Swift. 정리하기 16: Swift Language Guide-Error Handling

최종 수정일 2018.10.1

Reference

까칠코더님 글을 그대로 가져왔습니다. 자료의 원 주소는 아래에 있습니다!

Error Handling

오류 처리(Error handling)는 프로그램에서 오류 상테에서 복구하고 응답하는 과정입니다. Swift는 실시간으로 복구 가능한 오류를 던지고(throwing), 잡고(catching), 전달(propagating) 및 조작(manipulating)하는 기능을 지원하는 일류 클래스(first-class)를 제공합니다.

일부 작업은 항상 실행이 완료되거나 유용한 결과물을 만들어는 것이 보장되지 않습니다. 옵셔널은 값이 없는것을 표현하는데 사용되지만, 동작이 실패할때, 어떤 이유 때문에 실패했는지 이해하는데 종종 유용하며, 그래서 그에 맞는 코드로 대응을 할 수 있습니다.

예를 들어, 디스크의 파일로부터 데이터를 읽고 처리하는 작업을 생각해봅시다. 이 작업은 지정된 경로에 파일이 존재하지 않고, 파일을 읽을 권한이 없거나, 파일이 호환되지 않는 포멧 등등, 실패 할수 있는 몇 가지가 있습니다. 이러한 서로 다른 상황을 구분하여 프로그램이 일부 오류를 해결 할 수 있고 해결 할수 없는 오류는 사용자에게 알려줍니다.

Note: Swift에서 오류 처리는 Cocoa와 Objective-c에서 NSError을 사용한 오류처리와 호환됩니다. 이 클래스에 관한 더 자세한 정보는 Cocoa와 Objective-C (Swift 4.1)의, 오류 처리(Error Handling)를 보세요.

Representing and Throwing Errors

Swift에서 Error프로토콜을 준수(conform)하는 타입의 값으로 표현됩니다. 빈 프로토콜은 오류 처리를 사용 할 수 있는 타입을 가리킵니다.

Swift 열거형은 특히 관련된 오류 조건 그룹을 모델링하는데 매우 적합하며, 연관된 값은 전달하는 오류의 특징(nature)에 관해 추가적인 정보를 허용합니다. 예를들어, 다음은 게임내의 자동 판매기 기능의 오류 조건을 나타내는 방법입니다.

enum VendingMachineError: Error {
    case invalidSelection
    case insufficientFunds(coinsNeeded: Int)
    case outOfStock
}

예상치 않게 발생한 일이 발생했다는 것을 오류 던지기(throwing)로 나타낼수 있고 정상적인 흐름대로 진행하지 못합니다. 오류 던지기는 throw문을 사용합니다. 예를들어, 다음 코드는 자동 판매기에서 추가로 동전 5개가 필요하다는 것을 알려주는 오류를 던집니다.

throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)

Handling Errors

오류를 던칠때, 일부 주변 코드는 반드시 오류 처리할 책임이 있습니다 - 예를들어, 문제 해결, 다른 접근법 시도, 사용자에게 실패 정보 알리기

Swfit에서 오류처리하는 4가지 방법이 있습니다. 함수로부터 함수를 호출한 코드에 오류를 전달 할 수 있으며, do-catch문을 사용한 오류 처리하거나, 옵셔널 값으로 오류 처리하거나, 또는 오류가 발생하지 않도록 assert 할 수 있습니다. 각 접근법은 아래 섹션(section)에서 설명됩니다.

함수가 오류를 던질때, 프로프램의 흐름은 바뀌며, 코드에서 오류를 던질수 있는 곳을 빨리 식별 할수 있어야 합니다. 코드에서 이러한 위치를 식별하기 위해, 오류를 던질수 있는 함수를 호출한 함수, 메소드, 초기화 앞에 try나 try? 또는 try! 키워드를 사용합니다. 이 키워드는 아래 섹션에서 설명됩니다.

Note: Swift 에서 오류 처리는 try, catch, throw키워드를 사용하는 다른 언어에서의 예외 처리와 비슷합니다. 많은 다른 언어(Objective-C 포함)에서의 예외처리와는 다르게 Swift의 오류처리는 호출 스택(call stack)을 해제하지(unwinding) 않으며, 처리 비용이 비싼 과정입니다. 이와같이, throw문의 성능 특징은 return문에 필적합니다.

Propagating Errors Using Throwing Functions

함수, 메소드, 초기화는 오류를 던질수 있다는 것을 나타내기 위해 throws키워드를 함수의 매개변수 뒤에 선언합니다. throws로 표시된 함수는 throwing function이라고 합니다. 함수가 반환타입을 지정하면, throws 키워드는 반환 화살표(->) 앞에 사용합니다.

func canThrowErrors() throws -> String
 
func cannotThrowErrors() -> String

throwing function 오류 전달은 호출된 범위 안에서 던집니다(thrown).

Note: throwing functions은 오류를 전달 할 수 있습니다. 모든 오류는 nonthrowing function 안에서 던지며, 그 함수 내에서 처리해야 합니다.

아래 예제에서, VendingMachine클래스는 요청한 항목이 품절되어 불가능하거나, 입금액을 초과한 경우에 적절한 VendingMachineError를 던지는 vend(itemNamed:)메소드를 가집니다.

struct Item {
    var price: Int
    var count: Int
}
 
class VendingMachine {
    var inventory = [
        "Candy Bar": Item(price: 12, count: 7),
        "Chips": Item(price: 10, count: 4),
        "Pretzels": Item(price: 7, count: 11)
    ]
    var coinsDeposited = 0
    
    func vend(itemNamed name: String) throws {
        guard let item = inventory[name] else {
            throw VendingMachineError.invalidSelection
        }
        
        guard item.count > 0 else {
            throw VendingMachineError.outOfStock
        }
        
        guard item.price <= coinsDeposited else {
            throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: item.price - coinsDeposited)
        }
        
        coinsDeposited -= item.price
        
        var newItem = item
        newItem.count -= 1
        inventory[name] = newItem
        
        print("Dispensing \(name)")
    }
}

vend(itemNamed:)메소드의 구현은 간식(snack)을 구입하기 위한 요구사항이 충족되지 않으면, 메소드를 일찍 종료하고 적절한 오류를 던지기 위해 guard문을 사용합니다. throw문은 프로그램 제어권을 바로 넘겨 주기 때문에, 요구사항이 만족하면 아이템은 판매 될 것입니다.

vend(itemNamed:)메소드는 발생한 모든 오류를 전달하기 때문에, 메소드를 호출 하는 코드는 반드시 오류를 처리해야 하던지-do-catch문, try?, try!을 사용해서-계속 전달해야 합니다. 예를들어, 아래 예제의 buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:)은 throwing function이고, buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 함수가 호출된 곳으로 vend(itemNamed:)메소드의 모든 오류를 위로 전달합니다.

let favoriteSnacks = [
    "Alice": "Chips",
    "Bob": "Licorice",
    "Eve": "Pretzels",
]
func buyFavoriteSnack(person: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
    let snackName = favoriteSnacks[person] ?? "Candy Bar"
    try vendingMachine.vend(itemNamed: snackName)
}

예제에서, buyFavoriteSnack(person: vendingMachine:)함수는 vend(itemNamed:)메소드를 호출해서 주어진 사람이 좋아하는 간식을 찾고 구입하려고 시도합니다. vend(itemNamed:)메소드는 오류를 던질수 있기 때문에, 메소드를 호출하기 전에 try키워드를 앞에 사용합니다.

Throwing initializer은 throwing function과 같은 방법으로 오류를 전달 할 수 있습니다. 예를 들어, PurchasedSnack구조체에 대한 초기화는 초기화 과정에서 아래 목록의 throwing function을 호출하고, 호출자에게 오류를 전달하여 발생한 모든 오류를 처리합니다.

struct PurchasedSnack {
    let name: String
    init(name: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
        try vendingMachine.vend(itemNamed: name)
        self.name = name
    }
}

Hanlding Errors Using Do-Catch

코드 블럭을 실행하여 오류를 처리하기 위해 do-catch문을 사용합니다. 오류가 do절(clause) 안의 코드에 의해 던져지면, 오류를 처리 할수 있는 catch절과 일치하는지 확인합니다.

일반적인 do-catch문은 다음과 같습니다

do {
    try expression
    statements
} catch pattern 1 {
    statements
} catch pattern 2 where condition {
    statements
}

클로져가 오류를 처리할 수 있다는 것을 가리키기 위해 패턴 뒤에 catch를 작성합니다. catch절과 일치하는 패턴이 없는 경우, 그 절(clause)은 모든 오류와 일치하고 그 오류를 지역 상수 error로 연결(binds)됩니다. 패턴 매칭(pattern matching)에 대한 자세한 내용은 패턴(Patterns)을 보세요.

예를들어, 다음에 오는 코드는 VendingMachinError 열거형의 모든 3가지 경우(case)와 일치합니다.

var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.coinsDeposited = 8
do {
    try buyFavoriteSnack(person: "Alice", vendingMachine: vendingMachine)
} catch VendingMachineError.invalidSelection {
    print("Invalid Selection.")
} catch VendingMachineError.outOfStock {
    print("Out of Stock.")
} catch VendingMachineError.insufficientFunds(let coinsNeeded) {
    print("Insufficient funds. Please insert an additional \(coinsNeeded) coins.")
}
// Prints "Insufficient funds. Please insert an additional 2 coins."

예제에서, buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 함수는 오류를 던질 수 있기 때문에, try표현식에서 호출됩니다. 오류를 던지는 경우, 계속 전달하는 것을 허용할지 결정하는 catch 절로의 전환이 바로 이뤄집니다. 일치하는 패턴이 없는 경우, 오류는 마지막 catch 절에 의해 잡히고 지역 상수 error로 연결됩니다. 오류없이 던지는 경우, do문의 남은 구문들이 실행됩니다.

catch 절은 throw할수 있는 do절 안의 코드는 모든 오류 가능한 것들을 처리하지 않습니다. 오류를 처리하는 catch 절이 없는 경우, 오류는 주변 영역으로 전달됩니다. 하지만, 전달된 오류는 반드시 주변 범위에서 처리 됩니다. 던지지 않는(nonthrowing) 함수에서는, do-catch절 안에서 반드시 오류를 처리합니다. 던지는(throwing) 함수에서는, do-catch절 안이나 호출한 곳에서 반드시 오류를 처리합니다. 오류를 처리하는 곳 없이 최상위 단계 범위까지 전달하는 경우, 런타임 오류가 발생할 것입니다.

예를 들어, 위 예제의 모든 오류를VendingMachineError 대신 호출하는 함수에서 잡도록 작성할 수 있습니다.

func nourish(with item: String) throws {
    do {
        try vendingMachine.vend(itemNamed: item)
    } catch is VendingMachineError {
        print("Invalid selection, out of stock, or not enough money.")
    }
}

do {
    try nourish(with: "Beet-Flavored Chips")
} catch {
    print("Unexpected non-vending-machine-related error: \(error)")
}
// Prints "Invalid selection, out of stock, or not enough money."

nourish(with:) 함수에서, vend(itemNamed:)가 VendingMachineError 열거형의 케이스(case) 중 하나로 오류를 던지는 경우, nourish(with:)는 메시지를 출력하여 오류를 처리합니다. 반면에, nourish(with:)는 오류를 호출한 곳으로 전달합니다. 오류가 발생하면 일반적인catch절로 잡습니다.

Converting Error to Optional Values

오류 처리를 위해 옵셔널 값으로 변환하여 try?를 사용합니다. try? 문법을 수행할때 오류가 발생하면, 그 문법의 값은 nil이 됩니다. 예를들어, 다음에 오는 코드 x와 y는 같은 값과 동작을 합니다

func someThrowingFunction() throws -> Int {
    // ...
}
 
let x = try? someThrowingFunction()
 
let y: Int?
do {
    y = try someThrowingFunction()
} catch {
    y = nil
}

someThrowingFunction()가 오류를 발생(throws)하면, x와 y 값은 nil입니다. 그렇지 않으면, x와 y의 값은 함수가 반환한 값입니다. x와 y는 someThrowingFunction()이 반환하는 옵셔널 타입입니다. 여기서 함수는 정수형을 반환하므로, x와 y는 옵셔널 정수형입니다.

동일한 방법으로 모든 오류를 처리하길 원할때, try? 사용으로 간결한 오류 코드 처리를 작성 할 수 있습니다. 예를들어, 다음 코드는 데이터를 가져오는데 사용되며, 모든 방법이 실패 할 때, `nil을 반환합니다.

func fetchData() -> Data? {
    if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
    if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
    return nil
}

Disabling Error Propagation

가끔씩 던지는(throwing) 함수나 메소드를 알지 못할때, 사실상 실행중에 오류가 발생(throw) 합니다. 이러한 경우에, 오류 전달을 사용하지 않도록, 구문 앞에 try!를 작성 할 수 있고 오류가 발생하지 않도록 실시간 assertion을 래핑하여 호출 할 수 있습니다. 실제로 오류가 발생하면, 실행중 오류가 발생할 것입다.

예를들어, 다음에 오는 코드는 주어진 경로로 이미지 리소스를 로드하거나 이미지를 불러올수 없을때 오류를 발생하는 loadImage(atPath:)함수를 사용합니다. 이 경우에, 이미지는 앱과 함께 제공되기 때문에, 실행중에 오류가 발생하지 않을 것이며, 오류 전달을 사용하지 않는게 어울립니다.

let photo = try! loadImage(atPath: "./Resources/John Appleseed.jpg")

Specifying Cleanup Actions

코드 실행 직전에 현재 코드의 블럭을 떠나도록 구문들을 설정하는 defer문을 사용합니다. 이 문법은 코드의 현재 블럭을 떠나는 것과 상관없이 수행해야하는 정리 작업을 할 수 있습니다 -오류가 발생하거나 return또는 break문을 만나서 떠나게 된다. 예를들어, 파일을 닫고 수동으로 메모리에서 해제 하기 위해 defer 문을 사용 할 수 있습니다.

defer 구문은 현재 영역이 완료될때까지 실행을 미룬다. 이 구문은 defer키워드와 나중에 실행할 구문으로 구성됩니다. 미뤄진(deffered) 구문은 break 또는 return 또는 오류를 던지는 것 처럼 제어를 전달하는 코드가 없어야 합니다. 지연된 동작은 지정된 동작의 역순으로 실행됩니다. - 이것은 defer구문의 첫번째 코드가 두번째 코드 다음에 실행됩니다.

func processFile(filename: String) throws {
    if exists(filename) {
        let file = open(filename)
        defer {
            close(file)
        }
        while let line = try file.readline() {
            // Work with the file.
        }
        // close(file) is called here, at the end of the scope.
    }
}

위의 예제에서 defer구문은 open(_:)함수가 close(_:)호출하는 것을 보증합니다.

Note: defer구문은 오류 처리코드가 없는 경우에도 사용 할 수 있습니다