💡해당 게시글은 방송통신대학교 김희천 교수님의 'Java 프로그래밍' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.

학습 개요

패키지는 관련이 있는 클래스나 인터페이스의 묶음으로, 계층 구조로 이루어진 클래스나 인터페이스의 라이브러리임
예외는 실행 중에 발생하는 경미한 오류이며, 예외 처리를 통해 정상 상황으로 복구 될 수 있음
패키지를 정의하고 사용하는 방법과 예외 처리 개념을 이해하고 활용할 수 방법을 익히도록 함

학습 목표

사용자 패키지 정의할 수 있음
정의된 패키지를 사용하여 프로그램 작성할 수 있음
예외의 종류 설명할 수 있음
예외 처리 코드 작성할 수 있음

강의록

패키지

관련이 있는 클래스와 인터페이스의 묶음
- 클래스와 인터페이스는 패키지의 멤버로 존재
- 패키지는 클래스와 인터페이스의 .class 파일이 저장된 폴더
전체적으로 패키지는 계층 구조로 이루어짐
- 패키지(폴더와 유사) 단위로 계층 적으로 분류됨
패키지의 용도
- 클래스를 쉽게 찾아 사용하기 위해
- 클래스의 이름 충돌을 피하기 위해
  1 import graphics.Rectangle
  1 import java.awt.Rectangle
- 클래스의 접근 범위를 제어하기 위해

시스템 패키지

JDK가 제공하는 클래스 라이브러리
- JDK와 함께 설치됨
- 클래스 파일들은 기능에 따라 패키지로 묶여 분류됨
  - 과거에는 jar 파일로 압축되어 있었음
    - ex)
      1 rt.jar
  - 최근 버전에는 모듈 단위로 분산 되어 저장되어 있음
- C:\Program Files\Java\jdk-21\lib\src.zip 에서 소스를 확인할 수도 있음

시스템 패키지의 사용

가장 기본이 되는 최 상위 시스템 패키지는 java패키지
- 대부분 시스템 패키지는 java.으로 시작
Java 프로그램에서 상위 패키지와 하위 패키지의 구분을 위해 도트(.)를 사용
- ex) java.lang, java.io, java.nio.file, java.util, java.util.stream등
- Java 언어에서 가장 기본적 클래스는 java.lang패키지에 존재
- 프로그램에서 클래스를 사용할 때는 java.io.IOException과 같이 완전한 이름으로 표현하는 것이 원칙임

사용자 정의 패키지

패키지 정의

  
package com.vehicle;

public class Car {
    String szType = "승용차";
}

컴파일 결과로 Car.class 생성
Car.class는 com.vehicle패키지에 저장
com.vehicle의 위치
- 컴파일 할 때 -d 옵션 사용하여 지정함
  - ex)
    1 javac Car.java -d D:\javaClasses
    - 이 경우 D:\javaClasses\com\vehicle\Car.class
    - 이클립스 에서는 작업공간\프로젝트폴더\bin\com\vehicle\Car.class

Eclipse에서 사용자 패키지 정의하기

메뉴 File → New → Package 선택
- 패키지에 해당하는 폴더가 만들어짐
- 생성된 패키지에서 클래스를 만들면 됨
또는 메뉴 File → New → Class 선택하여 클래스 이름과 함께 패키지 이름을 함께 입력함

패키지와 클래스의 사용

다른 패키지에 존재하는 public클래스를 사용하려면 기본적으로 패키지 경로를 포함한 완전한 클래스 이름을 사용해야함
- 프로그램에서 여러번 사용한다면 import구문 사용하는 게 좋음

ex)

  
  graphics.Rectangel myRect = new graphics.Rectangle();
  java.util.Scanner s = new java.util.Scanner(System.in);

  
  import java.util.Scanner;
    
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          Scanner s = new Scanner(System.in);
                
      }
  }

import문
- 1개 클래스 또는 패키지에 있는 클래스 전체를 import할 수 있음
  1 2 import 패키지 이름.클래스 이름; import 패키지 이름.*;
- import구문은 소스 코드 맨 앞에 위치함
- 단, package구문이 있다면 그 다음에 위치함
- 프로그램에서 패키지 경로를 생략하고, 이름만 가지고 클래스나 인터페이스를 사용할 수 있게 함
Java 프로그램에서 import java.lang.*;구문은 자동 포함됨

패키지의 사용과 접근 제어

아래 프로그램에서 package구문이 없다면 패키지 접근 수준의 Car 클래스 사용 불가

  
  // package com.vehicle;
    
  import com.vehicle.*;
    
  class MyCar extends Car { // 오류 발생
  }
    
  class MyBus extends Bus { // 기본 패키지에 MyBus 클래스 생성
  } 
    
  public class PackageTest {
      public static void main(String args[]) {
          Bus bus = new Bus();
          Car car = new Car(); // 오류 발생
      }
  }

  
  package com.vehicle;
    
  class Car {
    
  }

  
  package com.vehicle;
    
  public class Bus extends Car {
    
  }

클래스 찾기

컴파일하거나 실행할 때, 필요한 클래스(A)를 찾아야함
- 컴파일러가 A.class가 위치한 경로 또는 A.class를 포함하고 있는 jar 파일의 존재를 알아야 함
JVM은 기본 패키지나 확장 패키지 외에 사용자 클래스도 찾을 수 있음
- 이때 방법이 필요함
컴파일러는 환경 변수 CLASSPATH에 지정된 경로에서 사용자 클래스를 찾을 수 있음
환경 변수 CLASSPATH
- CLASSPATH의 경로는 jar 파일을 포함할 수 있음
- ex) 프로그램에서 graphics.Circle클래스를 사용하는 경우
  - CLASSPATH = 경로;a.jar 라고 가정
  - 이때, 경로\graphics\Circle.class 또는 a.jar에 \graphics\Circle.class가 있어야 함
- 이클립스에서는 프로젝트 폴더 → Properties → Java Build Path → Libraries → Classpath에서 추가함

예외와 예외 처리

예외와 에러

에러(Error)는 실행 중 발생하는 심각한 오류로 더 이상의 실행이 불가함
예외(Exception)는 경미한 오류로 복구 가능함
- 예외 발생이란 정상적 실행 흐름을 벗어난 예외적 사건이 발생함을 의미
예외 발생과 처리
- 프로그램 실행 중에 예외 상황이 발생하면,예외 처리 코드에 예외 객체를 생성하여 던짐(throw)
- 적당한 예외 처리 코드(exception handler)가 있으면 예외 객체를 잡아(catch) 처리한 뒤, 프로그램은 계속 수행 됨
  - 예외 처리 코드가 없으면, 오류 메시지가 출력 되면서 프로그램이 즉시 비정상적으로 종료 됨
- 예외 객체는 Exception클래스(또는 하위 클래스)로 표현되며 예외 발생 정보를 가지고 있음

예외 클래스의 계층 구조

Exception클래스는 Throwable클래스의 자식 클래스
- toString(), printStackTrace()메소드 등을 상속 받음
- Unchecked Exception
  - 예외 처리 코드 강제성 없음
- Checked Exception
  - 반드시 예외 처리 코드 필요

예외 처리

예외가 발생했을 때 이 상황을 바로 잡아 계속 수행하도록 하는 것
예외 발생 시, Exception 객체를 생성하고 throw함
1 throw new MyException();
throw 된 예외 객체를 예외 처리 코드가 catch하여 예외를 처리함
예외 발생과 처리
- checked Exception 예외가 발생할 수 있는 경우, 반드시 명시적인 예외 처리가 필요함
  - 예외 처리 코드가 없으면 컴파일 오류
- RuntimeException예외의 경우, 예외 처리를 안 해도 됨
  - 프로그램을 정확하게 작성하지 않은 경우 발생 됨
  - ArithmeticException, NullpointerException, IndexOutOfBoundsException등

예외 처리 방법

직접 처리
- 예외가 발생한 곳에서 예외 객체를 잡아서 처리하는 것
- try-catch구문 또는 try-catch-finally구문 사용하여 예외를 처리함
- 일반 코드와 예외 처리가 분리되어 가독성이 좋아짐
간접 처리(예외의 전파)
- 예외 발생 가능성이 있는 메소드의 선언에서 괄호 다음에 throws예외 클래스를 사용
  - 해당 메소드는 예외를 발생 시킬 수 있는 메소드
- 그 메소드를 호출한 메소드에게 예외 처리를 전달 또는 위임하는 것
  - 호출한 메소드로 예외를 전파함

예외의 직접 처리

try-catch-finally구문
1 2 3 4 5 6 7 8 9 try { } catch(ExceotionType1 ex1) { } catch(ExceotionType2 ex2) { } finally { }
- 예외 객체를 throw하는 문장 또는 예외 발생 가능성이 있는 메소드의 호출 부분을 try블록에 둠
- 처리하려는 예외 종류에 따라 catch블록을 작성
  - catch블록은 1개의 예외 유형 인자를 가지는 메소드와 유사
  - 여러 예외 유형을 분리해서 처리하려면 catch 블록도 여럿이 됨
- finally블록은 필요에 따라 작성하며 생략 가능
try-catch-finally구문의 실행
- 실행 중에 예외가 발생하면 try블록은 즉시 종료되고 catch블록이 실행됨
- catch블록이 여럿이면, catch블록의 매개 변수와 예외 클래스를 비교하여 적합한(발생된 예외 자료형과 일치하거나 상위 유형) 하나만 실행
  - 상위와 하위 유형 예외를 처리하는 catch블록이 모두 있다면, 하위 유형 예외를 처리하는 블록이 먼저 나와야 함
- try블록에서 예외가 발생하지 않으면 catch블록은 실행 되지 않음
- finally블록은 예외 발생과 무관하게 항상 실행 됨
  - 할당 받아 사용했던 리소스를 반환하기 위해 즉, 리소스를 close()하는 문장을 finally블록 내에 둠
  - ex) try블록에서 open()했던 파일을 close()하는 코드를 finally블록에 둠

예외 처리 프로그램 예

  
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 예외가 발생할 수 있는 코드 블록
            int[] numbers = { 1, 2, 3 };
            System.out.println(numbers[4]); // 배열 인덱스 범위를 초과하여 예외 발생
            int result = 10 / 0; // ArithmeticException 발생
            System.out.println("결과: " + result);
        } catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
            // ArrayIndexOutOfBoundsException 처리
            System.out.println("배열 인덱스가 잘못되었습니다.");
        } catch (ArithmeticException e) {
            // ArithmeticException 처리
            System.out.println("0으로 나눌 수 없습니다.");
        }
        System.out.println("프로그램이 정상 종료됩니다.");
    }
}

// 배열 인덱스가 잘못되었습니다.
// 프로그램이 정상 종료됩니다.

`try-with-resources`구문

리소스 객체의 선언이 있는 try블록을 가짐

  
  try (리소스 생성 구문) {
    
  } catch (ExceptionType ex) {
    
  }

리소스의 유형은 AutoCloseable인터페이스를 구현한 클래스
- 이때 리소스는 사용 후 close()호출을 통해 반환 되어야 함
- 파일, 네트워크 연결, 데이터베이스 연결 등 외부 자원을 사용하는 경우 사용함
try-with-resource구문을 사용하려면 리소스의 자동 반환을 보장함
- 즉, finally블록에서 리소스를 close()하지 않아도 됨

try-with-resource구문을 사용한 코드

  
  import java.io.*;
    
  public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"))) {
              String line;
              while ((line = br.readLine()) != null) {
                  System.out.println(line);
              }
          } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

try-with-resource구문을 사용하지 않은 코드

  
  BufferedReader br = null;
    
  try {
      br = new BufferedReader(new FileReader("file.txt"));
      String line;
      while ((line = br.readLine()) != null) {
          System.out.println(line);
      }
  } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
  } finally {
      try {
          if (br != null) br.close();
      } catch (IOException ex) {
          ex.printStackTrace();
      }
  }

예외의 간접 처리

예외가 발생할 가능성이 있는 코드를 가진 메소드를 호출하는 쪽에 예외 처리를 위임하는 것
- 예외의 전파
예외 발생 코드의 예외 처리를 위해 try-catch 블록을 사용하지 않고, 대신 메소드 선언 부에서 발생 시킬 수 있는 예외 유형을 표시함

즉, 메소드 선언에서 괄호 다음에 throws예외 유형을 사용

  
  class CharInput {
      int nInput;
      public char getInput() throws IOException {
          nInput = System.in.read(); //예외 발생 가능
          return (char) nInput;
      }
  }

메소드 선언에서 throws절이 표시 된 메소드의 호출은 예외 처리가 필요함

  
  try {
      c = obj.getInput();
  } catch (IOException ex) {
    
  }

예외(checked Exception)를 발생 시킬 수 있는 메소드의 예
- FileInputStream클래스의 생성자
  1 public FileInputStream(String name) throws FileNotFoundException
- InputStream(또는 Reader) 클래스의 메소드
  1 public int read() throws IOException
- 위와 같은 메소드를 호출할 때는 반드시 예외 처리가 필요함

예외 처리 프로그램의 예

예외 처리 프로그램 1

  
  import java.io.*;
    
  public class Main {
      public static void main(String args[]) {
          int b = 0;
          try {
              b = System.in.read(); // IOException을 발생 시킬 수 있는 메소드기 때문에 예외 처리 필요 
          } catch (IOException ex) {
              System.out.println(ex);
          }
          System.out.println((char) b);
      }
  }

  
  public abstract int read() throws IOException

예외 처리 프로그램 2

  
  import java.io.*;
    
  class CharInput {
      int nInput = 0;
      public char getInput() throws IOException { // 예외 간접 처리로 예외 전파
          nInput = System.in.read();
          return (char)nInput;
      }
  }
    
  public class ExceptionTest4 {
      public static void main(String args[]) {
          CharInput charInput = new CharInput();
          try {
              System.out.println(charInput.getInput()); // getInput 메소드 호출하여 예외 처리 필요
          } catch (IOException ex) {
              System.out.println(ex);
          }
      }
  }

사용자 정의 예외

사용자가 직접 예외 클래스를 작성할 수 있음
일반적으로 Exception클래스 상속 받음

throw구문을 사용하여, 필요할 때 예외 객체를 던질 수 있음

  
  class MyException extends Exception {
      public MyException() { 
          super(); 
      }
        
      public String toString() { 
          return "MyException";
      }
  }
    
  class MyExceptionTest {
      public void testFunc(int x) throws MyException {
          if (x > 10) 
              throw new MyException(); // 예외 객체 생성 -> 예외 발생
      }
  }

학습 정리

Java의 패키지는 관련이 있는 클래스와 인터페이스의 묶음이며 계층 구조로 구성됨
다른 패키지에 있는 클래스를 사용할 때는 import구문을 사용하는 것이 편리함
Java 프로그램에서 필요한 클래스나 패키지는 환경 변수 CLASSPATH에 포함되어 있는 경로 상에서 찾을 수 있어야 함
Java 프로그램의 실행 도중 심각하지는 않지만 정상적 흐름을 벗어난 비정상적 상황이 발생할 수 있으며 예외라 부름
checked Exception에 속하는 예외가 발생할 수 있는 경우, 반드시 예외 처리 구문 작성해야 함
예외의 직접 처리를 위해 try-catch구문을 사용하고, 예외를 전파하려면 메소드 선언에 throws예외 유형을 표시 함

연습 문제

Client 클래스를 myprogram.game패키지에 위치시키려고 한다. Client 클래스를 정의하는 소스 파일의 맨 위에 포함시켜야 코드는 무엇인가?
a.
1 package myprogram.game;

밑줄 부분에 들어가야 할 내용은 무엇인가?

  
 public char getInput() /*_____*/ {   
     int nInput = System.in.read(); 
     return (char)nInput;
 }

 throws IOException

프로그램 상에 클래스의 완전한 이름인 java.util.Scanner로 표시하지 않고, 단순히 클래스 이름 Scanner만으로 표시하기 위해서 소스 파일의 맨 위에 작성해야 코드는 무엇인가?
a.
1 import java.util.Scanner;
1 import java.util.*;

[Java 프로그래밍] 7강 - 패키지와 예외 처리