32-1-다.함수와 예외 처리
예외를 던지는 throw는 보통 try 블록 내부에 있어야 한다. 그러나 함수 안에서는 try 블록없이 throw만 있을 수도 있다. 이때는 함수를 호출하는 호출원이 try 블록을 가져야 한다. 다음 예제는 0으로 나누는 함수 divide를 작성하고 이 함수에서 인수로 전달된 d가 0일 때 throw로 예외를 던진다. main에서 4번 throw를 호출하는데 각 경우에 어떻게 처리되는지 보자.
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예 제 : throwfunc |
#include <Turboc.h>
void divide(int a, int d)
{
if (d == 0) throw "0으로는 나눌 수 없습니다.";
printf("나누기 결과 = %d입니다.\n",a/d);
}
void main()
{
try {
divide(10,0);
}
catch(const char *message) {
puts(message);
}
divide(10,5);
// divide(2,0);
/*
try {
divide(20,0);
}
catch(int code) {
printf("%d번 에러가 발생했습니다.\n",code);
}
//*/
}
함수 실행중에 throw를 만나면 대응되는 catch를 찾기 위해 자신을 호출한 호출원을 거슬러 올라가야 한다. 첫 번째 divide 호출문에서 예외가 발생하면 divide 함수는 자신을 호출한 main으로 돌아와서 대응되는 catch문을 찾아 이 코드를 실행한다. catch는 throw가 던진 에러 메시지 문자열을 화면으로 그대로 출력할 것이다. 만약 main과 divide 사이에 다른 함수들이 있더라도 마찬가지로 main까지 복귀한 후 예외가 처리된다.
함수가 호출될 때는 스택에 각 함수의 스택 프레임이 생성되며 스택 프레임에는 함수 실행에 필요한 여러 가지 정보들이 저장된다. 함수가 리턴할 때 스택 프레임은 정확하게 호출 전의 상태로 돌아가도록 되어 있다. 예외가 발생했을 때 호출원의 catch로 곧바로 점프해 버리면 스택이 항상성을 잃어 버리므로 이후 프로그램이 제대로 실행될 수 없을 것이다. 그래서 throw는 호출원으로 돌아가기 전에 자신과 자신을 호출한 함수의 스택을 모두 정리하고 돌아가는데 이를 스택 되감기(Stack Unwinding)라고 한다.
첫 번째 divide 호출문이 예외를 던질 때 main의 catch가 이 예외를 처리한 후 그 다음 문장을 아무 이상없이 실행할 수 있는 이유는 throw가 스택 되감기를 하여 main의 스택 프레임을 divide 호출 전의 상태로 복구하기 때문이다. 두 번째 divide(10,5)는 올바른 인수를 전달했으므로 예외가 발생되지 않으며 호출 후 정상적인 절차대로 리턴한다.
세 번째 divide(2,0) 호출은 두 번째 인수가 0이므로 예외가 발생하는데 이때 이 예외를 받아줄 catch문이 없다. 함수 호출부가 try 블록에 있지 않기 때문인데 이때는 예외를 처리할 수 없으므로 디폴트 처리되어 프로그램이 강제로 종료된다. 설사 try안에 있더라도 예외를 받아줄 catch가 없으면 이때도 처리되지 않는데 네 번째 호출문 divide(20,0)의 경우 try안에 있고 catch도 있지만 divide가 던지는 char * 타입의 catch는 없으므로 역시 처리되지 않고 프로그램은 종료된다.
throw는 대응되는 try 블록의 catch를 찾기 위해 스택에서 위쪽 함수를 찾아 올라가면서 호출 스택을 차례대로 정리하는데 이때 각 함수들이 지역적으로 선언한 객체들도 정상적으로 파괴된다. 다음 예제를 통해 스택을 되감는 절차를 연구해 보자.
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예 제 : stackunwinding |
#include <Turboc.h>
class C
{
int a;
public:
C() { puts("생성자 호출"); }
~C() { puts("파괴자 호출"); }
};
void divide(int a, int d)
{
if (d == 0) throw "0으로는 나눌 수 없습니다.";
printf("나누기 결과 = %d입니다.\n",a/d);
}
void calc(int t,const char *m)
{
C c;
divide(10,0);
}
void main()
{
try {
calc(1,"계산");
}
catch(const char *message) {
puts(message);
}
puts("프로그램이 종료됩니다.");
}
main의 try 블록에서 calc를 부르고 calc는 지역 객체 C를 선언한다. 그리고 예외를 일으키는 divide(10,0)을 호출하는데 이 함수에서 throw에 의해 문자열 예외가 던져진다. 이 때의 스택 상황은 다음과 같을 것이다.
divide에서 예외가 발생했으므로 이 함수는 더 이상 실행할 수 없다. 그래서 이 예외를 처리할 catch문을 찾는데 함수 내부에서는 catch가 없으므로 일단 자신을 호출한 calc 함수로 돌아간다. 이 과정에서 자신의 스택 프레임은 정리하는데 이렇게 하지 않으면 호출원이 예외를 처리하더라도 제대로 실행될 수 없기 때문이다.
calc에서 다시 catch를 찾는데 이 함수도 catch를 가지고 있지 않으므로 같은 방식으로 스택을 정리한다. 이때 calc의 인수 t와 m, 지역변수 C가 파괴되는데 C는 객체이므로 정상적인 파괴를 위해 파괴자가 호출된다. calc가 main으로 리턴하면 main의 catch(char *)로 점프하여 예외를 처리한다. 스택 되감기를 하면서 리턴되는 함수의 모든 지역 객체를 파괴하는데 만약 파괴자를 호출하지 않는다면 예외만 처리될 뿐 생성된 객체들이 제대로 해제되지 않아 프로그램의 상태는 여전히 불안해질 것이다. 파괴자는 단순히 메모리만 정리하는 것이 아니라 때로는 DB 연결 해제, 프로그램 상태 변경 등의 중요한 일을 할 수도 있으므로 반드시 호출해야 한다.
throw가 대응되는 catch를 찾기 위해 스택 되감기를 해야 하는 이유는 아주 명백하다. throw는 catch로의 점프 동작을 하는데 함수간에 아무렇게나 점프를 해 버리면 스택의 호출 정보는 엉망이 되어 버린다. 호출원으로 돌아갈 때는 스택도 호출원의 것으로 정확하게 복구해야 하며 그러기 위해서는 자신을 호출한 모든 함수의 스택을 일일이 정리해야 하는 것이다. 위 예에서 main의 마지막에 있는 puts가 제대로 실행되려면 catch가 예외를 처리한 후 스택의 최상단에는 main의 스택 프레임이 있어야 하며 그러기 위해서는 divide의 throw가 divide와 calc의 스택을 정리해야 하는 것이다.