Java Exception Handle in Stream Operations

2017-09-09

java8 스트림에서 Exception이 발생하는 경우 어떻게 처리해야 할까?
우선 기본적인 내용부터 간단히 알아보고 넘어가 보자.

Java Exception

Exception Hierarchy in java
Java에서 Exception은 Checked Exception과 RuntimeException을 상속받아 구현된 Unchecked Exception으로 구분된다.
RuntimeException은 자동으로 이전 스택으로 throw되기 때분에 별도의 처리가 없어도 된다. 하지만 Checked Exception 의 경우에는 throws를 명시하거나 try-catch로 처리해 주어야 한다.
자세한 내용은 Java Tutorials 를 참고하기 바란다.

Java Stream Operations

java8에서 Collection의 내부반복을 위해 Stream API 를 지원하고 다양한 operation을 제공하고 있다.
대부분의 operation 들은 Predicate, Supplier, Function등을 받아서 처리를 한다.
하지만 java8에서 기본적으로 제공하고 있는 FunctionalInterface은 아래 메소드 시그니처와 같이 Exception을 throws 하지 않는다. 내부에서 Checked Exception이 발생한다면 처리할 방법이 없기 때문에 compile error를 내버린다.

@FunctionalInterface
public interface Predicate<T> {
    boolean test(T t)
}
@FunctionalInterface
public interface Supplier<T> {
    T	get()
}
@FunctionalInterface
public interface Function<T,R> {
    R apply(T t);
}

하지만, 대부분의 애플리케이션은 예외가 발생했을때 별도의 처리로직을 가져야 하는 경우가 있다.
예를 들면, Exception이 발생한 경우 별도로 정의한 Custom Exception으로 감싸서 던진다.

try {
    doSomeThing();
} catch(IllegalArgumentException e) {
    throw new MyException("ERROR_CODE", "ERROR_MESSAGE", e);
}

Steam내에서 Exception 처리

그렇다면 Stream operation에서 Exception이 발생한다면 어떻게 처리 할 수 있을까?
DZone에 noException in Stream Operations에서 해답을 얻을 수 있었다.
간단한 예제와 같이 알아보자.

아래와 같이 내부적으로 Chedcked Exception인 UnknownHostException 을 발생하는 메소드가 있고, 이를 Stream내에서 사용하는 경우를 생각해 보자.

public class InetAddress {
    public static String getByName(String host) throws UnknownHostException {
        if(1==1) throw new UnknownHostException(host);
        return "localhost";
    }
}

Step 1

아래와 같이 Stream map에서 위 메소드를 호출하려고 하면 Function<T,R> 은 Exception을 throw 하지 않기 때문에 compile error가 발생한다.

public static void main(String[] args) {
    String[] allowed = {"127.0.0.1", "::1"};

    Arrays.stream(allowed)
            .map(InetAddress::getByName)   // <--- compile error
            .collect(toSet());             // Unhandled exception: java.net.UnknownHostException
}

Stream.map signature
<R> Stream<R> map(Function<? super T,? extends R> mapper)

Step 2

이 문제를 제일 단순하게 해결하는 방법은 try-catch로 감싸서 RuntimeException으로 감싸서 throw 해주는 것일 것이다.

public static void main(String[] args) {
    String[] allowed = {"127.0.0.1", "::1"};

    Arrays.stream(allowed)
            .map( host -> {
                try {
                    return InetAddress.getByName(host);
                } catch(UnknownHostException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            })
            .collect(toSet());
}

하지만, 코드가 너무 복잡해 보이고 의도가 불명확해 지고, Stream API를 통해 코드를 서술적으로 작성하고자했던 목적에서 멀어지는 것 같다.

Step 3

우선 Function이 예외를 던져주지 않기 때문에 예외를 던져주는 Supplier를 정의해 준다.

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public interface ExceptionSupplier<T> {
    T get() throws Exception;
}

try-catch 블럭을 대신 처리해 줄 메소드를 다음과 같이 정의한다.

public static <T> T wrap(ExceptionSupplier<T> z) {
    try {
        return z.get();
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

ExceptionSupplier의 descriptor는 () -> T 이기 때문에
wrap 함수에 ()->InetAddress.getByName(s) 로 넘겨 주면된다.

public static void main(String[] args) {
    String[] allowed = {"127.0.0.1", "::1"};

    Arrays.stream(allowed)
            .map(s -> wrap(()->InetAddress.getByName(s)))
            .collect(toSet());
}

이 정도로도 충분히 예외처리 관련 로직을 분리해 내서 좋은 코드지만, 좀더 단순하게 작성하고 싶다. 메서드 레퍼런스도 그대로 사용될 수 있었으면 좋겠다.

Step 4

메서드 레퍼런스를 그대로 받아서 처리하기 위해서는 Supplier를 Function으로 변경해 주어야 한다.
InetAddress.getByName(s) 는 String을 입력받아 String을 리턴해 주기 때문에 T -> R 로 표현 할 수 있다.

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public interface ExceptionFunction<T, R> {
    R apply(T r) throws Exception;
}

ExceptionSupplier를 입력받아서 값을 리턴해주던 wrap 함수도 ExceptionFunction을 입력받아 try-catch를 처리한 Function을 리턴하도록 변경 할 수있다.

public static <T, R> Function<T, R> wrap(ExceptionFunction<T, R> f) {
  // (r) ->
  //     wrap(
  //           ()->InetAddress.getByName(r)
  //     )
    return (T r) -> {
        try {
            return f.apply(r);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    };
}

최종적으로는 아래와 같이 exception 처리를 분리해내면서 함수형 스타일로 작성할 수 있다.

public static void main(String[] args) {
    String[] allowed = {"127.0.0.1", "::1"};

    Arrays.stream(allowed)
            .map(wrap(InetAddress::getByName))
            .collect(toSet());
}

Good!!

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