C++ Exception Safety | '예외 안전성' 가이드
이 글의 핵심
C++ Exception Safety: "예외 안전성" 가이드. 예외 안전성이란?·보장 수준.
예외 안전성이란?
예외 발생 시 프로그램 상태 보장
func 함수의 구현 예제입니다.
// ❌ 예외 안전하지 않음
void func() {
int* ptr = new int(10);
process(); // 예외 발생 시 누수
delete ptr;
}
// ✅ 예외 안전
void func() {
auto ptr = std::make_unique<int>(10);
process(); // 예외 발생해도 자동 정리
}보장 수준
// 1. 기본 보장 (Basic Guarantee)
// - 자원 누수 없음
// - 불변식 유지
// 2. 강한 보장 (Strong Guarantee)
// - 성공 또는 원래 상태
// - 원자적 연산
// 3. nothrow 보장
// - 예외 발생 안함
// - noexcept실전 예시
예시 1: 기본 보장
class Buffer {
int* data;
size_t size;
public:
void resize(size_t newSize) {
int* newData = new int[newSize]; // 예외 가능
// 복사
size_t copySize = std::min(size, newSize);
std::copy(data, data + copySize, newData);
delete[] data; // 기존 자원 해제
data = newData;
size = newSize;
}
};예시 2: 강한 보장
class Buffer {
int* data;
size_t size;
public:
void resize(size_t newSize) {
int* newData = new int[newSize];
try {
std::copy(data, data + std::min(size, newSize), newData);
} catch (...) {
delete[] newData; // 실패 시 정리
throw; // 재던지기
}
delete[] data;
data = newData;
size = newSize;
}
};예시 3: nothrow 보장
class Widget {
public:
// nothrow 보장
void swap(Widget& other) noexcept {
std::swap(data, other.data);
}
// 이동 연산 (noexcept 권장)
Widget(Widget&& other) noexcept
: data(other.data) {
other.data = nullptr;
}
private:
int* data;
};예시 4: copy-and-swap
class Buffer {
int* data;
size_t size;
public:
Buffer& operator=(const Buffer& other) {
// 강한 보장
Buffer temp(other); // 복사 (예외 가능)
swap(temp); // nothrow
return *this;
}
void swap(Buffer& other) noexcept {
std::swap(data, other.data);
std::swap(size, other.size);
}
};RAII 활용
class Transaction {
public:
Transaction() {
begin();
}
~Transaction() {
if (!committed) {
rollback(); // 예외 시 롤백
}
}
void commit() {
// ...
committed = true;
}
private:
bool committed = false;
void begin() {}
void rollback() noexcept {}
};자주 발생하는 문제
문제 1: 부분 변경
update 함수의 구현 예제입니다.
// ❌ 부분 변경 후 예외
void update(Data& d) {
d.x = 10;
d.y = compute(); // 예외 발생
d.z = 30; // 실행 안됨
}
// ✅ 임시 객체 사용
void update(Data& d) {
Data temp = d;
temp.x = 10;
temp.y = compute();
temp.z = 30;
d = temp; // 원자적 대입
}문제 2: 자원 누수
func 함수의 구현 예제입니다.
// ❌ 수동 관리
void func() {
Resource* r1 = new Resource();
Resource* r2 = new Resource(); // 예외 시 r1 누수
delete r1;
delete r2;
}
// ✅ RAII
void func() {
auto r1 = std::make_unique<Resource>();
auto r2 = std::make_unique<Resource>();
}문제 3: 소멸자 예외
// ❌ 소멸자에서 예외
class Bad {
public:
~Bad() {
throw std::runtime_error("에러"); // 위험
}
};
// ✅ noexcept 소멸자
class Good {
public:
~Good() noexcept {
try {
cleanup();
} catch (...) {
// 예외 삼킴
}
}
};문제 4: 다중 자원
func 함수의 구현 예제입니다.
// ❌ 예외 안전하지 않음
void func() {
Resource* r1 = new Resource();
Resource* r2 = new Resource(); // 예외 시 r1 누수
}
// ✅ 순차적 RAII
void func() {
auto r1 = std::make_unique<Resource>();
auto r2 = std::make_unique<Resource>();
}설계 원칙
// 1. RAII 사용
std::unique_ptr<Resource> resource;
// 2. 소멸자는 noexcept
~MyClass() noexcept {}
// 3. swap은 noexcept
void swap(MyClass& other) noexcept {}
// 4. 이동 연산은 noexcept
MyClass(MyClass&&) noexcept {}FAQ
Q1: 예외 안전성 수준?
A:
- 기본: 자원 누수 없음
- 강한: 원자적 연산
- nothrow: 예외 없음
Q2: RAII는?
A: 자동 자원 관리. 예외 안전성 핵심.
Q3: 소멸자 예외?
A: 절대 안됨. noexcept.
Q4: 강한 보장은?
A: copy-and-swap 패턴.
Q5: 성능?
A: RAII는 비용 없음. 예외는 비용 있음.
Q6: 예외 안전성 학습 리소스는?
A:
- “Effective C++”
- “C++ Coding Standards”
- “Exception Safety in C++“
같이 보면 좋은 글 (내부 링크)
이 주제와 연결되는 다른 글입니다.
- C++ Stack Unwinding | “스택 되감기” 가이드
- C++ Exception Performance | “예외 성능” 가이드
- C++ noexcept | “예외 명세” 가이드
관련 글
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- C++ 복사/이동 생성자 |
- C++ Custom Deleters |
심화 부록: 구현·운영 관점
이 부록은 앞선 본문에서 다룬 주제(「C++ Exception Safety | ‘예외 안전성’ 가이드」)를 구현·런타임·운영 관점에서 다시 압축합니다. 도메인별 세부 구현은 글마다 다르지만, 입력 검증 → 핵심 연산 → 부작용(I/O·네트워크·동시성) → 관측의 흐름으로 장애를 나누면 원인 추적이 빨라집니다.
내부 동작과 핵심 메커니즘
flowchart TD A[입력·요청·이벤트] --> B[파싱·검증·디코딩] B --> C[핵심 연산·상태 전이] C --> D[부작용: I/O·네트워크·동시성] D --> E[결과·관측·저장]
sequenceDiagram participant C as 클라이언트/호출자 participant B as 경계(런타임·게이트웨이·프로세스) participant D as 의존성(API·DB·큐·파일) C->>B: 요청/이벤트 B->>D: 조회·쓰기·RPC D-->>B: 지연·부분 실패·재시도 가능 B-->>C: 응답 또는 오류(코드·상관 ID)
- 불변 조건(Invariant): 버퍼 경계, 프로토콜 상태, 트랜잭션 격리, FD 상한 등 단계별로 문장으로 적어 두면 디버깅 비용이 줄어듭니다.
- 결정성: 순수 층과 시간·네트워크·스케줄에 의존하는 층을 분리해야 테스트와 장애 분석이 쉬워집니다.
- 경계 비용: 직렬화, 인코딩, syscall 횟수, 락 경합, 할당·GC, 캐시 미스를 의심 목록에 둡니다.
- 백프레셔: 생산자가 소비자보다 빠를 때 버퍼·큐·스트림에서 속도를 줄이는 신호를 어디에 둘지 정의합니다.
프로덕션 운영 패턴
| 영역 | 운영 관점 질문 |
|---|---|
| 관측성 | 요청 단위 상관 ID, 에러율·지연 p95/p99, 의존성 타임아웃·재시도가 대시보드에 보이는가 |
| 안전성 | 입력 검증·권한·비밀·감사 로그가 코드 경로마다 일관적인가 |
| 신뢰성 | 재시도는 멱등 연산에만 적용되는가, 서킷 브레이커·백오프·DLQ가 있는가 |
| 성능 | 캐시·배치 크기·커넥션 풀·인덱스·백프레셔가 데이터 규모에 맞는가 |
| 배포 | 롤백 룬북, 카나리/블루그린, 마이그레이션·피처 플래그가 문서화되어 있는가 |
| 용량 | 피크 트래픽·디스크·FD·스레드 풀 상한을 주기적으로 검증하는가 |
스테이징은 데이터 양·네트워크 RTT·동시성을 프로덕션에 가깝게 맞출수록 재현율이 올라갑니다.
확장 예시: 엔드투엔드 미니 시나리오
앞선 본문 주제(「C++ Exception Safety | ‘예외 안전성’ 가이드」)를 배포·운영 흐름에 맞춰 옮긴 체크리스트입니다. 도메인에 맞게 단계 이름만 바꿔 적용할 수 있습니다.
- 입력 계약 고정: 스키마·버전·최대 페이로드·타임아웃·에러 코드를 경계에 둔다.
- 핵심 경로 계측: 요청 ID, 단계별 지연, 외부 호출 결과 코드를 로그·메트릭·트레이스에서 한 흐름으로 본다.
- 실패 주입: 의존성 타임아웃·5xx·부분 데이터·락 대기를 스테이징에서 재현한다.
- 호환·롤백: 설정/마이그레이션/클라이언트 버전을 되돌릴 수 있는지 확인한다.
- 부하 후 검증: 피크 대비 p95/p99, 에러율, 리소스 상한, 알림 임계값을 점검한다.
handle(request):
ctx = newCorrelationId()
validated = validateSchema(request)
authorize(validated, ctx)
result = domainCore(validated)
persistOrEmit(result, idempotentKey)
recordMetrics(ctx, latency, outcome)
return result문제 해결(Troubleshooting)
| 증상 | 가능 원인 | 조치 |
|---|---|---|
| 간헐적 실패 | 레이스, 타임아웃, 외부 의존성, DNS | 최소 재현 스크립트, 분산 트레이스·로그 상관관계, 재시도·서킷 설정 점검 |
| 성능 저하 | N+1, 동기 I/O, 락 경합, 과도한 직렬화, 캐시 미스 | 프로파일러·APM으로 핫스팟 확인 후 한 가지씩 제거 |
| 메모리 증가 | 캐시 무제한, 구독/리스너 누수, 대용량 버퍼, 커넥션 미반납 | 상한·TTL·힙/FD 스냅샷 비교 |
| 빌드·배포만 실패 | 환경 변수, 권한, 플랫폼 차이, lockfile | CI 로그와 로컬 diff, 런타임·이미지 버전 핀 |
| 설정 불일치 | 프로필·시크릿·기본값, 리전 | 스키마 검증된 설정 단일 소스와 배포 매트릭스 표준화 |
| 데이터 불일치 | 비멱등 재시도, 부분 쓰기, 캐시 무효화 누락 | 멱등 키·아웃박스·트랜잭션 경계 재검토 |
권장 순서: (1) 최소 재현 (2) 최근 변경 범위 축소 (3) 환경·의존성 차이 (4) 관측으로 가설 검증 (5) 수정 후 회귀·부하 테스트.
배포 전에는 git add → git commit → git push 후 npm run deploy 순서를 권장합니다.
이 글에서 다루는 키워드 (관련 검색어)
C++, exception-safety, exception, RAII, guarantee 등으로 검색하시면 이 글이 도움이 됩니다.