Python 입문 시리즈 #14: 예외 처리로 프로그램을 안전하게 만들기

1. 실제 서비스 장애 상황

오전 2시 17분, 회사 메신저에 긴급 알림이 울립니다. 서비스가 중단되었다는 메시지입니다.

운영팀이 급하게 로그를 확인하자 다음 에러가 보입니다.

ZeroDivisionError:
division by zero

고객은 계속 접속 중이고 서버는 멈춰 있습니다. 개발자는 나눗셈 하나 때문에 서비스 전체가 죽는 상황을 마주합니다.

print("프로그램 작성 완료!")

"만약 실패하면?"

2. 프로그램은 생각보다 자주 실패한다

우리는 보통 정상적인 상황만 생각합니다. 예를 들어 숫자를 입력받는 코드를 보겠습니다.

number = int(input("숫자 입력 : "))

사용자가 숫자를 입력하면 정상 동작합니다.

100

그런데 사용자가 문자로 입력하면 어떻게 될까요?

안녕하세요

결과입니다.

ValueError

프로그램은 종료됩니다. 사용자는 당황하고, 운영팀은 전화를 받고, 개발자는 야근하게 됩니다.

3. 예외와 try-except

예외 Exception은 프로그램 실행 중 발생하는 오류입니다. 예외가 발생하면 기본적으로 프로그램은 즉시 종료됩니다.

print("프로그램 시작")

10 / 0

print("프로그램 종료")

결과입니다.

프로그램 시작

ZeroDivisionError

마지막 출력인 프로그램 종료는 실행되지 않습니다. 즉, 예외는 프로그램을 죽이는 원인이 됩니다.

실무 개발자는 예외가 발생하지 않기를 기도하지 않습니다. 예외가 발생할 것을 예상하고 미리 대응책을 준비합니다. 그 기술이 Exception Handling, 즉 예외 처리입니다.

기본 문법입니다.

try:
    위험한 코드

except:
    예외 발생 시 실행

예시입니다.

try:
    result = 10 / 0

except:
    print("에러가 발생했습니다.")

결과입니다.

에러가 발생했습니다.

프로그램은 죽지 않았습니다.

실무에서는 무슨 오류인지 알아야 합니다.

try:
    result = 10 / 0

except Exception as e:
    print(e)

결과입니다.

division by zero

실제 운영 시스템에서는 이 정보를 로그에 저장합니다.

4. 실무에서 흔한 예외 TOP 5

Python 실무에서 자주 만나는 예외를 정리하면 다음과 같습니다.

10 / 0

int("hello")

open("abc.txt")

data = [1, 2, 3]

print(data[10])

user = {
    "name":"Lee"
}

print(user["age"])

5. 보안 로그와 여러 예외 처리

보안 로그를 읽는 프로그램이 있다고 가정해보겠습니다.

with open("security.log") as file:
    data = file.read()

그런데 security.log 파일이 삭제되면 다음 예외가 발생합니다.

FileNotFoundError

예외 처리가 없다면 프로그램은 종료되고 서비스는 중단될 수 있습니다. 해결 코드는 다음과 같습니다.

try:
    with open("security.log") as file:
        data = file.read()

except FileNotFoundError:
    print("로그 파일이 없습니다.")

이제 로그 파일이 없어도 서비스는 계속 살아있습니다.

실무에서는 오류 종류별로 다르게 대응합니다.

try:
    number = int(input())

except ValueError:
    print("숫자만 입력해주세요.")

except KeyboardInterrupt:
    print("사용자가 취소했습니다.")

6. finally와 자원 정리

finally는 성공하든 실패하든 반드시 실행되는 영역입니다.

try:
    print("파일 처리")

except:
    print("오류 발생")

finally:
    print("파일 닫기")

정상 실행 결과입니다.

파일 처리
파일 닫기

오류 발생 시에도 finally는 실행됩니다.

오류 발생
파일 닫기

try:
    connect_database()

except Exception as e:
    log_error(e)

finally:
    close_database()

DB 연결 해제는 성공 여부와 관계없이 무조건 수행해야 합니다. 그래서 finally는 파일, 네트워크, 데이터베이스 같은 자원 정리에 자주 사용됩니다.

7. raise로 직접 예외 발생시키기

개발자는 직접 예외를 만들 수도 있습니다.

age = -10

if age < 0:
    raise ValueError(
        "나이는 음수가 될 수 없습니다."
    )

결과입니다.

ValueError:
나이는 음수가 될 수 없습니다.

실무에서는 입력값 검증에 자주 사용됩니다.

password = input("비밀번호 : ")

if len(password) < 8:
    raise ValueError(
        "비밀번호는 8자리 이상이어야 합니다."
    )

8. AI 시스템과 운영 서버 사례

ChatGPT가 파일을 읽는 상황을 생각해보겠습니다.

try:
    read_pdf()

except:
    print(
        "파일을 읽을 수 없습니다."
    )

이미지 분석, 음성 인식, AI 모델 로딩, 파일 처리 등 모든 곳에 예외 처리가 존재합니다.

오전 9시에는 DB 연결이 정상입니다.

DB 연결 성공

오후 2시에 DB 서버 장애가 발생합니다.

Connection Error

예외 처리가 없다면 서비스는 종료됩니다. 예외 처리가 있다면 사용자에게 다음처럼 안내하고 서비스는 살아있을 수 있습니다.

현재 서비스 점검 중입니다.
잠시 후 다시 시도해주세요.

9. 실무자가 알려주는 예외 처리 원칙

예외 처리를 할 때 가장 위험한 패턴은 오류를 숨기는 코드입니다.

try:
    ...
except:
    pass

이 코드는 오류를 숨깁니다. 장애 분석이 어려워지고 실제 문제가 조용히 누적될 수 있습니다.

try:
    ...
except Exception as e:
    print(e)

또는 로그 시스템을 사용합니다.

logging.error(e)

어느 쇼핑몰의 결제 서버에서 다음 코드가 실행되었다고 가정해보겠습니다.

price = 10000

discount = None

final_price = (
    price - discount
)

결과입니다.

TypeError

결제 서버 전체가 중단될 수 있습니다. 예외 처리를 추가하면 서비스가 정상 유지될 수 있습니다.

try:
    final_price = (
        price - discount
    )

except TypeError:
    final_price = price

10. 정리와 다음 편 예고

오늘 배운 내용을 한 문장으로 정리하면 초보 개발자는 오류가 발생하지 않기를 바라고, 실무 개발자는 오류가 반드시 발생한다고 가정하고 그 상황을 준비합니다.

코드가 실행되면 성공

오류가 발생하면?

실패를 설계한다

Google, Amazon, Microsoft, OpenAI 같은 큰 서비스도 장애를 경험합니다. 중요한 것은 장애가 발생하지 않는 시스템이 아니라, 장애가 발생해도 살아남는 시스템입니다.