표준 함수형 인터페이스를 사용하라 - Effective Java[44]
🔗 템플릿 메소드 패턴 매력의 반감 : 람다의 등장
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자바가 람다를 지원하면서 API를 작성하는 모범 사례도 크게 바뀌었다.
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ex) 상위 클래스의 기본 메소드를 재정의해 원하는 동작을 구현하는 템플릿 메서드 패턴의 매력이 크게 줄었다.
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이를 대체하는 현대적인 해법은 같은 효과의 함수 객체를 받는 정적 팩터리나 생성자를 제공하는 것이다.
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이를 일반화해서 말하면 함수 객체를 매개변수로 받는 생성자와 메서드를 더 많이 만들어야 한다.
- 이때 함수형 매개변수 타입을 올바르게 선택해야 한다.
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💎 **LinkedHashMap **
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이 클래스의 protected 메소드인 removeEldestEntry를 재정의하면 캐시로 사용 할 수 있다.
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맵에 새로운 키를 추가하는 put 메서드는 이 메서드를 호출하여 true가 반환되면 맵에서 가장 오래된 원소를 제거한다.
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아래와 같이 removeEldestry를 재정의하면 맵에 원소가 100개가 될 때까지 커지다가, 그 이상이 되면 새로운 키가 더해질 때마다 가장 오래된 원소를 하나씩 제거한다.
즉, 가작 최근 원소 100개를 유지한다.
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K,V> eldest) {
return size > 100;
}
💎 람다를 사용하면 더 잘만들 수 있을걸~?
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LinkedHashMap을 오늘날 다시 구현한다면 함수 객체를 받는 정적 팩터리나 생성자를 제공했을 것이다.
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removeEldestEntry 선언을 보면 이 함수 객체는 Map.Entry<K,V>를 받아 boolean을 반환해야 할 것 같지만, 꼭 그렇지는 않다.
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? 뭔말이여?
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removeEldestEntry는 size()를 호출해 맵 안의 원소 수를 알아내는데, removeEldestEntry가 인스턴스 메서드라서 가능한 방식이다.
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하지만 생성자에 넘기는 함수 객체는 이 맵의 인스턴스 메서드가 아니다.
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팩토리나 생성자를 호출할 때는 맵의 인스턴스가 존재하지 않기 때문이다.
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따라서 맵은 자기 자신도 함수 객체에 건네줘야 한다.
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이를 반영한 함수형 인터페이스는 다음처럼 선언할 수 있다.
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💎 불필요한 함수형 인터페이스 - 대신 표준 함수형 인터페이스를 사용하라.
@FunctionalInterface interface EldestEntryRemovalFunction<K,V> {
boolean remove(Map<K,V> map, Map.Entry<K,V> eldest);
}
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이 인터페이스도 잘 동작하기는 하지만, 굳이 사용할 이유는 없다.
- 자바 표준 라이브러리에 이미 같은 모양의 인터페이스가 준비되어 있기 때문이다.
- java.util.function 패키지를 보면 다양한 용도의 표준 함수형 인터페이스가 담겨있다.
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필요한 용도에 맞는게 있다면, 직접 구현하지말고 표준 함수형 인터페이스를 활용하라.
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그러면 API가 다루는 개념의 수가 줄어들어 익히기 더 쉬워진다.
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또한 표준 함수형 인터페이스들은 유용한 디폴트 메소드를 많이 제공하므로 다른 코드와의 상호 운용성도 크게 좋아질 것이다.
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ex) Predicate 인터페이스는 predicate들을 조합하는 메서드를 제공한다.
- 앞의 LinkedHashMap 예에서는 직접 만든 EldestEntryRemovalFunction 대신 표준 인터페이스인 BiPredicate<Map<K,V>, Map<Entry<K,V»를 사용할 수 있다.
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💎 java.util.function 패키지에서 이것만은 기억하자 ! 기본 인터페이스 6가지
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Operator 인터페이스 - 반환값과 인수의 타입이 같은 함수
- 인수가 1개인 UnaryOperator, 인수가 2개인 BinaryOperator
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Predicate 인터페이스 - 인수 하나를 받아 boolean을 반환하는 함수
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Function 인터페이스 - 인수와 반환 타입이 다른 함수
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Supplier 인터페이스 - 인수를 받지 않고 값을 반환하는(혹은 제공)하는 함수
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Consumer 인터페이스 - 인수를 하나 받고 반환값은 없는(특히 인수를 소비하는) 함수
| 인터페이스 | 함수 시그니처 | 예 |
|---|---|---|
UnaryOperator<T> |
T apply(T t) | String::toLowercase |
BinaryOperator<T> |
T apply(T t1, T t2) | BigInteger::add |
Predicate<T> |
boolean test(T t) | Collection |
Function<T,R> |
R apply(T t) | Arrays::asList |
Supplier<T> |
T get() | Instant::now |
Consumer<T> |
void accept(T t) | System.out::println |
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기본 인터페이스는 기본 타입인 int, long, double용으로 각 3개씩 변형이 생겨난다.
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그 이름도 기본 인터페이스의 이름 앞에 해당 기본 타입 이름을 붙여 지었다.
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ex) int를 받는 Predicate는 IntPredicate, long을 받아 long을 반환하는 BinaryOperator는 LongBinaryOperator
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유일하게 Function의 변형만 매개변수화 됐다.
- 정확히는 반환 타입만 매개변수화됐는데, 예를 들어 LongFunction<int[]>은 long 인수를 받아 int[]을 반환한다.
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💎 기본 타입을 반환하는 변형 :: Function 인터페이스
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인수와 같은 타입을 반환하는 함수는 UnaryOperator이므로, Function 인터페이스의 변형은 입력과 결과의 타입이 항상 다르다.
- 입력과 결과 타입이 모두 기본 타입이면 접두어로 SrcToResult를 사용한다.
- ex) long을 받아 int를 반환하면 LongToIntFunction이 되는 식
- 나머지는 입력이 객체 참조이고 결과가 int, long, double인 변형들로, 앞서와 달리 입력을 매개변수화하고 접두어로 ToResult를 사용한다.
- 즉, ToLongFunction<int[]>은 int[] 인수를 받아 long을 반환한다.
💎 인수를 2개씩 받는 변형 :: 기본 함수형 인터페이스
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BiPredicate<T,U> -
BiFunction<T,U,R>하위에는 기본 타입을 반환하는 세 변형이 있다.-
ToIntBiFunction<T,U> -
ToLongBiFunction<T,U> -
ToDoubleBiFunction<T,U>
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BiConsumer<T,U>-
ObjDoubleConsumer<T> -
ObjIntConsumer<T> -
ObjLongConsumer<T>
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💎 BooleanSupplier 인터페이스는 boolean을 반환 - Supplier의 변형
- 이것이 표준 함수형 인터페이스 중 boolean을 이름에 명시한 유일한 인터페이스지만, Predicate와 그 변형 4개도 boolean값을 변환 할 수 있다.
💎 기본 함수형 인터페이스에 박싱된 기본 타입을 넣어 사용하지는 말자
- 표준 함수형 인터페이스 대부분은 기본 타입만 지원한다.
- 박싱된 기본 타입을 사양하게 되면 계산량이 많을 때는 성능이 처참히 느려질 수 있다.
🔗 함수형 인터페이스는 언제 직접 작성해?
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대부분의 상황에서는 직접 작성하는 것보다 표준 함수형 인터페이스를 사용하는 편이 낫다.
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하지만, 표준 인터페이스 중 필요한 용도에 맞는게 없다면 직접 작성해야 한다.
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매개변수 3개를 받는 Predicate라든가 검사 예외를 던지는 경우가 있을 수 있지만 구조적으로 똑같은 표준 함수형 인터페이스가 있더라도 직접 작성해야만 할 때가 있다.
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심지어 자바 라이브러리에
Comparator<T>를 추가 할 당시ToIntBiFunction<T,U>가 이미 존재했더라도ToIntBiFunction<T,U>를 사용하면 안 됐다.
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💎 Comparator가 독자적인 인터페이스로 살아남아야 하는 이유 = 특성
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이 중 하나 이상을 만족한다면 전용 함수형 인터페이스를 구현해야 하는건 아닌지 고민해봐야한다.
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첫 번째, API에서 굉장히 자주 사용하는데, 지금의 이름이 그 용도를 아주 훌륭히 설명해준다.
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두 번째, 구현하는 쪽에서 반드시 지켜야 할 규약을 담고 있다.
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세 번째, 비교자들을 변환하고 조합해주는 유용한 디폴트 메소드들을 많이 담고 있다.
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전용 함수형 인터페이스를 작성하기로 했다면, 자신이 작성하는 게 다른 것도 아닌 ‘인터페이스’임을 명심해야 한다.
- 아주 주의해서 설계해야 한다는 뜻이다.
🔗 직접 만든 함수형 인터페이스에는 항상 @FunctionalInterface 애너테이션을 사용하라
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@FunctionInterface를 사용하는 이유는 @Override를 사용하는 이유와 비슷하다.
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프로그래머의 의도를 명시하는 것으로 다음과 같이 크게 세 가지 목적이 있다.
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첫 번째, 해당 클래스의 코드나 설명 문서를 읽을 이에게 그 인터페이스가 람다용으로 설계된 것임을 알려준다.
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두 번째, 해당 인터페이스가 추상 메서드를 오직 하나만 가지고 있어야 컴파일되게 해준다.
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세 번째, 그 결과 유지보수 과정에서 누군가 실수로 메서드를 추가하지 못하게 막아준다.
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💎 함수형 인터페이스를 API에서 사용할 때의 주의점
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서로 다른 함수형 인터페이스를 같은 위치의 인수로 받는 메서드들을 다중정의해서는 안 된다.
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클라이언트에게 불필요한 모호함만 안겨줄 뿐이며, 이 모호함으로 인해 실제로 문제가 일어나기도 한다.
- ex) ExecutorService의 submit 메서드는
Callable<T>를 받는 것과 Runnable을 받는 것을 다중 정의 했다.
- 그래서 올바른 메서드를 알려주기 위해 형변환해야 할 때가 많이 생긴다.
- ex) ExecutorService의 submit 메서드는
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이런 문제를 피하는 가장 쉬운 방법은 서로 다른 함수형 인터페이스를 같은 위치의 인수로 사용하는 다중정의를 피하는 것이다.
- “다중정의는 주의해서 사용하라”
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입력값과 반환값에 함수형 인터페이스 타입을 활용하라.
보통은 java.util.function 패키지의 표준 함수형 인터페이스를 사용하는 것이 가장 좋은 선택이다.
단, 흔치는 않지만 직접 새로운 함수형 인터페이스를 만들어 쓰는편이 나을 수도 있음을 잊지 말자.
참조 - 이펙티브 자바 3/E - 조슈아 블로크
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