[Spring] 예외 처리하기(체크/언체크), 트랜잭션 처리에 따른 예외 종속 해결 1편

인프런 강의

인프런 김영한님의 Spring Boot 강의 시리즈를 듣고 Spring 프레임워크의 방대한 기술들을 복기하고자 공부한 내용을 가볍게 정리한 것입니다. 문제가 될 시 삭제하겠습니다.

 

해당 프로젝트에서 배우는 내용

• 섹션 5 | 자바 예외 이해

 

먼저 트랜잭션으로 인한 특정 기술의 예외 의존성 문제를 해결하기 위해 자바 예외에 대해서 알아보도록 하자

 

예외 계층

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Object: 예외도 객체이다. 모든 객체의 최상위 부모는 Object이므로 예외의 최상위 부모도 Object이다.

1. Throwable: 최상위 예외이다. 하위에 Exception과 Error가 있다.
2. Error: 메모리 부족이나 심각한 시스템 오류와 같이 애플리케이션에서 복구 불가능한 시스템 예외이다.
   • 상위 예외를 catch로 잡으면 하위 예외까지 함께 잡으므로 Throwable로 잡으면 안된다.
3. Exception: 체크 예외
   • 애플리케이션 로직에서 사용할 수 있는 실질적인 최상위 예외
   • Exception과 그 하위 예외는 모두 컴파일러가 체크하는 체크 예외이다. 단, RuntimeException은 예외로 한다.
4. RuntimeException: 언체크 예외, 런타임 예외
   • 컴파일러가 체크하지 않는 언체크 예외이다.
   • RuntimeException과 그 자식 예외는 모두 언체크 예외이다.

 

예외 기본 규칙

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

 

예외를 처리하지 못하고 계속 던지면 어떻게 되는가?

• 자바 main() 쓰레드의 경우 예외 로그를 출력하면서 시스템이 종료된다.
• 웹 애플리케이션의 경우 여러 사용자의 요청을 처리하기 때문에 하나의 예외 때문에 시스템이 종료되면 안된다.
  • WAS가 해당 예외를 받아서 처리하는데, 주로 사용자에게 개발자가 지정한, 오류 페이지를 보여준다.

 

체크 예외 기본 이해

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체크 예외는 무조건 잡아서 처리하거나, 또는 밖으로 던지도록 선언해야 한다. 그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.

 

예제

[CheckedTest]

package hello.jdbc.exception.basic;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

@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 둘 중 하나를 필수로 선택해야 한다.
     */
    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 선언해야 한다.
         */
        public void callThrow() throws MyCheckedException {
            repository.call();
        }
    }

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

}

 

예제 실행 결과

• checked_catch()는 예외를 잡았기 때문에 테스트 메서드까지 예외가 올라오지 않는다.
• checked_throw()는 예외를 처리하지 않고 밖으로 던지기 때문에 예외가 테스트 메서드까지 올라온다.

 

체크 예외 vs 언체크 예외

• Exception을 상속받으면 체크 예외가 된다
• RuntimeException을 상속받으면 언체크 예외가 된다.
• catch, throws 모두 예외를 설정한 해당 타입과 그 하위 타입을 모두 잡거나 던질 수 있다.

 

체크 예외의 장단점

체크 예외는 예외를 잡아서 처리할 수 없을 때, 예외를 밖으로 던지는 throws를 필수로 선언해야 한다.
그렇지 않으면 컴파일 오류가 발생한다.

• 장점: 개발자가 실수로 예외를 누락하지 않도록 컴파일러를 통해 문제를 잡아줄 수 있다.
• 단점: 개발자가 모든 체크 예외를 반드시 잡거나 던지도록 처리해야 하기 때문에, 너무 번거로운 일이 된다.
  • 추가로 의존 관계에 따른 단점도 있다.

 

언체크 예외 기본 이해

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언체크 예외는 잡아서 처리하거나, 또는 밖으로 던져야 한다.
예외를 던질 땐 throws 키워드를 선언하지 않아도 자동으로 예외가 상위로 던져지게 된다.

 

예제

[UncheckedTest]

• RuntimeException를 상속받으면 언체크 예외가 된다.
• 말 그대로 컴파일러가 체크하지 않기 때문에 언체크 예외이다.

package hello.jdbc.exception.basic;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

@Slf4j
public class UncheckedTest {

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

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


    /**
     * RuntimeException을 상속받은 예외는 언체크 예외가 된다.
     */
    static class MyCheckedException extends RuntimeException {
        public MyCheckedException(String message) {
            super(message);
        }
    }

    /**
     * Unchecked 예외는
     * 예외를 잡거나, 던지지 않아도 된다.
     * 예외를 잡지 않으면 자동으로 밖으로 던진다.
     */
    class Service {
        Repository repository = new Repository();

        /**
         * 필요한 경우 예외를 잡아서 처리하면 된다.
         */
        public void callCatch() {
            try {
                repository.call();
            } catch (MyCheckedException 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() throws MyCheckedException {
            throw new MyCheckedException("ex");
        }
    }

}

 

예제 실행 결과

• checked_catch()는 예외를 잡았기 때문에 테스트 메서드까지 예외가 올라오지 않는다.
• checked_throw()는 예외를 처리하지 않고 밖으로 던지기 때문에 예외가 테스트 메서드까지 올라온다.

 

언체크 예외의 장단점

언체크 예외는 예외를 잡아서 처리할 수 없을 때, 예외를 밖으로 던지는 throws 예외를 생략할 수 있다.

이것 때문에 장점과 단점이 동시에 존재하게 된다.

• 장점: 신경쓰고 싶지 않은 언체크 예외를 무시할 수 있다. 신경쓰고 싶지 않은 예외의 의존관계를 참조하지 않아도 되는 장점이 있다.
• 단점: 언체크 예외는 개발자가 실수로 예외를 누락할 수 있다.

 

정리

체크 예외와 언체크 예외의 차이는 예외를 처리할 수 없을 때 예외를 밖으로 던지는 부분에 있다.

이 부분을 필수로 선언해야 하는가 생략할 수 있는가의 차이다.

 

체크 예외 활용

---

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

다음 2가지의 원칙을 기억하자

1. 기본적으로 언체크 예외를 사용하자
2. 체크 예외는 비즈니스 로직상 의도적으로 던지는 예외에만 사용하자
   • 예외를 잡아서 반드시 처리해야 하는 문제일 경우 체크 예외를 사용해야 한다.
   • 계좌 이체처럼 비즈니스 로직 상 중요한 로직에서는 체크 예외를 통해 개발자가 놓친 예외를 인지할 수 있다.

 

체크 예외의 문제점

체크 예외는 컴파일러가 예외 누락을 체크해주기 때문에 개발자가 실수로 예외를 놓치는 것을 막아주어 좋을 것 같지만 다음과 같은 문제점들이 있다. 예제 코드를 통해 알아보자

 

[CheckedAppTest]

package hello.jdbc.exception.basic;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.net.ConnectException;
import java.sql.SQLException;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

@Slf4j
public class CheckedAppTest {

    @Test
    void checked() {
        Controller controller = new Controller();
        assertThatThrownBy(() -> controller.request())
                .isInstanceOf(Exception.class);
    }

    static class Controller {
        Service service = new Service();

        public void request() throws SQLException, ConnectException {
            service.logic();
        }


    }

    static class Service {
        Repository repository = new Repository();
        NetworkClient networkClient = new NetworkClient();

        public void logic() throws SQLException, ConnectException {
            repository.call();
            networkClient.call();
        }
    }

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


    static class NetworkClient {
        public void call() throws ConnectException {
            throw new ConnectException("연결 실패");
        }
    }


}

 

2가지 문제점

다음 코드를 통해 2가지 문제점이 있는 것을 알 수 있다.

• 복구 불가능한 예외
• 의존 관계에 대한 문제

 

1. 복구 불가능한 예외

대부분의 예외는 복구가 불가능하다. 이런 문제들은 서비스나 컨트롤러 단에서 처리할 수 없다.
이런 문제들은 일관성 있게 공통으로 처리해야 한다. 오류 로그를 남기고 개발자가 해당 오류를 빠르게 인지하는 것이 필요하다.
서블릿 필터, 스프링 인터셉터, 스프링의 ControllerAdvice를 사용하면 이런 부분을 깔끔하게 공통으로 처리할 수 있다.

 

2. 의존 관계에 대한 문제

체크 예외의 또 다른 문제는 예외에 대한 의존 관계 문제이다.
체크 예외이기 때문에 예외가 메서드 시그니처에 존재하면 컨트롤러나 서비스 입장에서는 본인이 처리할 수 없어도 throws 를 통해 던지는 예외를 선언해야 한다. throws SQLException, ConnectException처럼 예외를 던지는 부분이 문제가 되는 이유는 서비스, 컨트롤러 단에서 java.sql.SQLException과 같은 특정 기술에 의존하기 때문에 문제가 된다.

서비스나 컨트롤러 입장에서는 어차피 본인이 처리할 수도 없는 예외를 의존해야 하는 큰 단점이 발생하게 된다.
결과적으로 OCP, DI를 통해 클라이언트의 코드의 변경 없이 대상 구현체를 변경할 수 있다는 장점이 체크 예외 때문에 발목을 잡게 된다.

정리

• 처리할 수 있는 체크 예외라면 서비스나 컨트롤러에서 처리하겠지만, 지금처럼 데이터베이스나 네트워크 통신처럼 시스템 레벨에서 올라온 예외들은 대부분 복구가 불가능하다.
• 이런 예외들에서 체크 예외를 사용하게 되면 올라온 복구 불가능한 예외를 서비스, 컨트롤러 같은 각각의 클래스가 모두 알고 있어야 하고, 불필요한 의존 관계의 문제를 갖게 된다.

 

언체크 예외 활용

---

이번에는 언체크 예외를 활용해보자

• SQLException을 런타임 예외인 RuntimeSQLException으로 변환한다.
• ConnectionException대신 RuntimeConnectionExcetpion을 사용하도록 바꾼다.
• 런타임 예외이기 때문에 서비스, 컨트롤러는 해당 예외들을 처리할 수 없다면 별도의 선언 없이 그냥 두면 된다.

 

예제 - 런타임 예외 사용 변환

[UncheckedAppTest]

• 런타임 예외이기 때문에 체크 예외처럼 컨트롤러나 서비스가 예외에 의존할 필요 없이 생략할 수 있다.
  • 즉, 의존 관계가 발생하지 않는다.

package hello.jdbc.exception.basic;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.sql.SQLException;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

@Slf4j
public class UncheckedAppTest {

    @Test
    void checked() {
        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 Repository {
        public void call() {
            try {
                runSQL();
            } catch (SQLException e) {
                throw new RuntimeSQLException(e);
            }
        }

        private void runSQL() throws SQLException {
            throw new SQLException("ex");
        }
    }


    static class NetworkClient {
        public void call() {
            throw new RuntimeConnectionException("연결 실패");
        }
    }

    static class RuntimeConnectionException extends RuntimeException {
        public RuntimeConnectionException(String message) {
            super(message);
        }
    }

    static class RuntimeSQLException extends RuntimeException {
        public RuntimeSQLException() {
        }

        public RuntimeSQLException(Throwable cause) {
            super(cause);
        }
    }


}

 

예외 전환

• 리포지토리에서 체크 예외인 SQLException이 발생하면 런타임 예외인 RuntimeSQLException으로 전환해서 예외를 던진다.
  • 참고로 이때 기존 예외를 포함해주어야 예외 출력시 스택 트레이서에서 기존 예외도 함께 확인할 수 있다.
• NetworkClinet는 단순히 기존 체크 예외를 RuntimeConnectionException이라는 런타임 예외가 발생하도록 코드를 변경하였다.

 

런타임 예외 전환 시 효과

• 대부분 복구 불가능한 예외: 시스템에서 발생한 예외는 대부분 복구 불가능한 예외인데, 런타임 예외를 사용하면 서비스나 컨트롤러가 이런 복구 불간으한 예외를 신경쓰지 않아도 된다. 물론 이렇게 복구 불가능한 예외는 일관성 있게 공통으로 처리해야 한다.
• 의존 관계에 대한 문제: 런타임 예외는 해당 객체가 처리할 수 없는 예외는 무시하면 된다. 따라서 체크 예외처럼 예외를 강제로 의존하지 않아도 된다.

 

정리

• 런타임 예외를 사용하면 중간에 기술이 변경되어도 해당 예외를 사용하지 않는 컨트롤러, 서비스에서는 코드를 변경하지 않아도 된다.
• 구현 기술이 변경되는 경우, 예외를 공통으로 처리하는 곳에서는 예외에 따른 다른 처리가 필요할 수 있다. 하지만 공통 처리하는 곳만 변경하면 되기 때문에 변경 영향 범위는 최소화 된다.
• 추가로 런타임 예외는 놓칠 수 있기 때문에 문서화가 중요하다.

 

예외 포함과 스택 트레이스

---

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

• 로그를 출력할 때 마지막 파라미터에 예외를 넣어주면 로그에 스택 트레이스를 출력할 수 있다.
• System.out에 스택 트레이스에 출력하려면 e.printStackTrace()를 사용한다.
  • 실무에서는 항상 로그를 사용한다고 한다.

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

 

실행 결과 - 기존 예외를 포함하는 경우

예외를 포함해서 기존에 발생한 java.sql.SQLException과 스택 트레이스를 확인할 수 있다.

23:55:55.579 [Test worker] INFO  h.j.exception.basic.UncheckedAppTest --
                ex
hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$RuntimeSQLException: java.sql.SQLException: ex
    at hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$Repository.call(UncheckedAppTest.java:54)
    at hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$Service.logic(UncheckedAppTest.java:44)
    at hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$Controller.request(UncheckedAppTest.java:35)

 

실행 결과 - 기존 예외를 포함하지 않는 경우

예외를 포함하지 않아서 기존에 발생한 java.sql.SQLException과 스택 트레이스를 확인할 수 없다.

23:57:09.896 [Test worker] INFO  h.j.exception.basic.UncheckedAppTest --
                ex
hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$RuntimeSQLException: null
    at hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$Repository.call(UncheckedAppTest.java:54)
    at hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$Service.logic(UncheckedAppTest.java:44)
    at hello.jdbc.exception.basic.UncheckedAppTest$Controller.request(UncheckedAppTest.java:35)