Java의 예외 처리 (Exception Handling)

예외 처리(Exception Handling)는 프로그램이 비정상적으로 종료되지 않도록 하는 방법입니다.

1. 예외의 종류

일반 예외 (Checked Exception)
- 컴파일러가 예외 처리 코드를 요구하는 예외입니다.
- 예외 처리가 되어 있지 않으면 컴파일 에러가 발생합니다.
- IOException, SQLException 등
실행 예외 (Unchecked Exception)
- 컴파일러가 예외 처리 코드를 요구하지 않는 예외입니다.
- 런타임 시에 발생하며, 프로그램 실행 중 예외를 처리할 수 있습니다.
- NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException, ArithmeticException 등

2. 예외 처리 기본 구조

try-catch-finally 블록을 사용하여 예외를 처리합니다.

try {
    // 예외가 발생할 가능성이 있는 코드
} catch (Exception e) {
    // 예외가 발생했을 때 처리할 코드
} finally {
    // 예외 발생 여부와 상관없이 항상 실행되는 코드 (선택 사항)
}

1) try 블록

try 블록 안에는 예외가 발생할 가능성이 있는 코드를 작성합니다.
예외가 발생하면, 즉시 catch 블록으로 넘어가 예외를 처리합니다.

2) catch 블록

catch 블록에서는 발생한 예외에 대한 처리 코드를 작성합니다.
여러 개의 예외를 다중 catch 블록으로 처리할 수 있으며, 구체적인 예외부터 처리하는 것이 좋습니다.

3) finally 블록

finally 블록은 예외 발생 여부와 관계없이 실행됩니다. 주로 리소스 해제와 같은 작업을 수행합니다.

3. 예외 처리 종류

1) ArithmeticException 처리 (산술 연산 예외 처리)

산술 연산 예외가 발생하는 상황입니다. 예를 들어, 0으로 나누기를 시도하면 ArithmeticException이 발생합니다

public static String divide(int x, int y) {
    return x + " / " + y + " = " + (x / y);
}

try {
    System.out.println(divide(6, 0));
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("나누기 연산 중 에러 발생 >> " + e.getMessage());
} finally {
    System.out.println("연산 종료");
}

출력 결과

나누기 연산 중 에러 발생 >> / by zero
연산 종료

2) NullPointerException 처리

null 값을 참조하려고 시도하면 NullPointerException이 발생합니다.

public static int getLength(String str) {
    return str.length(); // // str이 null일 경우 NullPointerException 발생
}

try {
    System.out.println("단어 길이: " + getLength(null));
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("단어 길이 연산 중 에러 발생 >> " + e.getMessage());
}

출력 결과

단어 길이 연산 중 에러 발생 >> null

3) ArrayIndexOutOfBoundsException 처리

배열의 잘못된 인덱스에 접근하려고 시도하면 ArrayIndexOutOfBoundsException이 발생합니다.

int[] numbers = {10, 20, 30, 40, 50};

try {
    System.out.println(numbers[5]);  // 배열 범위를 벗어난 인덱스 접근
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.println("배열 인덱스 초과 >> " + e.getMessage());
}

출력 결과

배열 인덱스 초과 >> Index 5 out of bounds for length 5

4) InputMismatchException 처리 (사용자 입력 예외 처리)

사용자가 잘못된 형식을 입력하면 InputMismatchException이 발생합니다.

Scanner sc = new Scanner(System.in);
try {
    System.out.print("정수를 입력해주세요 >> ");
    int number = sc.nextInt(); // // 정수가 아닌 값 입력 시 예외 발생
    System.out.println("입력한 정수는 >> " + number);
} catch (InputMismatchException e) {
    System.out.println("정수를 입력하지 않았습니다. >> " + e.getMessage());
} finally {
    sc.close();
}

출력 결과 (문자 입력 시)

정수를 입력하지 않았습니다. >> null

4. 다중 예외 처리 (Multiple Catch)

다양한 예외를 한 번에 처리할 수 있는 다중 catch 블록입니다.

Scanner sc = null;
try {
    sc = new Scanner(System.in);
    System.out.print("숫자를 입력하세요 >> ");
    String input = sc.nextLine();
    int number = Integer.parseInt(input);  // NumberFormatException
    int result = 100 / number;  // ArithmeticException
    int[] array = new int[5];
    array[number] = 10;  // ArrayIndexOutOfBoundsException
    System.out.println("결과 >> " + Arrays.toString(array));
} catch (NumberFormatException e) {
    System.out.println("숫자 형식이 잘못되었습니다. >> " + e.getMessage());
} catch (ArithmeticException e) {
    System.out.println("0으로 나눌 수 없습니다. >> " + e.getMessage());
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
    System.out.println("배열 인덱스 범위를 초과했습니다. >> " + e.getMessage());
} catch (Exception e) {
    // General exception handler (Exception e)
    // 예상치 못한 예외나 명시적으로 처리하지 않은 예외를 잡는 "마지막 방어선"
    // - 일반적으로 마지막 catch 블록으로 사용되며, 더 구체적인 예외들은 해당 블록 앞에 위치해야 함
    System.out.println("알 수 없는 예외가 발생했습니다. >> " + e.getMessage());
} finally {
    if (sc != null) {
        sc.close();
    }
}

출력 결과

입력이 “0”일 경우

0으로 나눌 수 없습니다. >> / by zero

입력이 “abc”일 경우

숫자 형식이 잘못되었습니다. >> For input string: "abc"

5. NumberFormatException 과 InputMismatchException 차이점

NumberFormatException 은 문자열을 숫자로 변환하는 과정에서 형식이 맞지 않으면 발생하는 예외입니다.

"a"를 Integer.parseInt()로 숫자로 변환하려고 시도할 때 발생합니다.

String input = "a";
int number = Integer.parseInt(input);  // NumberFormatException 발생

InputMismatchException 은 Scanner로 입력을 받을 때, 예상한 타입과 다른 입력이 들어오면 발생합니다.

nextInt()로 숫자를 기대하는데 문자열 "a"가 입력되면 발생합니다.

Scanner sc = new Scanner(System.in);
int number = sc.nextInt();  // InputMismatchException 발생

NumberFormatException은 문자열 변환 오류에 대한 예외이며,
InputMismatchException은 Scanner로 잘못된 타입의 입력을 처리할 때 발생합니다.

6. 예외 처리의 장점

예외가 발생하더라도, 처리함으로써 프로그램이 종료되지 않고 안정적으로 실행됩니다.
예외를 처리하는 과정에서 오류의 원인을 파악할 수 있으며, 정보를 활용하여 디버깅할 수 있습니다.
프로그램의 안정성을 유지할 수 있습니다.