스가 오른쪽 피연산자인 클래스나 인터페이스로부터 생성되었으면 true를 반환하고, 그렇지 않으면 false를 반환합니다.

인스턴스 이름 instanceof 클래스 또는 인터페이스 이름

예제)

public class ClassCastExceptionExample {

	//Animal animal = new Dog();
	//Animal animal = new Cat();
	
	public static void main(String[] args) {
		Dog dog = new Dog();
		changeDog(dog);
		
		Cat cat = new Cat();
		changeDog(cat);
	}

	public static void changeDog(Animal animal) {
		Dog dog = (Dog) animal; //ClassCastException 발생 가능
	}
}

class Animal {}
class Dog extends Animal {}
class Cat extends Animal {}

결과)

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: ch10.Cat cannot be cast to ch10.Dog
	at ch10.ClassCastExceptionExample.changeDog(ClassCastExceptionExample.java:17)
	at ch10.ClassCastExceptionExample.main(ClassCastExceptionExample.java:13)

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마무리

4가지 키워드로 끝내는 핵심 포인트 p. 452

1) 예외: 사용자의 잘못된 조작 또는 개발자의 잘못된 코딩으로 인해 발생하는 프로그램의 오류
예외가 발생하면 프로그램은 곧바로 종료된다는 점에서는 에러와 비슷하다.
하지만 예외는 예외 처리(exception handling)을 통해 프로그램을 종료하지 않고 정상 실행 상태가 유지되도록 할 수 있다.

2) 예외 클래스: 자바에서는 예외를 클래스로 관리한다. JVM은 프로그램을 실행하는 도중에 예외가 발생하면 해당 예외 클래스로 객체를 생성한다. 그리고 나서 예외 처리 코드에서 예외 객체를 이용할 수 있도록 해준다.
모든 예외 클래스는 java.lang.Exception 클래스를 상속받는다.

3) 일반 예외: 컴파일러 체크 예외라고도 한다. 프로그램 실행 시 예외가 발생할 가능성이 높기 때문에 자바 소스를 컴파일하는 과정에서 해당 예외 처리 코드가 있는지 검사한다. 만약 예외 처리 코드가 없다면 컴파일 에러가 발생한다.
(빨간색 밑줄 그어진다.)

4) 실행 예외: 컴파일러 넌 체크 예외라고 한다. 실행 시 예측할 수 없이 갑자기 발생하기 때문에 컴파일하는 과정에서 예외 처리 코드가 있는지 검사하지 않는다.

예외: 사용자 조작 실수, 개발자 코딩 문제 발생 오류

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10.2 예외 처리

10.2.1 예외 처리 코드 p. 453

예외 발생시 처리 순서
예외 있을 시 
try → catch → finally

예외 없을 시
try → finally

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Try: try문 안에 있는 코드들이 에러가 발생하는 경우 catch 문으로 전달합니다.
Catch: try에서 발생한 예외처리를 진행합니다.
Finally: 예외처리가 발생여부를 떠나 무조건 실행하도록 하는 구문입니다.

참고: https://mozi.tistory.com/550

발생한 예외: ClassNotFoundException

 

예제 1) 일반 예외 처리

public class TryCatchFinallyExample {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			Class clazz = Class.forName("java.lang.String2");
		} catch(ClassNotFoundException e) {
			System.out.println("클래스가 존재하지 않습니다.");
		}
	}
}

결과)

클래스가 존재하지 않습니다.

예제 2) 실행 예외 처리 

public class TryCatchFinallyRuntimeExceptionExample {
	public static void main(String[] args) {
		String data1 = null;
		String data2 = null;
		
		data1 = args[0];
		data2 = args[1];
			
		System.out.println(data1);
		System.out.println(data2);
	}
}

결과) ArrayIndexOutOfBoundsException: 배열의 범위를 벗어났다.

Exception in thread "main" java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: 0
	at ch10.TryCatchFinallyRuntimeExceptionExample.main(TryCatchFinallyRuntimeExceptionExample.java:9)

예제 2.1) 실행 예외 처리

public class TryCatchFinallyRuntimeExceptionExample {
	public static void main(String[] args) {
		String data1 = null;
		String data2 = null;
		
		try {
			data1 = args[0];
			data2 = args[1];
			
			System.out.println(data1);
			System.out.println(data2);
		} catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			System.out.println("실행 매개값의 수가 부족합니다.");
			return;
		}
		
		try {
			int value1 = Integer.parseInt(data1);
			int value2 = Integer.parseInt(data2);
			int result = value1 + value2;
			//System.out.println(result);
			System.out.println(data1 + "+" + data2 + "=" + result);
		}catch(NumberFormatException e) {
			System.out.println("숫자로 변환할 수 없습니다.");
		}finally {
			System.out.println("다시 실행하세요.");
		}
	}
}

결과 2.1)

실행 매개값의 수가 부족합니다.

결과 2.2) Run Configurations 메뉴를 선택한 후 2개의 실행 매개값을 준 경우

10
20
10+20=30
다시 실행하세요.

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10.2.2 예외 종류에 따른 처리 코드 p. 457

1) 다중 catch

catch 블록이 여러 개라 할지라도 단 하나의 catch 블록만 실행된다.
그 이유는 try 블록에서 동시다발적으로 예외가 발생하지 않고, 하나의 예외가 발생하면 즉시 실행을 멈추고 해당 catch 블록으로 이동하기 때문이다. 

예제) 다중 catch

public class CatchByExceptionKindExample {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			String data1 = args[0];
			String data2 = args[1];
			int value1 = Integer.parseInt(data1);
			int value2 = Integer.parseInt(data2);
			int result = value1 + value2;
			System.out.println(data1 + "+" + data2 + "=" + result);
		}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			System.out.println("실행 매개값의 수가 부족합니다.");
		}catch(NumberFormatException e) {
			System.out.println("숫자로 변환할 수 없습니다.");
		}finally {
			System.out.println("다시 실행하세요.");
		}
	}
}

2) catch 순서 p. 458

상위 예외 클래스가 하위 예외 클래스보다 아래쪽에 위치해야 한다.
이유는 try 블록에서 예외가 발생했을 때, 예외를 처리해줄 catch 블록은 위에서부터 차례대로 검색되고 만약 상위 예외 클래스의 catch 블록이 위에 있다면, 하위 예외 클래스의 catch 블록은 실행되지 않는다.

예제)

public class CatchByExceptionKindExample {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			String data1 = args[0];
			String data2 = args[1];
			int value1 = Integer.parseInt(data1);
			int value2 = Integer.parseInt(data2);
			int result = value1 + value2;
			System.out.println(data1 + "+" + data2 + "=" + result);

		}catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			System.out.println("실행 매개값의 수가 부족합니다.");
		}catch(NumberFormatException e) {
			System.out.println("숫자로 변환할 수 없습니다.");
		}catch(Exception e) {//상위 클래스
			System.out.println("실행 매개값의 수가 부족합니다.");
		}finally {
			System.out.println("다시 실행하세요.");
		}
	}
}

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10.2.3 예외 떠넘기기 p. 460

메서드 선언부 끝에 작성되어 메서드에서 처리하지 않은 예외를 호출한 곳으로 떠넘기는 역할을 한다. throws 키워드 뒤에는 떠넘길 예외 클래스를 쉼표로 구분해서 나열해주면 된다.

//일반적인 예외처리
void add(int x, int y){
          //try~catch 문장 예외처리
}

void add2(int x, int y) throws 예외 클래스{

}

add2(1,2)

예제) 예외 처리 떠넘기기 

public class ThrowsExample {
	public static void main(String[] args) {
		try {
		//메서드 호출 
			findClass();
		}catch(ClassNotFoundException e) {
			System.out.println("클래스가 존재하지 않습니다.");
		}
	}
	
	//메서드 선언
	public static void findClass() throws ClassNotFoundException {
		Class clazz = Class.forName("java.lang.String2");
	}
}

결과)

클래스가 존재하지 않습니다.

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마무리
4가지 키워드로 끝내는 핵심 포인트 p. 463

1) 예외 처리: 프로그램에서 예외가 발생했을 경우 프로그램의 갑작스러운 종료를 막고, 정상 실행을 유지할 수 있도록 처리하는 것이다.

2) try-catch-finally 블록: 생성자내부와 메서드 내부에서 작성되어 일반 예외와 실행 예외가 발생할 경우 예외 처리를 할 수 있도록 해준다. 

3) 다중 catch 블록: catch 블록이 여러 개라 할지라도 단 하나의 catch 블록만 실행된다.
그 이유는 try 블록에서 동시다발적으로 예외가 발생하지 않고, 하나의 예외가 발생하면 즉시 실행을 멈추고 해당 catch 블록으로 이동하기 때문이다. 

4) throws 키워드: 메서드 선언부 끝에 작성되어 메서드에서 처리하지 않은 예외를 호출한 곳으로 떠넘기는 역할을 한다. throws 키워드 뒤에는 떠넘길 예외 클래스를 쉼표로 구분해서 나열해주면 된다.

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