[Effective Java] 예외는 진짜 예외 상황에만 사용하라

예외

예외를 제대로 활용한다면 프로그램의 가독성, 신뢰성, 유지보수성이 높아지지만, 잘못 사용하면 반대의 효과만 나타난다.

예외는 진짜 예외 상황에만 사용하라

예외를 사용한 반복문은 코드를 헷갈리게 하고 성능을 떨어뜨린다.

// 예외를 완전히 잘못 사용한 예
try{
    int i = 0;
    while(true)
        range[i++].climb();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e){
}

위의 코드는 전혀 직관적이지 않다.

• 이 코드는 배열의 원소를 순회하는데, 아주 끔찍한 방식으로 하고 있다.
• 무한루프를 돌다가 배열의 끝에 도달해 ArrayIndexOutOfBoundsException이 발생하면 끝을 내는 것이다.

다음과 같이 표준적인 관용구대로 작성했다면 모든 자바 프로그래머가 곧바로 이해했을 것이다.

for (Mountain m : range)
    m.climb();

예외를 써서 루프를 종료한 이유가 무엇일까?

• 잘못된 추론을 근거로 성능을 높여보려 한 것이다.
• JVM은 배열에 접근할 때마다 경계를 넘지 않는지 검사하는데, 일반적인 반복문도 배열 경계에 도달하면 종료한다.
• 따라서 이 검사를 반복문에도 명시하면 같은 일이 중복되므로 하나를 생략한 것이다.

하지만 위의 추론은 잘못되었다.

1. 예외는 예외 상황에 쓸 용도로 설계되었으므로, JVM 구현자 입장에서는 명확한 검사만큼 빠르게 만들어야 할 동기가 약하다(최적화에 별로 신경쓰지 않았을 가능성이 크다.)
2. 코드를 try-catch 블록 안에 넣으면 JVM이 적용할 수 있는 최적화가 제한된다.
3. 배열을 순회하는 표준 관용구는 앞서 걱정한 중복 검사를 수행하지 않는다. JVM이 알아서 최적화해 없애준다.

실상은 예외를 사용한 쪽이 표준 관용구보다 훨씬 느리다.

심지어 제대로 동작하지 않을 수도 있다.

반복문 안에 버그가 숨어 있다면 흐름 제어에 쓰인 예외가 이 버그를 숨겨 디버깅을 훨씬 어렵게 할 것이다.

• 반복문의 몸체에서 호출한 메서드가 내부에서 관련 없는 배열을 사용하다가 ArrayIndexOutOfBoundsException을 일으켰다고 해보자.
• 표준 관용구였다면 이 버그는 예외를 잡지 않고 해당 스레드를 즉각 종료시킬 것이다.
• 반면 예외를 사용한 반복문은 버그 때문에 발생한 엉뚱한 예외를 정상적인 반복문 종료 상황으로 오해하고 넘어간다.

예외는 오직 예외 상황에서만 써야 한다. 절대로 일상적인 제어 흐름용으로 쓰여선 안 된다.

표준적이고 쉽게 이해되는 관용구를 사용하고, 성능 개선을 목적으록 과하게 머리를 쓴 기법은 자제하라.

• 실제로 성능이 좋아지더라도 자바 플랫폼이 꾸준하게 개선되고 있으니 최적화로 얻은 상대적인 성능 우위가 오래가지 않을 수 있다.
• 반면 과하게 영리한 기법에 숨겨진 미묘한 버그의 폐해와 어려워진 유지보수 문제는 계속 이어질 것이다.

잘 설계된 API라면 클라이언트가 정상적인 제어 흐름에서 예외를 사용할 일이 없게 해야 한다.

특정 상태에서만 호출할 수 있는 '상태 의존적' 메서드를 제공하는 클래스는 '상태 검사' 메서드도 함께 제공해야 한다.

• Iterator 인터페이스의 next와 hasNext가 각각 상태 의존적 메서드와 상태 검사 메서드에 해당한다.
• Iterator API는 이처럼 hasNext를 함께 제공함으로써, 클라이언트가 직접 예외를 사용하지 않아도 되도록 설계하였다.

for (Iterator<Foo> i = collection.iterator(); i.hasNext(); ){
    Foo foo = i.next();
}

Iterator가 hasNext를 제공하지 않았다면 그 일을 클라이언트가 대신해야만 했다.

try{
    Iterator<Foo> i = collection.iterator();
    while(true){
        Foo foo = i.next();
    }
}catch (NoSuchElementException e){

}

반복문에 예외를 사용하면 장황하고 헷갈리며 속도도 느리고, 엉뚱한 곳에서 발생한 버그를 숨기기도 한다.

이러한 상태 검사 메서드를 직접 제공하지 않는 경우에는 Optional 혹은 null과 같은 특수한 값을 반환하도록 해야 한다.

상태 검사 메서드, 옵셔널, 특정 값 중 하나를 선택하는 지침

1. 외부 동기화 없이 여러 스레드가 동시에 접근할 수 있거나 외부 요인으로 상태가 변할 수 있다면 옵셔널이나 특정 값을 사용한다. 상태 검사 메서드와 상태 의존적 메서드 호출 사이에 객체의 상태가 변할 수 있기 때문이다.
2. 성능이 중요한 상황에서 상태 검사 메서드가 상태 의존적 메서드의 작업 일부를 중복 수행한다면 옵셔널이나 특정 값을 선택한다.
3. 다른 모든 경우엔 상태 검사 메서드 방식이 조금 더 낫다고 할 수 있다. 가독성이 살짝 더 좋고, 잘못 사용했을 때 발견하기가 쉽다.

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핵심 정리

예외는 예외 상황에서 쓸 의도로 설계되었다. 정상적인 제어 흐름에서 사용해서는 안 되며, 이를 프로그래머에게 강요하는 API를 만들어서도 안 된다.