자바 예외 이해

예외 계층 

스프링이 제공하는 예외 추상화를 이해하기 위해서는 먼저 자바 기본 예외에 대한 이해가 필요하다.
예외는 자바 언어의 기본 문법에 들어가기 때문에 대부분 아는 내용일 것이다.
예외의 기본 내용을 간단히 복습하고, 실무에 필요한 체크 예외와 언체크 예외의 차이와 활용 방안에 대해서도 알아보자.

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. 애플리케이션 로직은 이런 이유로 Exception부터 필요한 예외로 생각하고 잡으면 된다.
• 참고로 Error도 언체크 예외이다.

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.
  
  

예외의 기본 원칙

예외는 잡아서 처리하거나, 처리못하고 밖으로 던지거나 둘 중 하나이다.

5. 예외 처리 이후로는 다시 정상적으로 작동한다.

 

예외를 처리하지 못하면 호출한 곳으로 예외를 계속 던지게 된다.

1. 예외는 잡거나 던지거나 처리해야한다.

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

• 예를 들어 Exception을 catch로 잡으면 하위 예외들도 모두 잡을 수 있다.
• 예를 들어 Exception을 throw로 던지면 그 하위 예외들도 모두 던질 수 있다.

참고 : 예외를 처리하지 못하고 계속 던지면 어떻게 될까?

자바 main() 쓰레드 경우에는 예외 로그를 출력하면서 시스템이 종료된다.

웹 어플리케이션의 경우에는 여러 사용자의 처리하기 때문에 하나의 예외로 종료되어선 안된다.

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

 

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.

 

Exception을 상속받은 예외는 체크 예외가 된다

RuntimeException을 상속받은 예외는 언체크 예외가 된다. 

예외가 제공하는 여러가지 기본 기능이 있는데, 그 중에 오류 메시지를 보관하는 기능도 있다. 예제에서 보는 것처럼

생성자를 통해 해당 기능을 그대로 사용하면 편리하다

 

체크 예외의 장단점

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

장점 : 개발자가 실수로 예외를 누락하지 않도록 컴파일러를 통해 문제를 잡아주는 훌륭한 안전장치다.

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. 추라고 의존관계에 따른 단점도 있는데 이부분은 뒤에서 설명하겠다

 

언체크 예외의 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 예외 : 예외를 잡아서 처리하지 않으면 항상 throws에 던지는 예외를 선언해야 한다.

언체크 예외 : 예외를 잡아서 처리하지 않아도 throw를 생략할 수 있다

 

언체크 예외의 장단점

언체크 예외는 예외를 잡아서 처리할 수 없을 때. 예외를 밖으로 던지는 throw 예외를 생략할 수 있다. 이것 때문에 장단점이 공존한다.

 

장점 : 신경쓰고 싶지 않은 언체크 예외를 무시할 수 있다. 체크 예외의 경우 처리할 수 없는 예외를 밖으로 던지려면 항상 throw 예외를 선언해야 하지만, 언체크 예외는 이 부분을 생략할 수 있는 장점이 있다.

단점 : 언체크 예외는 개발자가 실수로 예외를 누락할 수 있다. 반면에 체크 예외는 컴파일러가 예외 누락을 잡아준다.

 

체크예외와 언체크 예외의 차이는 사실 예외를 처리할 수 없을 때 밖으로 던지는 부분에 있다.
이 부분을 필수로 선언해야하느냐와 생략할 수 있는냐의 차이다.

 

체크예외와 언체크예외 활용

 

기본 원칙은 다음 2가지를 기억하자.

기본적으로 언체크(런타임) 예외를 사용하자.

체크 예외는 비즈닉스 로직상 의도적으로 던지는 예외에만 사용하자.

• 이 경우 해당 예외를 잡아서 반드시 처리해야 하는 문제일 때만 체크 예외를 사용해야 한다. 예를 들어서 다음과 같은 경우가 있다.
• 체크 예외 예)
  1. 계좌 이체 실패 예외
  2. 결제시 포인트 부족 예외
  3. 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 컴파일러를 통해 놓친 예외를 인지할 수 있다.

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?

 

체크 예외의 문제점

- 리포지토리는 DB에 접근해서 데이터를 저장하고 관리한다. 여기서는 SQLException 체크 예외를 던진다.

- NetworkClient는 외부 네트워크에 접속해서 어떤 기능을 처리하는 객체이다. 여기서는 ConnectionException 체크 예외를 던진다.

- 서비스는 리포지토리와 NetworkClient를 둘 다 호출한다.

• 따라서 두 곳에서 올라오는 체크 예외인 SQLException과 ConnectException을 처리해야 한다.
• 그런데 서비스는 이 둘을 모두 처리할 방법을 모른다. ConnectException 처럼 연결이 실패하거나, SQLException 처럼 데이터베이스에서 발생하는 문제처럼 심각한 문제들은 대부분 애플리케이션 로직에서 처리할 방법이 없다

서비스는 SQLException과 ConnectException를 처리할 수 없으므로 둘 다 밖으로 던진다

컨트롤도 두 예외를 처리할 방법이 없다.

웹 어플리케이션이라면 서블릿의 오류 페이지나, 또는 스프링 MVC가 제공하는 ControllerAdvice에서 이런 예외를 공통으로 처리한다.

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")

API라면 보통 HTTP 상태코드 500(내부 서버 오류)를 사용해서 응답을 내려준다.

이렇게 해결이 불가능한 공통 예외는 별도의 오류 로그를 남기고, 개발자가 오류를 빨리 인지할 수 있도록 메일, 알림을 통해서 전달 받아야 한다. 예를 들어서 SQLException이 잘못된 SQL을 작성해서 발생했다면, 개발자가 해당 SQL를 수정해서 배포하기 전까지는 사용자는 같은 문제를 겪게 된다.

 

2가지 문제

지금까지 설명한 예시와 코드를 보면 크게 2가지 문제를 알 수 있다.

1. 복구 불가능한 예외

2. 의존 관계에 대한 문제

 

1. 복구 불가능한 예외

대부분의 예외는 복구가 불가능하다. 일부 복구가 가능한 예외도 있지만 아주 적다.

SQLException을 예를 들면 데이터베이스에 무언가 문제가 있어서 발생하는 예외이다. SQL 문법에 문제가 있을 수 도 있고, 데이터베이스 자체에 문제가 발생했을 수도 있다.
데이터베이스 서버가 중간에 다운 되었을 수도 있고, 이러한 문제들은 대부분 복구가 불가능하다.

특히나 대부분의 서비스나 컨트롤러는 이런 문제를 해결할 수는 없으므로, 이러한 문제들은 일관성 있게 공통으로 처리해야한다. 오류 로그를 남기고 개발자가 해당 오류를 빠르게 인지하는 것이 필요하다. 서블릿 필터, 스프링 인터셉트, 스프링의 ControllerAdvice를 사용하면 이런 부분을 깔끔하게 공통으로 해결할 수 있다.

 

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.

JDBC -> JPA 같은 기술로 변경하면 예외도 함께 변경해야한다. 
그리고 해당 예외를 던지는 모든 다음 부분도 함께 변경해야 한다.

• logic() throws SQLException -> logic() throws JPAException(참고로 JPA 예외는 실제로 저렇진 않고, 이해하기 쉽게 예시를 든것이다.)
• 결과적으로 처리할 수 없는 체크 예외라면 서비스나 컨트롤러에서 처리하겠지만, 지금처럼 데이터베이스나 네트워크 통신처럼 시스템 레벨에서 올라온 예외들은 대부분 복구가 불가능하다. 그리고 실무에서 발생하는 대부분의 예외들은 이런 시스템 예외들이다.
• 문제는 이런 경우에 체크 예외를 사용하면 아래에서 복구 불가능한 예외를 서비스, 컨트롤러 같은 각각의 클래스가 모두 알고 있어야 한다. 그래서 불필요한 의존관계 문제가 발생하게 된다.

throw Exception
Exception은 최상위 예외라서 하위 예외는 다 받을 수 있고 다 보낼 수 있어서 남용하는것은 좋지않다.

 

 

런타입 예외 활용

런타임 예외를 사용하면 중간에 기술이 변경되어도 해당 예외를 사용하지 않는 컨트롤러, 서비스에서 코드를 변경하지 않아도 된다.

구현 기술이 변경되는 경우, 예외를 공통으로 처리하는 곳에서는 예외에 따른 다른 처리가 필요할 수 있지만, 공통 처리하는 한곳만 수정하면 되기때문에 영향을 최소화 할 수 있다.