Chapter 11 – 예외 처리

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Chapter 11 – 예외 처리

Outline11.1 설계 쟁점11.2 Pl/I 의 예외 처리11.3 Ada 의 예외 처리11.4 C++ 의 예외 처리11.5 java 의 예외 처리

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11.1 설계 쟁점

• Procedure 의 종료– return ( 정상 ), goto

– overflow, underflow, range error - system interrupt

– EOF 등 예외조건 ( 예상 가능한 조건 )

• 해결 방법– 예외조건 제어 불가능 언어

• 오류 시 약속된 값 반환 - Programmer 매번 check

• 오류 처리 루틴으로 즉시 제어 이동 ( 정상제어 파괴 )

– 예외조건 제어 가능 언어• 사용자 제어 가능• PL/I : 최초 제공 언어• MESA, CLU, Ada, C++, Java : 우아한 방법 제공

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11.1 설계 쟁점

• 예외 처리– 프로시저들 사이의 정보 교환

• 일반적인 호출 반환과 다름

– 프로시저들간의 특별한 제어 허용

– 예외란 오류가 아님

– 초기 예외 처리• Hardware interrupt routine 을 사용

• system 에서 제공 : 종류 , 처리 루틴

– 예외 처리시 고려해야 할 쟁점들• 어떤 프로시저가 발생된 예외를 처리할 것인가 ?

• 예외 처리 후 예외 발생 프로시저의 활성화 지속 여부 ?

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11.1 설계 쟁점

• 어떤 프로시저가 발생된 예외를 처리 ?

– 활성화된 procedure 중에서 결정하는 방법

P

Q

R

signal P

signal Q

invokes

invokes

resume Q

resume R

P

Q

R

signal

P

signal

Q

invoke

Q

invoke

R

resume

Q

resume

R

resume

R

(a) (b)

signal

P PQRsignal Psignal Qinvokesinvokesresume Qresume R(a)PQRsignalPsignalQinvokeQinvokeRresumeQresumeRresumeR(b)signalP

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11.1 설계 쟁점

• 예외 처리의 주요 쟁점– System interrupt 접근 방법이 제공되었는가 ?

– System interrupt 를 사용자가 새로 정의하여 우선 시킬 수 있는가 ?

– 사용자 정의 예외가 가능한가 ? 이 예외를 어떻게 발생시키는가 ?

– 가능 예외 (enable exception) 의 영역 규칙은 무엇인가 ?

– 예외 처리 (exception handler) 의 영역은 어디인가 ?

– 예외를 발생시킨 프로시저를 실행 재개시키는가 종결시키는가 ?

– 발생된 예외의 전파 (propagation) 는 어떻게 되는가 ?

– 한 예외에 매개 변수를 사용하여 다양화 시킬 수 있는가 ?

– ( 예기치 않았던 ) 모든 예외를 한번에 자동 처리할 수 있는가 ?

– 예외 처리 루틴에서 예외를 발생 시킬 수 있는가 ? 이 때 후속 처리는 ?

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11.2 PL/I 의 예외 처리

• 시스템 제공 on condition( 조건 ) 만 사용 가능

• 수치계산 condition : default enable

1. CONVERSION 2. FIXEDOVERFLOW 3. OVERFLOW

4. UNDERFLOW 5. ZERODIVIDE

• Program test condition : default disable

6. SIZE 7. SUBSCRIPTRAGE 8. STRINGRANGE

9. CHECK 10.AREAR

• 입출력 condition : always enable

11. ATTENSION 12. CONDITION 13. ENDFILE

14. ENDPAGE 15. ERROR 16. FINISH

17. KEY 18. NAME 19. PENDING

20. RECORD 21. TRANSMIT 22. UNDEFINITEFILE

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• 예외 조건 상태 제어 ( 가능 /불능 )– enable 선언 : condition 이름 (prefix 사용 )– disable 선언 : NO + condition 이름 (prefix 사용 )– 예 )

(NOUNDERFLOW, STRINGRANGE)

disable enable

• 예외 조건 영역 (scope) – 문장 - 한 문장만이 예외 조건 영역– if 문 - condition field 만 영역 적용 – procedure, begin -end - 해당 블록 (inner 블록은 상속 )

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• 예외 처리 루틴 (Exception Handler)– 표준 시스템 예외 처리 루틴 : default - user overruling 가능– 예외 처리 루틴 사용자 정의

ON condition-name <on-unit><on-unit> : 사용자 정의 예외 처리 루틴 ( 문장 또는 블록 )

• 예외 처리 수행 후 ( 제어 이동 )– 예외를 발생 시킨 문장– 예외를 발생 시킨 문장 다음 문장– handler 에서 별도로 분기 가능

• 예외 발생 (enable 상태 예외만 가능 )– 시스템에서 자동 발생– 사용자 발생

SIGNAL condition-nameSIGNAL condition-name (identifier) : 사용자 정의 예외 취급 가능

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11.2 PL/I 의 예외 처리1 TEST ： PROCEDURE OPTIONS(MAIN) ；2 DECLARE (PERSON , GRADE) FIXED; 3 DECLARE LAST FIXED INIT(0) ；4 DECLARE SUMMARY(1 ： 50 , 0 ： 100) FIXED ；5 ON ENDPAGE(SYSPRINT) /* 오류 메시지 리스트를 위한 제목 인쇄 */6 BEGIN PUTPAGE ； PUT LIST(' ' , 'LIST ERROR DATA') ； END ；7 ON SUBSCRIPTRANGE BEGIN8 IF LAST = 0 THEN SIGNAL ENDPAGE(SYSPRINT) ；9 /* 오류가 첫 번째로 발견되면 오류 리스트의 제목 인쇄 */10 IF I NOT = LAST THEN /* 새로운 경우를 검사 */11 PUT SKIP DATA(I , PERSON , GRADE) ；12 LAST = I13 END ；14 ON ENDFILE(SYSIN) BEGIN ；15 PUT PAGE LIST(' ' , ' ' , `OUTPUT FOR CLASS') ；16 PUT SKIP LIST(' ' , ' ' , 'SUMMARY') ；17 PUT SKIP(3) LIST(SUMMARY) ；18 IF LAST NOT = 0 THEN PUT SKIP(4) LIST19 ('SOME DATA IS INCOMPLETE, SEE OUTPUT') ；20 END ；21 SUMMARY = 0 ；22 A ： DO I = 1 BY 1 ；23 GET LIST(PERSON , GRADE) ；24 SUMMARY(PERSON , GRADE) =

SUMMARY(PERSON , GRADE) + GRADE ；25 END A ；26 END TEST ；

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• PL/I ON 문의 문제점– 예외 발생

• 어떤 handler 가 처리 (dynamic link)• 정적 영역을 벗어나므로 예측 불허• 해결책 : 예외 처리 루틴 제공 ( 해당 프로그램 내 )

– 비지역 테이블로 분기 동작 발생 가능 • open 된 file 들을 close 하지 못함

– 계산형 예외 조건 불일치• OVERFLOW, SUBSCRIPTRANGE : 반환 불허• UNDERFLOW, STRINGRANGE : 반환

– disable condition• 조건을 검사하지 않을 뿐• 조건 발생 : 오류로 취급되어 나머지 프로그램 실행 미정의

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11.3 Ada 의 예외 처리

• Steelman Requirements - Ada 의 예외 처리에 대한 명세

– 예외 처리 실행 후 , 발생 블록 실행 재개 안 함

– 다수의 미리 정의된 (predefined) 예외 제공 - 시스템 환경

• Ada 의 미리 정의된 예외 종류

– CONSTRAINT-ERROR : 영역 , 첨자 , 열거형 자료 등에 대한

제한 이탈 , null 접근 시

– NUMERIC-ERROR : 연산 결과가 영역을 벗어날 때

– SELECT-ERROR : select 문에서 택일 조건 모두가 만족되지 않을

때

– STORAGE-ERROR : 기억 장소를 할당할 수 없을 때

– TASKING-ERROR : 태스크간에 통신 할 때

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• Ada 의 사용자 정의 예외

– exception 선언문

– 예 ) BAD_FORMAT, TIMEOUT, XXX : exception

• 예외 발생

– 자동 발생 ( 시스템 정의 예외 )

– 사용자 발생 (raise 문 이용 )

– 예 ) raise TIMEOUT

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• 예외 처리 루틴

– 시스템 제공 예외 처리 • 사용자 예외 처리 루틴 재 정의 가능 ( 우선 )

– 사용자 정의 예외 처리 루틴 작성 형태<exception-handler> ::=when <exception-choice>{|<exception-choice>} =>

<statements><exception-choice> ::= <exception-name> | others

– 예외 처리 순서 예외 발생 프로그램 예외 처리 루틴 존재 해당 루틴에서 처리

예외 처리 루틴 부재 caller 로 예외 전파 (dynamic)

예외 처리 후 제어는 예외 처리 루틴이 제공된 프로그램의 caller 로 반환

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< Ada 예외 처리 루틴 구문 예 >

begin -- this is a sequence of statements

exceptionwhen NUMERIC_ERROR => -- 수치 오류를 처리하는

작업 when BAD_FORMAT => -- 어떤 예외 처리 작업

when others => -- 위 두 예외를 제외한 모든

예외를 처리하는 작업end;

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< Ada 예외 처리 예 >

1 procedure P is 2 BAD-FORMAT ： exception ； 3 procedure Q is 4 begin 5 . . . 6 if S /='' then raise BAD_FORMAT ； end if ； 7 . . . 8 end Q ； 9 procedure R is 10 begin11 Q ；12 exception when BAD_FORMAT => -- handler

body 113 end R ；14 begin15 R ；16 Q ；17 exception when BAD_FORMAT => -- handler body 218 end P ；

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• 예외 사항의 전파– 예외사항이 발생되었지만 해당 예외처리기가 없는 경우는 호출한 상위

프로그램으로 제어가 넘어감

예외사항 발생

예외의 전파(Propagation of Exception)

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< Ada 예외 전파 사용 예 >

1 procedure A is2 procedure B is3 FLOPPED ： exception ；4 begin5 -- sequence of statements6 exception

when FLOPPED => raise end ； begin B ； exception when others => -- handle FLOPPED if possible else raise ； end ；

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11.3 Ada 의 예외 처리1 procedure DOSOMETHING is 2 HANDLE_ERROR ： exception ；3 begin4 -- perform some set of actions5 exception6 when HANDLE_ERROR => -- error handing code7 end ；8 end DOSOMETHING ；9 function SECURE_DIVIDE(X , Y ： REAL) return REAL is 10 begin11 return X / Y ；12 exception 13 when NUMERIC_ERROR => return 0 ；14 end SECURE_DIVIDE ；15 procedure COPYOVER is 16 begin 17 OPEN(INFILE) ；18 OPEN(OUTFILE) ；19 loop20 GET(INFILE , CHARACTER) ；21 PUT(OUTFILE , CHARACTER) ；22 end loop ；23 exception24 when END_OF_FILE =>25 PUT(OUTFILE , EOF) ；26 CLOSE(OUTFILE) ；27 CLOSE(INFILE) ；28 end COPYOVER ； < Ada 에서의 다양한 예외들의 사용 예 >

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11.4 C++ 의 예외 처리• C++ 의 예외 처리기 형식

– try 구성 복합문 ( 예외 발생 ) 과 다수의 catch 복합문 ( 예외 처리 루틴 ) 으로 구성

– 예외 처리 루틴 catch 문

• 함수 형태

• 형식 매개 변수 오직 한 개 ( 경우에 따라 생략 가능 )

try {

-- 예외가 발생하기를 기대하는 코드 }

catch (formal parameter) {

-- 예외 처리기 몸체부 }

. . .

catch (formal parameter) {

-- 예외 처리기 몸체부 }

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11.4 C++ 의 예외 처리

• 사용자 정의 예외만 존재

• 시스템 예외 처리 불가능 / disable 도 불가능

• 함수에서 발생할 수 있는 예외의 자료형 선언 가능

– 예 ) int fun() throw (int, char *) { … }

• 예외 전파 - 동적 연결

• 형식매개변수 생략형 예외 처리

– catchall - Ada 의 others 에 해당

• 명시적 예외 발생

– throw 문

21• #include <iostream.h>• void main() { //* 어떤 예외도 발생 가능• int new_grad, index, limit_1, limit_2, freq [10];• short int eof_condition;• try {• while (1) {• If (!cin >> new_grade) //* cin 이 eof 를 만나면• throw eof_condition; //* eof_condition 예외 발생• index = new_grade /10;• { try {• if (index < 0 || index > 9)• throw (new_grade) ;• freq [index]++;• } //* 속 try 복합문 끝• catch (int grade) { //* 첨자 오류 처리기• if (grade == 100)• freq [9]++;• else • cout << “ Error -- new grade : “ << grade• << “ is out of range “ << end1;• } //* catch(int grade) 끝• } //* 속 try 복합문과 catch 문 쌍 끝• } //* while 문 끝• } //* 밖 try 복합문 끝• catch (short int) { //* eof 예외 처리기• cout << “ Limits Frequency ” << end1;• for ( index = 0 ; index <10 ; index++) {• limit_1 = 10 * index;• limit_2 = limit_1 + 9;• if (index == 9)• limit_2 = 100;• cout << limit_1 << limit_2 << freq [index] << end1;• } //* for 문 끝• } //* catch(short int) 끝• } //* main 끝

{ try { if (index < 0 || index > 9) throw (new_grade) ;

freq [index]++; } //* 속 try 복합문 끝

catch (int grade) { //* 첨자 오류 처리기 if (grade == 100)

freq [9]++; else

cout << “ Error -- new grade : “ << grade<< “ is out of range “ << end1;

} //* catch(int grade) 끝 } //* 속 try 복합문과 catch 문 쌍 끝

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11.4 Java 의 예외 처리

• 예외의 종류– 시스템 정의 예외 (System-defined exception or

predefined exception)• 프로그램의 부당한 실행에 의한 예외• 비검사 예외 (unchecked exception)• Error 와 RuntimeException 클래스

– ArithmeticException, IOException, IndexOutOfBoundsException, ArrayStoreException, NegativeArraySizeException, NullPointerException, SecurityException, IllegalMonotorException 등…

– 프로그래머 정의 예외 (Programmer-defined exception)• 프로그래머에 의도적으로 야기되는 예외• 검사 예외 (checked exception) : 예외 처리기의 존재 검사

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RuntimeException

Error Exception

CheckedException

ArithemticException

LinkaqeErrorThreadDeath

VirtualMachineError

Object

Throwable

< Throwable 클래스의 계층 구조 >

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• 자바 예외 처리기– C++ 예외 처리기와 동일한 형태– catch 문은 매개변수를 갖는다– 클래스는 미리 정의한 클래스 Throwable 의 후손이어야 함

– class MyException extends Exception {– public MyException( ) { }– public MyException(String

message) {– super(message);– }– }

• MyException myExceptionObject = new MyExeption( );– …– throw myExceptionObject;– 또는– throw new MyException(“Here is

HongKilDong”);

예외 정의

예외 발생

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• 예외 처리 바운딩– try 구문에서 발생한 경우

• catch 함수의 매개변수• 발생된 예외 객체나 발생된 예외 객체의 조상

– 정적 바인딩 • 내포한 상위 try 구문의 처리기 탐색

– 동적 바인딩 • 메소드의 호출자에게 전파

• Java 의 throw 절– C++ 의 throw 절과 유사하지만 의미는 전혀 다르다 . – Java throw 절에 있는 예외 클래스 이름의 의미

• 그 예외 클래스 또는 후손 예외 클래스가 그 메소드에 의해서 발생될 수 있다는 것을 지정

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• 비검사 예외– 컴파일러가 전혀 관계하지 않는 예외

– 클래스 Error 와 RuntimeException, 그 후손 클래스들의 예외

• 검사 예외– 메소드에서 발생시킬 수 있는 모든 검사 예외를 throws

절에 나열했는지 또는 메소드에 나열했는지를 컴파일러가 확인하는 예외

27Import java.io.*;Class NegativeinputException extends Exception { //** 자료 끝을 다루는 예의 정의

public NegativeInputException () {System.out.println(“End of input data reached”);

} //** 생성자 끝} //** NegativeInputException 클래스 끝Class GradDist {

int newGrade, index, limit_1, limit_2;int [] freq = {0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

void buildDist () throws IOException {DataInputStream in = new DataInputStream(System.in);

} //** method buildDist 끝

Try {while (true) {

systme.out.println(“Please input a grade”);newGrade = Integer.parseInt(in.readLine());if (newGrade < 0)

throw new NegativeInputException();index = newGrade /10;

} //** while(true) .. 문 끝} //** 바깥쪽 try 절 끝Catch (NegativeInputException) {

System.out.println (“\nLimits Frequency\n”);for (index=0; index<10;index++) {

limit_1 = 10 * index;limit_2 = Limit_1 + 9;

if (index ==9)limit_2=100;

System.out.println(“ “+limit_1 + “-” + limit_2 + “ “ + freq[index]);} //** for 문 끝 (index = 0;..

} //** catch 문 끝 (NegativeInputException..

try {freq[index]++;

} //** 안쪽 try 절 끝catch (ArrayIndexOutOfBoundsException) {

if (newGrade ==100)freq[9]++;

elseSystem.out.println(“Error – new grade : “ +

newGrade + “ is out of range”);} //** catch(ArrayIndex..) 절 끝

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• finally 절– 프로세스가 반드시 실행되어야 할 상황이 존재하는 경우– 폐쇄 (close) 되어야 할 파일– 메소드에 제공된 외부 자원을 해제해야 하는 경우

try { …}catch(…) { …}…//** More handlersfinally { ……}

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• C++ 의 예외처리보다 개선된 점– 발생될 수 있는 객체와 프로그램에 있는 모든 다른 객체를

구분

– 머리부로부터 발생할 수 있지만 처리하지 않은 예외를 알 수 있다 .

– finally 절의 추가로 복합문이 종료되는 것에 상관없이 청소작업이 발생하는 것을 허용한다 .

– 사용자 예외 처리기에서 처리될 수 있는 여러가지 시스템 예외를 묵시적으로 발생시킨다 .

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