Effective Java ( 이펙티브 자바 ) -10장 예외, 아이템 69

예외는 진짜 예외 상황에만 사용하라

try {
   int i = 0;
   while(true) 
      range[i++].climb();
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
}

전혀 직관적이지도 않다. 이 코드는 배열의 원소를 순회하는데, 무한루프를 돌다가 배열의 끝에 도달해 Exception이 발생하면 끝을 내는 순회 방식을 사용하고 있다. 

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

표준적인 관용구는 위와 같다.

 

그렇다면 왜 예외를 써서 루프를 종료한 걸까? 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 3가지 면에서 잘못된 추론이다.

1. 예외는 예외 상황에 쓸 용도로 설계되었으므로 JVM 구현자 입장에서는 빠르게 만들어야 할 동기가 약하다.
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.

실제로는 표준관용구가 훨씬 빠르다. 100개짜리 배열로 테스트 결과 2배 정도 빠르다.

예외를 사용한 반복문의 해악은 코드를 헷갈리게 하고 성능을 떨어뜨리는데서 끝나지 않는다. 심지어 제대로 동작하지 않을 수도 있다. 반복문 안에 버그가 숨어 있다면 흐름 제어에 쓰인 예외가 이 버그를 숨겨 디버깅을 훨씬 어렵게 할 것이다.

내부에서 관련 없는 배열을 사용하다가 ArrayIndexOutOfBoundsException을 일으켰다고 해보자. 예외를 사용한 반복문은 버그 때문에 발생한 엉뚱한 예외를 정상적인 반복문 종료 상황으로 오해하고 넘어간다. 표준 관용구였다면 이 버그는 스레드를 즉각 종료시킬 것이다.

 

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

 

최적화? 실제로 예외를 사용한 방식이 성능이 좋더라도, 자바 플랫폼이 꾸준히 개선되고 있으니 최적화로 얻은 상대적인 성능 우위가 오래가지 않을 수 있다. 

 

이 원칙은 API 설계에도 적용된다.

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

그리고, 특정 상태에서만 호출할 수 있는 '상태 의존적' 메서드를 제공하는 클래스는  '상태 검사' 메서드도 함께 제공해야 한다. Iterator 인터페이스의 next와 hasNext가 각각에 해당한다. 

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

Iterator가 hasNext를 제공하지 않았다면 클라이언트가 그 일을 대신해야 한다.

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

위와 같이 컬렉션을 순회하면 안 된다.

 

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  상태 검사 메서드 대신 사용할 수 있는 선택지도 있다. 올바르지 않은 상태 일 때 빈 옵셔널 혹은 null 같은 특수한 값을 반환하는 방법이다. 

  상태 검사 메서드, 옵셔널, 특정 값 중 하나를 선택하는 지침은 아래와 같다.

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 메서드 검사 방식이 조금 더 낫다고 할 수 있다. 
   • 가독성이 살짝 더 좋고, 잘못 사용했을 때 발견하기가 쉽다. 상태 검사 메서드 호출을 깜빡 잊었다면 의존적 메서드가 예외를 던져 버그를 확실히 드러낼 것이다. 반면 특정 값은 검사하지 않고 지나쳐도 발견하기가 어렵다(옵셔널은 해당 없음)

 예외는 예외 상황에서 쓸 의도로 설계되었다. 정상적인 제어 흐름에서 사용해서는 안 된다.