Apple 에서 공개한 The Swift Programming Language (Swift 5.7) 책의 Error Handling 부분1을 번역하고, 설명이 필요한 부분은 주석을 달아서 정리한 글입니다. 전체 번역은 Swift 5.7: Swift Programming Language (스위프트 프로그래밍 언어) 에서 확인할 수 있습니다.
에러 처리 (error handling) 는 프로그램의 에러 조건에 응답하고 이로부터 복구하는 과정입니다. 스위프트는 실행 시간에 복구 가능한 에러를 던지고, 잡아내며, 전파하고, 조작하는 일-급 지원2 을 제공합니다.
일부 연산은 실행 완료나 유용한 출력의 생성을 항상 보장하진 않습니다. 값의 없음은 옵셔널로 나타내지만, 연산이 실패할 땐, 무엇이 실패를 유발했는지 이해해서, 코드가 그에 따라 응답하도록 하는게, 종종 유용합니다.
예를 들어, 디스크 (disk) 에 있는 ㄴ파일에서 자료를 읽고 가공하는 임무를 고려해 봅시다. 특정 경로에 파일이 존재하지 않거나, 파일을 읽을 권한이 없거나, 또는 호환 가능한 양식으로 파일을 부호화 (encoded) 하지 않은 걸 포함한, 다수의 이유로 이 임무가 실패할 수 있습니다. 이 서로 다른 상황들 사이를 구별하는 건 프로그램이 일부 에러는 해결하도록 그리고 해결할 수 없는 어떤 에러든 사용자와 소통하도록 허용합니다.
스위프트의 에러 처리는 Cocoa 및 오브젝티브-C 에서
NSError클래스를 사용하는 에러 처리 패턴과 상호 호환됩니다. 이 클래스에 대한 더 많은 정보는, Handling Cocoa Errors in Swift (스위프트에서 Cocoa 에러 처리하기) 를 보도록 합니다.
스위프트에선, Error 프로토콜을 따르는 타입의 값으로 에러를 나타냅니다. 이 빈 프로토콜3 은 에러 처리에 사용할 수 있는 타입을 지시합니다.
스위프트 열거체는, 결합 값으로 에러 통신에 추가 정보를 허용하므로, 서로 관련된 에러 조건 그룹을 모델링하기에 특히 더 적합합니다. 예를 들어, 다음은 게임 안에서 자동 판매기의 연산 에러 조건을 나타낼 지도 모를 방법입니다:
enum VendingMachineError: Error {
case invalidSelection
case insufficientFunds(coinsNeeded: Int)
case outOfStock
}
에러를 던지는 건 예상치 못한 뭔가 발생해서 보통의 실행 흐름을 계속할 순 없다고 지시합니다. throw 문을 사용하여 에러를 던집니다. 예를 들어, 다음 코드는 자동 판매기에 동전 5개가 추가로 필요함을 지시하는 에러를 던집니다:
throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)
에러를 던질 땐, 예를 들어, 문제를 바로 잡거나, 대안을 시도하거나, 또는 사용자에게 실패를 알림으로써-어떠한 주위 코드가 반드시 에러 처리를 책임져야 합니다.
스위프트의 에러 처리 방법엔 네 가지가 있습니다. 함수에서 그 함수를 호출한 코드로 에러를 전파 (propagate) 하거나, do-catch 문으로 에러를 처리하거나, 옵셔널 값으로 에러를 처리하거나, 또는 에러가 일어나지 않을 거라는 단언 (assert) 을 할 수 있습니다. 각각의 접근법은 아래 부분에서 설명합니다.
함수가 에러를 던질 땐, 프로그램 흐름을 바꾸므로, 에러를 던질 수 있는 코드를 빨리 식별할 수 있는 게 중요합니다. 이런 코드를 식별하기 위해, 에러를 던질 수 있는 함수, 메소드, 또는 초기자를 호출하는 코드 앞에, try 키워드-또는 try? 및 try! 같은 변화-를 작성합니다. 이러한 키워드는 아래 부분에서 설명합니다.
스위프트 에러 처리는,
try,catch, 및throw키워드를 사용한다는 점에서, 다른 언어의 예외 (exception) 처리와 닮았습니다. 오브젝티브-C 를 포함한-수많은 언어의 예외 처리와 달리, 스위프트 에러 처리는, 계산 비용이 비쌀 수 있는 과정인, 호출 스택 풀기 (unwinding call stack)4 와 엮여 있지 않습니다. 그리하여,throw문의 성능은return문에 비빌만합니다.
함수, 메소드, 또는 초기자가 에러를 던질 수 있다고 지시하려면, 함수 선언의 매개 변수 뒤에 throws 키워드를 작성합니다. throws 로 표시한 함수를 던지는 함수 (throwing function) 라고 합니다. 반환 타입을 지정한 함수면, 반환 화살표 (->) 앞에 throws 키워드를 씁니다.
func canThrowErrors() throws -> String
func cannotThrowErrors() -> String
던지는 함수는 자기 안에서 던진 에러를 자신을 호출한 영역으로 전파합니다.
던지는 함수만 에러를 전파할 수 있습니다. 던지지 않는 (nonthrowing) 함수 안에서 던진 어떤 에러든 함수 안에서 반드시 처리해야 합니다.
아래 예제의, VendingMachine 클래스엔 vend(itemNamed:) 메소드가 있는데, 요청한 항목을 쓸 수 없거나, 재고가 없거나, 또는 비용이 현재 보관량을 초과할 경우, 적절한 VendingMachineError 를 던집니다:
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:) 메소드 구현은 guard 문을 사용하여 간식 구매를 위한 어떤 필수 조건이든 만족하지 않으면 메소드를 때 이르게 빠져나와서 적절한 에러를 던집니다. throw 문이 곧바로 프로그램 제어를 옮기기 때문에, 이 모든 필수 조건에 부합할 경우에만 항목을 팔 것입니다.
vend(itemNamed:) 메소드는 자신이 던진 어떤 에러든 전파하기 때문에, 이 메소드를 호출하는 어떤 코드든 반드시-do-catch 문이나, try?, 또는 try! 를 써서-에러를 처리하든지, 아니면 이를 계속 전파해야 합니다. 예를 들어, 아래 예제의 buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 도 던지는 함수이며, vend(itemNamed:) 메소드가 던진 어떤 에러든 buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 함수를 호출한 곳으로 위로 전파 (propagate up) 할 것입니다.
let favoriteSnaks = [
"Alice": "Chips",
"Bob": "Licorice",
"Eve": "Pretzels",
]
func buyFavoriteSnack(person: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
let snackName = favoriteSnacks[person] ?? "Candy Bar"
try vendingMachine.vend(itemNamed: snackName)
}
이 예제에서, buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 함수는 주어진 사람이 가장 좋아하는 간식을 찾아 보고 vend(itemNamed:) 메소드 호출로 이를 사려고 합니다. vend(itemNamed:) 메소드가 에러를 던질 수 있기 때문에, try 키워드를 앞에 붙여서 호출합니다.
던지는 초기자 (throwing initializers) 는 던지는 함수와 똑같은 식으로 에러를 전파할 수 있습니다. 예를 들어, 아래 나열한 PurchasedSnack 구조체의 초기자는 초기화 과정에서 던지는 함수를 호출하며, 마주친 어떤 에러든 자신을 호출한 쪽으로 전파함으로써 이를 처리합니다.
struct PurchasedSnack {
let name: String
init(name: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
try vendingMachine.vend(itemNamed: name)
self.name = name
}
}
do-catch 문을 사용하면 코드 블럭을 실행함으로써 에러를 처리합니다. do 절 코드에서 에러를 던지면, catch 절과 맞춰봐서 에러를 처리할 수 있는 걸 하나 결정합니다.
다음은 do-catch 문의 일반 형식입니다:
do {
try expression-표현식
statements-구문
} catch pattern 1-패턴 1 {
statements-구문
} catch pattern 2-패턴 2 where condition-조건 {
statements-구문
} catch pattern 3-패턴 3, pattern 4-패턴 4 where condition-조건 {
statements-구문
} catch {
statements-구문
}
catch 뒤에 패턴 (pattern) 을 작성하여 그 절이 처리할 수 있는 에러를 지시합니다. catch 절에 패턴이 없으면, 그 절은 어떤 에러와도 일치하며 error 라는 이름의 지역 상수와 에러를 연결 (bind) 합니다. 패턴 맞춤 (pattern matching) 에 대한 더 많은 정보는, Patterns (패턴; 유형) 장을 보도록 합니다.
예를 들어, 다음 코드는 VendingMachineError 열거체의 세 모든 case 들과 맞춰봅니다.
var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.conisDeposited = 8
do {
try buyFavoriteSnack(person: "Alice", vendingMachine: vendingMachine)
print("Success! Yum.")
} 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.")
} catch {
print("Unexpected error: \(error).")
}
// "Insufficient funds. Please insert an additional 2 coins." 를 인쇄함
위 예제의, buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 함수는 에러를 던질 수 있기 때문에, try 표현식5 안에서 호출합니다. 에러를 던지면, 곧바로catch 절로 실행을 옮기며, 여기서 전파를 계속 허용할 지 결정합니다. 일치하는 패턴이 없으면, 최종 catch 절이 에러를 잡아내어 error 라는 지역 상수에 연결합니다. 던진 에러가 없으면, do 문의 나머지 구문을 실행합니다.
do 절 코드가 던질 가능성이 있는 모든 에러를 catch 절이 처리하지 않아도 됩니다. 아무 catch 절도 에러를 처리하지 않으면, 에러를 주위 영역으로 전파합니다. 하지만, 전파한 에러는 어떠한 (some) 주위 영역이 됐든 반드시 처리해야 합니다. 던지지 않는 함수에선, 둘러싼 do-catch 문이 반드시 에러를 처리해야 합니다. 던지는 함수에선, 둘러싼 do-catch 문이든 호출한 쪽이든 반드시 에러를 처리해야 합니다. 처리되지 않은 에러를 최상단 영역으로 전파하면, 실행시간 에러를 가지게 됩니다.
예를 들어, 위 예제를 VendingMachineError 가 아닌 어떤 에러든 호출하는 함수가 대신 잡아내도록 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)")
}
// "Invalid selection, out of stock, or not enough money." 를 인쇄함
nourish(with:) 함수에서, vend(itemNamed:) 가 VendingMachineError 열거체 case 중 하나를 던지면, 메시지를 인쇄함으로써 nourish(with:) 가 에러를 처리합니다. 그 외 경우, nourish(with:) 가 자신을 호출한 쪽으로 에러를 전파합니다. 그러면 일반적인 catch 절이 에러를 잡아냅니다.
서로 관련된 여러 에러를 잡아내는 또 다른 방법은 catch 뒤에, 쉼표로 구분하여, 나열하는 겁니다. 예를 들면 다음과 같습니다:
func eat(item: String) throws {
do {
try vendingMachine.vend(itemNamed: item)
} catch VendingMachineError.invalidSelection, VendingMachineError.insufficientFunds, VendingMachineError.outOfStock {
print("Invalid selection, out of stock, or not enough money.")
}
}
eat(item:) 함수는 잡아낼 자판기 에러를 나열하는데, 에러 문장은 그 목록의 항목입니다. 나열한 세 에러 중 어떤 것이든 던지면, 이 catch 절이 메시지 인쇄로 이를 처리합니다. 다른 어떤 에러는, 나중에 추가할 지도 모를 자판기 에러도 포함하여, 주위 영역으로 전파합니다.
try? 를 사용하면 옵셔널 값 변환으로 에러를 처리합니다. try? 표현식 평가 동안 에러를 던지면, 표현식 값이 nil 입니다. 예를 들어, 다음 코드에서 x 와 y 의 값과 동작은 똑같습니다:
func someThrowingFunction() throws -> Int {
// ...
}
let x = try? someThrowingFunction()
let y: Int?
do {
y = try someThrowingFunction()
} catch {
y = nil
}
someThrowingFunction() 이 에러를 던지면, x 와 y 값이 nil 입니다. 그 외 경우, x 와 y 값은 함수의 반환 값입니다. someThrowingFunction() 이 무슨 타입을 반환하든 x 와 y 가 옵셔널임을 기억하기 바랍니다. 여기선 함수가 정수를 반환하므로, x 와 y 는 옵셔널 정수입니다.
try? 의 사용은 모든 에러를 똑같이 처리하고 싶을 때의 에러 처리 코드가 간결해지게 합니다.6 예를 들어, 다음 코드는 여러 접근법으로 자료를 가져오거나, 아니면 모든 접근법이 실패할 경우 nil 을 반환합니다.
func fetchData() -> Data? {
if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
return nil
}
던지는 함수나 메소드가 실행 시간에 에러를 던지지 않을 거라는, 사실을, 알 때가 있습니다. 그럴 때, 표현식 앞에 try! 를 작성하면 에러 전파를 못하게 하고 실행시간 단언문7 으로 호출을 포장하여 아무 에러도 던지지 않을거라고 (단언) 할 수 있습니다. 에러를 실제로 던지면, 실행시간 에러를 가지게 됩니다.8
예를 들어, 다음 코드는 loadImage(atPath:) 함수로, 주어진 경로의 이미지를 불러오거나 아니면 이미지를 불러올 수 없을 경우 에러를 던집니다. 이 경우, 응용 프로그램과 같이 이미지를 출하하기 때문에, 실행 시간에 에러를 던지진 않을 것이므로, 에러를 전파 못하게 하는 게 적절합니다.
let photo = try! loadImage(atPath: "./Resources/John Appleseed.jpg")
defer 문을 사용하면 현재 코드 블럭을 떠나기 직전에 일정 구문 집합을 실행할 수 있습니다. 이 구문은 현재 코드 블럭을 떠나는 방법 (how) 엔 상관없이-에러를 던지기 때문에 떠나든 return 이나 break 같은 구문 때문에 떠나든-하는게 필요한 어떤 정리를 하게 해줍니다. 예를 들어, defer 문을 사용하면 파일 서술자 (file descriptors)9 를 닫고 수동으로 할당한 메모리를 풀어준다는 걸 보장할 수 있습니다.
defer 문은 현재 영역을 빠져나갈 때까지 실행을 미룹니다. 이 구문은 defer 키워드 및 나중에 실행할 구문으로 이루어집니다. 미룬 구문 (deferred statements) 은 구문 밖으로 제어를 옮기는, break 나 return 문, 또는 에러 던짐 같은, 어떤 코드를 담고 있지 않을 수 있습니다. 미룬 행동은 소스 코드에 작성한 반대 순서로 실행합니다. 즉, 첫 번째 defer 문 코드를 마지막에 실행하고, 두 번째 defer 문 코드를 마지막에서 두 번째로 실행하며, 기타 등등 그렇게 계속됩니다. 소스 코드의 마지막 defer 문을 첫 번째로 실행합니다.
func processFile(filename: String) throws {
if exists(filename) {
let file = open(filename)
defer {
close(file)
}
while let line = try file.readline() {
// 파일 작업함.
}
// close(file) 은, 영역의 끝인, 여기서 호출함.
}
}
위 예제는 defer 문을 사용하여 open(_:) 함수에 해당하는 close(_:) 를 호출함을 보장합니다.
에러 처리 코드와 엮이지 않은 때에도
defer문을 사용할 수 있습니다.
이 글에 대한 원문은 Error Handling 에서 확인할 수 있습니다. ↩
스위프트가 에러 처리를 일-급 지원 (first-class support) 한다는 건 언어 수준에서 에러 처리를 지원한다는 의미입니다. 이에 대한 더 자세한 정보는 Error Handling with Try and Catch in Swift 항목을 보도록 합니다. ↩
스위프트의 Error 프로토콜은 본문 없이 비어 있는 프로토콜로 구현되어 있습니다. 즉, Error 라는 타입만 정의한 프로토콜입니다. ↩
‘호출 스택 풀기 (unwinding call stack)’ 는 프로그램의 다른 위치에서 실행을 재개하기 위해 스택에서 하나 이상의 프레임을 ‘뽑아내어 (pop)’ 풀어버리는 작업입니다. 다른 프로그래밍 언어에 있는 ‘예외 처리’ 는 던져진 예외를 처리할 때까지 스택을 풉니다. 반면, 스위프트는 이런 ‘호출 스택 풀기’ 를 하지 않습니다. ‘호출 스택 풀기’ 에 대한 더 자세한 정보는 위키피디아의 Call stack 항목에 있는 Unwinding 부분을 보도록 합니다. ↩
‘try 표현식’ 에 대한 더 자세한 정보는 Expressions (표현식) 장의 Try Operator (‘try’ 연산자) 부분을 보도록 합니다. ↩
본문에서 설명한 것처럼, try? 는 모든 에러를 nil 로 변환한다는, 단 한 가지 방식으로만 처리합니다. 즉, try? 는 사실상 모든 에러를 똑같은 방식으로만 처리할 수 있습니다. ↩
‘실행시간 단언문 (runtime assertion)’ 에 대한 더 자세한 정보는 The Basics (기초) 장에 있는 Assertions and Preconditions (단언문과 선행 조건문) 부분을 보도록 합니다. ↩
실행 시간에 에러를 던지지 않을 거라는 사실을 안다는 건, 결국 그 때가 ‘실행 시간에 에러가 나면 안될 때’ 이기 때문입니다. 즉, try! 는 실행 시간에 에러가 나면 안되는 걸, 개발 과정에서 미리 파악하여 조치하고자 사용하는 겁니다. ↩
‘파일 서술자 (file descriptors)’ 는 POSIX 운영 체제에서 특정 파일에 접근하기 위한 추상적인 키를 의미합니다. 이에 대한 더 자세한 정보는, 위키피디아의 File descriptor 항목과 파일 서술자 항목을 보도록 합니다. ↩