라이브러리를 익히고 사용하라 - Effective Java[59]

🔗 표준 라이브러리를 사용하면 그 코드를 작성한 전문가의 지식과 앞서 사용한 다른 프로그래머들의 경험을 활용할 수 있다.

• 무작위 정수 하나를 생성한다고 가정해보자.

  • 값의 범위는 0부터 명시한 수 사이다.

  • 흔히 마주치는 문제로, 많은 프로그래머가 다음과 같은 짤막한 메서드를 만들곤 한다.

💎 흔하지만 문제가 심각한 코드!

static Random rnd = new Random();

static int random(int n) {
    return Math.abs(rnd.nextInt()) % 3;
}

• 위 코드는 세 가지의 문제를 내포하고 있다.

  • 첫 번째, n이 그리 크지 않은 2의 제곱은 2의 제곱수라면 얼마 지나지 않아 같은 수열이 반복된다.

  • 두 번째, n이 2의 제곱수가 아니라면 몇몇 숫자가 평균적으로 더 자주 반환된다.

    • n값이 크면 이 현상은 더 두드러진다.

    • 다음의 예시 코드를 보자.

    • public static void main(String[] args) {
          int n = 2 * (Integer.MAX_VALUE / 3);
          int low = 0;
          for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
              if (random(n) < n/2) {
                  low++;
              }
          }
         	System.out.println(low);
      }
      

    • random 메서드가 이상적으로 동작한다면 약 50만 개가 출력되어야 하지만, 실제로 돌려보면 666,666에 가까운 값을 얻는다.

    • 무작위로 생성된 수 중에서 2/3 가량이 중간값보다 낮은 쪽으로 쏠린 것이다.

  • 세 번째, 지정한 범위 ‘바깥’의 수가 종종 튀어나올 수 있다.

    • rnd.nextInt()가 반환한 값을 Math.abs를 이용해 음수가 아닌 정수로 매핑하기 때문이다.

    • nextInt()가 Integer.MIN_VALUE를 반환하면 Math.abs도 Integer.MIN_VALUE를 반환하고, 나머지 연산자(%)는 음수를 반환해버린다.

💎 해결책은 이미 만들어져있다!

• 다행히 위에서 언급한 문제에 대한 해결책은 이미 만들어져 있다.

  • Random.nextInt(int)이다.

• 알고리즘에 능통한 개발자가 설계와 구현과 검증에 시간을 들여 개발했고, 이분야의 여러 전문가가 잘 동작함을 검증해줬다.

  • 또한 이 라이브러리가 릴리스된 후 20여 넌 가까이 수백만의 개발자가 열심히 사용했지만 버그가 보고된 적이 없다.

• 표준 라이브러리를 사용하면 그 코드를 작성한 전문가의 지식과 앞서 사용한 다른 프로그래머들의 경험을 활용 할 수 있다.

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💎 자바 7부터는 ThreadLocalRandom으로 대체하면 대부분 잘 작동한다.

• Random보다 더 고품질의 무작위 수를 생성할 뿐 아니라 속도도 더 빠르다.

• 한편, 포크-조인 풀이나 병렬 스트림에서는 SpittableRandom을 사용하라.

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🔗 표준 라이브러리를 쓰는 또 다른 이점들

• 두 번째, 핵심적인 일과 크게 관련 없는 문제를 해결하느라 시간을 허비하지 않아도 된다는 것이다.
  • 프로그래머들 하부 공사를 하기보다는 애플리케이션 기능 개발에 집중하고 싶어 한다.

• 세 번째, 따로 노력하지 않아도 성능이 지속해서 개선된다는 점이다.

  • 사용자가 많고, 업계 표준 벤치마크를 사용해 성능을 확인하기 때문에 표준 라이브러리 제작자들은 더 나은 방법을 꾸준히 모색할 수 밖에 없다.

  • 자바 플랫폼 라이브러리의 많은 부분이 수 년에 걸쳐 지속해서 다시 작성되며, 떄론 성능이 극적으로 개선되기도 한다.

• 네 번째, 기능이 점점 많아진다는 것이다.
  • 라이브러리에 부족한 부분이 있다면 개발자 커뮤니티에서 이야기가 나오고 논의된 후 다음 릴리스에 해당 기능이 추가되곤 한다.
• 마지막, 직접 작성한 코드가 많은 사람에게 낯익은 코드가 된다는 것이다.
  • 자연스럽게 다른 개발자들이 더 읽기 좋고, 유지보수하기 좋고, 재활용하기 쉬운 코드가 된다.

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🔗 표준라이브러리 사용의 장점이 많은데 왜 많은 프로그래머들은 직접 구현하는거야?

• 아마도 라이브러리에 그런 기능이 있는지 모르기 때문일 것이다.

• 메이저 릴리스마다 주목할 만한 수많은 기능이 라이브러리에 추가된다.

  • 자바는 메이저 릴리스마다 새로운 기능을 설명하는 웹페이지를 공시하는데, 한 번쯤 읽어볼 만하다.

  • ex) 지정한 URL의 내용을 가져오는 명령줄 애플리케이션을 작성해보자.

    • 예전에는 작성하기가 까다로운 기능이었지만, 자바 9에서 InputStream에 추가된 transferTo 메서드를 사용하면 쉽게 구현할 수 있다.

💎 transferTo 메서드를 이용해 URL의 내용 가져오기 - 자바 9부터 가능하다.

public static void main(String[] args) throw IOException {
    try (InputStream in = new URL(args[0]).openStream()) {
        in.transferTo(System.out);
    }
}

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🔗 라이브러리가 너무 방대한데 모든 API를 다 살펴봐야해?

• 자바 프로그래머라면 적어도 java.lang, java.util, java.io와 그 하위 패키지들에는 익숙해져야 한다.

  • 다른 라이브러리들은 필요할 때마다 익히기 바란다.

  • 라이브러리는 매년 아주 빠르게 성장하고 있으니 모든 기능을 요약하는 건 무리다.

• 하지만 언급해둘 만한 라이브러리는 몇 개 있다.

  • 컬렉션 프레임워크와 스트림 라이브러리다.

  • java.util.concurrent의 동시성 기능도 마찬가지로 알아두면 큰 도움이 된다.

    • 이 패키지는 멀티스레드 프로그래밍 작업을 단순화해주는 고수준의 편의 기능은 물론, 능숙한 개발자가 자신만의 고수준 개념을 직접 구현할 수 있도록 도와주는 저수준 요소들을 제공한다.

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🔗 근데 내가 필요한 기능을 라이브러리가 충분히 제공하지 못하면 어떻게 해?

• 때때로 라이브러리가 우리에게 필요한 기능을 충분히 제공하지 못할 수 있다.

  • 더 전문적인 기능을 요구할수록 이런 일이 더 자주 생길 것이다.

  • 우선은 라이브러리를 사용하려 시도해보자.

• 어떤 영역의 기능을 제공하는지 살펴보고, 원하는 기능이 아니라 판단되면 대안을 사용하자.

  • 어떤 라이브러리든 제공하는 기능은 유한하므로 항상 빈 구멍이 있기 마련이다.

  • 자바 표준 라이브러리에서 원하는 기능을 찾지 못하면, 그다음 선택지는 고품질의 서드파티 라이브러리가 될 것이다.

  • 구글의 멋진 구아바 라이브러리가 대표적이다.

    • 적합한 서드파티 라이브러리도 찾지 못했다면, 다른 선택이 없으니 직접 구현하자.

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바퀴를 다시 발명하지 말자.

아주 특별한 나만의 기능이 아니라면 누군가 이미 라이브러리 형태로 구현해놓았을 가능성이 크다. 그런 라이브러리가 있다면, 쓰면 된다. 있는지 잘 모르겠다면 찾아보라.

일반적으로 라이브러리의 코드는 여러분이 직접 작성한 것보다 품질이 좋고, 점차 개선될 가능성이 크다.

코드 품질에도 규모의 경제가 적용된다.

즉, 라이브러리 코드는 개발자 각자가 작성하는 것보다 주목을 훨씬 많이 받으므로 코드 품질도 그만큼 높아진다.

참조 - 이펙티브 자바 3/E - 조슈아 블로크때