[인프런 - 스프링 MVC 2편 - 백엔드 웹 개발 활용 기술] 예외 처리와 오류 페이지

해당 내용은, '인프런 - 스프링 MVC 2편 - 김영한님 강의'를 개인적으로 개념정리를 위해 정리한 내용입니다.

서블릿 예외 처리 - 시작

스프링이 아닌 순수 서블릿 컨테이는 예외를 어떻게 처리하는지 알아보자
서블릿은 다음 2가지 방식으로 예외를 처리한다.
- Exception (예외)
- response.sendError (HTTP 상태 코드, 오류 메시지)
Exception(예외)
- 자바 직접 실행
  - 자바의 메인 메서드를 직접 실행하는 경우 main 이라는 이름의 쓰레드가 실행된다. 실행 도중에 예외를 잡지 못하고 처음 실행한 main() 메서드를 넘어서 예외가 던져지면, 예외 정보를 남기고 해당 쓰레드는 종료된다.
- 웹 애플리케이션
  - 웹 애플리케이션은 사용자 요청별로 별도의 쓰레드가 할당되고, 서블릿 컨테이너 안에서 실행된다. 애플리케이션에서 예외가 발생했는데, 어디선가 try ~ catch로 예외를 잡아서 처리하면 아무런 문제가 없다. 그런데 만약에 애플리케이션에서 예외를 잡지 못하고, 서블릿 밖으로 까지 예외가 전달되면 어떻게 동작할까?
    - WAS(여기까지 전파) ← 필터 ← 서블릿 ← 인터셉터 ← 컨트롤러(예외발생) 결국 톰캣 같은 WAS 까지 예외가 전달된다.
  - WAS는 예외가 올라오면 어떻게 처리해야 할까?
response.sendError(HTTP 상태 코드, 오류 메시지)
- 오류가 발생했을 때 HttpServletResponse 가 제공하는 sendError 라는 메서드를 사용해도 된다.
- 이것을 호출한다고 당장 예외가 발생하는 것은 아니지만, 서블릿 컨테이너에게 오류가 발생했다는 점을 전달할 수 있다. 이 메서드를 사용하면 HTTP 상태 코드와 오류 메시지도 추가할 수 있다. response.sendError(HTTP 상태 코드) response.sendError(HTTP 상태 코드, 오류 메시지)
- ServletExController - 추가
```
@GetMapping("/error-404") 
public void error404(HttpServletResponse response) throws IOException { 
	response.sendError(404, "404 오류!"); 
} 
@GetMapping("/error-500") 
public void error500(HttpServletResponse response) throws IOException { 
	response.sendError(500); 
}
```
- sendError 흐름
  - WAS(sendError 호출 기록 확인) ← 필터 ← 서블릿 ← 인터셉터 ← 컨트롤러 (response.sendError())
  - response.sendError() 를 호출하면 response 내부에는 오류가 발생했다는 상태를 저장해둔다. 그리고 서블릿 컨테이너는 고객에게 응답 전에 response 에 sendError() 가 호출되었는지 확인한다. 그리고 호출되었다면 설정한 오류 코드에 맞추어 기본 오류 페이지를 보여준다.

서블릿 예외 처리 - 오류 화면 제공

과거에는 web.xml 이라는 파일에 다음과 같이 오류 화면을 등록했다

<web-app> 
	<error-page> 
		<error-code>404</error-code> 
		<location>/error-page/404.html</location> 
	</error-page> 
	<error-page> 
		<error-code>500</error-code> 
		<location>/error-page/500.html</location> 
	</error-page>
	<error-page> 
		<exception-type>java.lang.RuntimeException</exception-type> 
		<location>/error-page/500.html</location> 
	</error-page> 
</web-app>

지금은 스프링 부트를 통해서 서블릿 컨테이너를 실행하므로, 스프링 부트가 제공하는 기능을 사용해서 서블릿 오류 페이지를 등록

package hello.exception;

import org.springframework.boot.web.server.ConfigurableWebServerFactory; 
import org.springframework.boot.web.server.ErrorPage; 
import org.springframework.boot.web.server.WebServerFactoryCustomizer;
import org.springframework.http.HttpStatus;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component 
public class WebServerCustomizer implements WebServerFactoryCustomizer<ConfigurableWebServerFactory> {
	@Override 
	public void customize(ConfigurableWebServerFactory factory) { 
		ErrorPage errorPage404 = new ErrorPage(HttpStatus.NOT_FOUND, "/error- page/404"); 
		ErrorPage errorPage500 = new ErrorPage(HttpStatus.INTERNAL_SERVER_ERROR, "/error-page/500"); 
		ErrorPage errorPageEx = new ErrorPage(RuntimeException.class, "/error- page/500"); 
		factory.addErrorPages(errorPage404, errorPage500, errorPageEx); 
	} 
}

해당 오류를 처리할 컨트롤러가 필요

package hello.exception.servlet;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j; 
import org.springframework.stereotype.Controller; 
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest; 
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

@Slf4j 
@Controller 
public class ErrorPageController { 
	@RequestMapping("/error-page/404") 
	public String errorPage404(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { 
		log.info("errorPage 404"); 
		return "error-page/404"; 
	} 

	@RequestMapping("/error-page/500") 
	public String errorPage500(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { 
		log.info("errorPage 500"); 
		return "error-page/500"; 
	} 
}

서블릿 예외 처리 - 오류 페이지 작동 원리

서블릿은 Exception (예외)가 발생해서 서블릿 밖으로 전달되거나 또는 response.sendError() 가 호출 되었을 때 설정된 오류 페이지를 찾는다
예외 발생 흐름
- WAS(여기까지 전파) ← 필터 ← 서블릿 ← 인터셉터 ← 컨트롤러(예외발생)
sendError 흐름
- WAS(sendError 호출 기록 확인) ← 필터 ← 서블릿 ← 인터셉터 ← 컨트롤러 (response.sendError())
예를 들어서 RuntimeException 예외가 WAS까지 전달시, WAS는 오류 페이지 정보를 확인한다. 확인해보니 RuntimeException의 오류 페이지로 /error-page/500이 지정되어 있다. WAS는 오류 페이지를 출력하기 위해 /error-page/500를 다시 요청한다.
오류 페이지 요청 흐름
- WAS /error-page/500 다시 요청 → 필터 → 서블릿 → 인터셉터 → 컨트롤러(/error-page/ 500) → View
예외 발생과 오류 페이지 요청 흐름
- 1. WAS(여기까지 전파) ← 필터 ← 서블릿 ← 인터셉터 ← 컨트롤러(예외발생)
  2. WAS /error-page/500 다시 요청 → 필터 → 서블릿 → 인터셉터 → 컨트롤러(/error- page/500) → View
오류 정보 추가
- WAS는 오류 페이지를 단순히 다시 요청만 하는 것이 아니라, 오류 정보를 request 의 attribute 에 추가해서 넘겨준다.
- 필요하면 오류 페이지에서 이렇게 전달된 오류 정보를 사용할 수 있다
ErrorPageController - 오류 출력

package hello.exception.servlet; 

import lombok.extern.slf4j.Slf4j; 
import org.springframework.stereotype.Controller; 
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping; 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest; 
import javax.servlet.http.HttpServletResponse; 

@Slf4j 
@Controller 
public class ErrorPageController { 
	//RequestDispatcher 상수로 정의되어 있음 
	public static final String ERROR_EXCEPTION = "javax.servlet.error.exception"; 
	public static final String ERROR_EXCEPTION_TYPE = "javax.servlet.error.exception_type"; 
	public static final String ERROR_MESSAGE = "javax.servlet.error.message"; 
	public static final String ERROR_REQUEST_URI = "javax.servlet.error.request_uri"; 
	public static final String ERROR_SERVLET_NAME = "javax.servlet.error.servlet_name"; 
	public static final String ERROR_STATUS_CODE = "javax.servlet.error.status_code"; 

	@RequestMapping("/error-page/404") 
	public String errorPage404(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { 
		log.info("errorPage 404"); 
		printErrorInfo(request); 
		return "error-page/404"; 
	} 

	@RequestMapping("/error-page/500") 
	public String errorPage500(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) { 
		log.info("errorPage 500"); 
		printErrorInfo(request); 
		return "error-page/500"; 
	} 

	private void printErrorInfo(HttpServletRequest request) { 
		log.info("ERROR_EXCEPTION: ex=", request.getAttribute(ERROR_EXCEPTION)); 
		log.info("ERROR_EXCEPTION_TYPE: {}", request.getAttribute(ERROR_EXCEPTION_TYPE)); 
		log.info("ERROR_MESSAGE: {}", request.getAttribute(ERROR_MESSAGE)); // ex의 경우 NestedServletException 스프링이 한번 감싸서 반환 
		log.info("ERROR_REQUEST_URI: {}", request.getAttribute(ERROR_REQUEST_URI)); 
		log.info("ERROR_SERVLET_NAME: {}", request.getAttribute(ERROR_SERVLET_NAME)); 
		log.info("ERROR_STATUS_CODE: {}", request.getAttribute(ERROR_STATUS_CODE)); 
		log.info("dispatchType={}", request.getDispatcherType()); 
	}
 }

request.attribute에 서버가 담아준 정보
- javax.servlet.error.exception : 예외
- javax.servlet.error.exception_type : 예외 타입
- javax.servlet.error.message : 오류 메시지
- javax.servlet.error.request_uri : 클라이언트 요청 URI
- javax.servlet.error.servlet_name : 오류가 발생한 서블릿 이름
- javax.servlet.error.status_code : HTTP 상태 코드

서블릿 예외 처리 - 필터

오류가 발생하면 오류 페이지를 출력하기 위해 WAS 내부에서 다시 한번 호출이 발생한다.
이때 필터, 서블릿, 인터셉터도 모두 다시 호출된다. 그런데 로그인 인증 체크 같은 경우를 생각해보면, 이미 한번 필터나, 인터셉터에서 로그인 체크를 완료했다.
따라서 서버 내부에서 오류 페이지를 호출한다고 해서 해당 필터나 인터셉트가 한번 더 호출되는 것은 매우 비효율적이다.
결국 클라이언트로 부터 발생한 정상 요청인지, 아니면 오류 페이지를 출력하기 위한 내부 요청인지 구분할 수 있어야 한다.
서블릿은 이런 문제를 해결하기 위해 DispatcherType 이라는 추가 정보를 제공한다
DispatcherType
- 필터는 이런 경우를 위해서 dispatcherTypes 라는 옵션을 제공한다.
- 이전 강의의 마지막에 다음 로그를 추가했다.
  - log.info("dispatchType={}", request.getDispatcherType())
- 그리고 출력해보면 오류 페이지에서 dispatchType=ERROR 로 나오는 것을 확인할 수 있다.
- 고객이 처음 요청하면 dispatcherType=REQUEST 이다.
- 이렇듯 서블릿 스펙은 실제 고객이 요청한 것인지, 서버가 내부에서 오류 페이지를 요청하는 것인지 DispatcherType 으로 구분할 수 있는 방법을 제공한다
- javax.servlet.DispatcherType

public enum DispatcherType { 
	FORWARD, 
	INCLUDE, 
	REQUEST, 
	ASYNC, 
	ERROR
}

DispatcherType
- REQUEST : 클라이언트 요청
- ERROR : 오류 요청
- FORWARD : MVC에서 배웠던 서블릿에서 다른 서블릿이나 JSP를 호출할 때
  - RequestDispatcher.forward(request, response);
- INCLUDE : 서블릿에서 다른 서블릿이나 JSP의 결과를 포함할 때
  - RequestDispatcher.include(request, response);
- ASYNC : 서블릿 비동기 호출

필터와 DispatcherType

LogFilter - DispatcherType 로그 추가

package hello.exception.filter; 

import lombok.extern.slf4j.Slf4j; 

import javax.servlet.*; 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest; 
import java.io.IOException; 
import java.util.UUID; 

@Slf4j 
public class LogFilter implements Filter { 

	@Override 
	public void init(FilterConfig filterConfig) throws ServletException { 
		log.info("log filter init"); 
	} 

	@Override public void doFilter(ServletRequest request, ServletResponse response, FilterChain chain) throws IOException, ServletException { 
		HttpServletRequest httpRequest = (HttpServletRequest) request; 
		String requestURI = httpRequest.getRequestURI(); 
		String uuid = UUID.randomUUID().toString(); 

		try { 
			log.info("REQUEST [{}][{}][{}]", uuid, request.getDispatcherType(), requestURI); 
			chain.doFilter(request, response); 
		} catch (Exception e) { 
			throw e; 
		} finally { 
			log.info("RESPONSE [{}][{}][{}]", uuid, request.getDispatcherType(), requestURI); 
		} 
} 
	@Override public void destroy() { 
		log.info("log filter destroy"); 
	} 
}

로그를 출력하는 부분에 request.getDispatcherType() 을 추가해두었다

WebConfig
- filterRegistrationBean.setDispatcherTypes(DispatcherType.REQUEST, DispatcherType.ERROR);
- 이렇게 두 가지를 모두 넣으면 클라이언트 요청은 물론이고, 오류 페이지 요청에서도 필터가 호출된다.
- 아무것도 넣지 않으면 기본 값이 DispatcherType.REQUEST 이다. 즉 클라이언트의 요청이 있는 경우에만 필터가 적용된다.
- 특별히 오류 페이지 경로도 필터를 적용할 것이 아니면, 기본 값을 그대로 사용하면 된다.
- 물론 오류 페이지 요청 전용 필터를 적용하고 싶으면 DispatcherType.ERROR 만 지정하면 된다

package hello.exception; 

import hello.exception.filter.LogFilter; 
import org.springframework.boot.web.servlet.FilterRegistrationBean; 
import org.springframework.context.annotation.Bean; 
import org.springframework.context.annotation.Configuration; 
import org.springframework.web.servlet.config.annotation.WebMvcConfigurer;

import javax.servlet.DispatcherType; 
import javax.servlet.Filter;

@Configuration 
public class WebConfig implements WebMvcConfigurer { 
	@Bean 
	public FilterRegistrationBean logFilter() { 
		FilterRegistrationBean<Filter> filterRegistrationBean = new FilterRegistrationBean<>(); 
		filterRegistrationBean.setFilter(new LogFilter()); 
		filterRegistrationBean.setOrder(1); 
		filterRegistrationBean.addUrlPatterns("/*"); 
		filterRegistrationBean.setDispatcherTypes(DispatcherType.REQUEST, DispatcherType.ERROR); 
		
		return filterRegistrationBean; 
	}
 }

서블릿 예외 처리 - 인터셉터

LogInterceptor - DispatcherType 로그 추가
- 앞서 필터의 경우에는 필터를 등록할 때 어떤 DispatcherType 인 경우에 필터를 적용할 지 선택할 수 있었다. 그런데 인터셉터는 서블릿이 제공하는 기능이 아니라 스프링이 제공하는 기능이다. 따라서 DispatcherType 과 무관하게 항상 호출된다
- 대신에 인터셉터는 다음과 같이 요청 경로에 따라서 추가하거나 제외하기 쉽게 되어 있기 때문에, 이러한 설정을 사용해서 오류 페이지 경로를 excludePathPatterns 를 사용해서 빼주면 된다
- LogInterceptor - DispatcherType 로그 추가

package hello.exception.interceptor;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j; 
import org.springframework.web.servlet.HandlerInterceptor; 
import org.springframework.web.servlet.ModelAndView; 
import javax.servlet.http.HttpServletRequest; 
import javax.servlet.http.HttpServletResponse; 
import java.util.UUID;

@Slf4j 
public class LogInterceptor implements HandlerInterceptor { 
	public static final String LOG_ID = "logId"; 

	@Override 
	public boolean preHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler) throws Exception { 
		String requestURI = request.getRequestURI(); 
		String uuid = UUID.randomUUID().toString(); 
		request.setAttribute(LOG_ID, uuid); 
		log.info("REQUEST [{}][{}][{}][{}]", uuid, request.getDispatcherType(), requestURI, handler); 
		return true; 
	}

	@Override 
	public void postHandle(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, ModelAndView modelAndView) throws Exception { 
		log.info("postHandle [{}]", modelAndView); 
	} 

	@Override 
	public void afterCompletion(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response, Object handler, Exception ex) throws Exception { 
		String requestURI = request.getRequestURI(); 
		String logId = (String)request.getAttribute(LOG_ID); 
		log.info("RESPONSE [{}][{}][{}]", logId, request.getDispatcherType(), requestURI); 

		if (ex != null) { 
			log.error("afterCompletion error!!", ex); 
		}
	 } 
}

필터는 DispatchType 으로 중복 호출 제거 ( dispatchType=REQUEST )
인터셉터는 경로 정보로 중복 호출 제거( excludePathPatterns("/error-page/")**

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