변경 가능성을 최소화하라(불변 클래스를 만드는 다섯 가지 규칙)(1) - [4장. 클래스와 인터페이스(아이템17)]

  불변 클래스란 인스턴스의 내부 값을 수정할 수 없는 클래스를 말한다. 불변 인스턴스에 간직된 정보는 고정되어 객체가 파괴는 순간까지 절대 달라지지 않는다.

  불변 클래스는 가변 클래스보다 설계하고 구현하고 사용하기 쉬우며, 오류가 생길 여지도 적고 훨씬 안전하다는 이점이 있다.

아이템 17에서는 아래 3가지 내용을 다루고 있다.

1. 불변 클래스를 만드는 다섯 가지 규칙
2. 불변 클래스의 장점, 단점, 단점 대처 방법
3. 불변 클래스를 만들 때 고려할 것

이번 글에서는 '1. 불변 클래스를 만드는 다섯 가지 규칙'에 대해서 알아보자.

 

1. 객체의 상태를 변경하는 메서드를 제공하지 않는다. 🚕

public class PhoneNumber {

    private short areaCode, prefix, lineNum;

    public PhoneNumber(short areaCode, short prefix, short lineNum) {
        this.areaCode = areaCode;
        this.prefix = prefix;
        this.lineNum = lineNum;
    }

    public short getAreaCode() {
        return areaCode;
    }

    public short getPrefix() {
        return prefix;
    }

    public short getLineNum() {
        return lineNum;
    }
}

  위와 같이 setter를 제공하지 않는 것이 하나의 예시가 될 수 있다.

 

2. 클래스를 확장할 수 없도록 한다. 🚌

public class MyPhoneNumber extends PhoneNumber {

    private String name;

    public MyPhoneNumber(short areaCode, short prefix, short lineNum, String name) {
        super(areaCode, prefix, lineNum);
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

  위의 코드를 살펴보면 PhoneNumber를 상속받은 MyPhoneNumber의 타입으로 PhoneNumber를 쓸 수 있다. 근데 MyPhoneNumber의 메서드 때문에 객체의 상태가 바뀔 수 있게 되었다. 즉, 바뀔 수 있는 객체가 되었다.

  이를 막아줘야 한다는 것인데 아래와 같이 final을 이용하여 상속을 막을 수 있다. (뒤에서 나오는 '불변 클래스를 만들 때 고려할 것'이라는 주제에서 final을 사용하는 것이 아닌 다른 방법을 추가적으로 알아볼 것이다.)

// 상속이 불가능하다
public final class PhoneNumber {

    private short areaCode, prefix, lineNum;

    ...
}

 

3. 모든 필드를 final로 선언한다. 🚖

public final class PhoneNumber {

    private final short areaCode, prefix, lineNum;

    ...
}

  시스템이 강제하는 수단을 이용해 설계자의 의도를 명확히 드러내는 방법이다. 새로 생성된 인스턴스를 동기화 없이 다른 스레드로 건네도 문제없이 동작하게끔 보장하는 데도 필요하다. (성능과 프로그램의 견고함을 위해 final 키워드는 쓸 수 있는 한 최대한 많이 쓰는 게 좋다고 한다.)

 

4. 모든 필드를 private로 선언한다. 🚍

public final class PhoneNumber {

    private final short areaCode, prefix, lineNum; // O
    // public final short areaCode, prefix, lineNum; // X

    ...
}

  public을 쓰더라도 final이 붙어져 있으면 값을 바꿀 수는 없다.

  하지만 클라이언트에서 필드를 직접 참조를 하게 되면 내부 표현을 바꿀 수 없다는 문제가 있게 된다. 그렇기 때문에 모든 필드를 private로 선언해야 한다.

 

5. 자신 외에는 내부의 가변 컴포넌트에 접근할 수 없도록 한다. 🚁

public class Person {

    private final Address address;

    public Person(Address address) {
        this.address = address;
    }

    public Address getAddress() {
        return address;
    }
}

----------

public class Address {

    private String zipCode;

    private String street;

    private String city;

    public String getZipCode() {
        return zipCode;
    }

    public void setZipCode(String zipCode) {
        this.zipCode = zipCode;
    }

    public String getStreet() {
        return street;
    }

    public void setStreet(String street) {
        this.street = street;
    }

    public String getCity() {
        return city;
    }

    public void setCity(String city) {
        this.city = city;
    }
}

----------

public static void main(String[] args) {
    Address seattle = new Address();
    seattle.setCity("Seattle");

    Person person = new Person(seattle);
    System.out.println(person.getAddress().getCity()); // Seattle

    Address redmond = person.getAddress();
    redmond.setCity("Redmond");
    System.out.println(person.getAddress().getCity()); // Redmond
}

  Person이 아무리 불변 클래스라고 하더라도 Address 때문에 Person이 가지고 있는 내부 정보가 바뀌게 된다. (Seattle → Redmond)

  Address의 레퍼런스가 final이라는 것이지 Address의 정보들이 final이라는 뜻이 아니기 때문이다.

  이를 막기 위해서는 내부의 가변 컴포넌트에 접근할 수 없도록 해야 한다. 이는 방어적 복사를 이용하여 구현할 수 있다.

public class Person {

    ...

    public Address getAddress() {
        Address copyOfAddress = new Address();
        copyOfAddress.setStreet(address.getStreet());
        copyOfAddress.setZipCode(address.getZipCode());
        copyOfAddress.setCity(address.getCity());
        return copyOfAddress;
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Address seattle = new Address();
    seattle.setCity("Seattle");

    Person person = new Person(seattle);
    System.out.println(person.getAddress().getCity()); // Seattle

    Address redmond = person.getAddress();
    redmond.setCity("Redmond");
    System.out.println(person.getAddress().getCity()); // Seattle
}

 

  이상으로 '불변 클래스를 만드는 다섯 가지 규칙'에 대해서 알아보았다. 다음 글을 통해

• 변경 가능성을 최소화하라(불변 클래스의 장점, 단점, 단점 대처 방법)(2) - [4장. 클래스와 인터페이스(아이템17)]
• 변경 가능성을 최소화하라(불변 클래스를 만들 때 고려할 것)(3) - [4장. 클래스와 인터페이스(아이템17)]

대해서 알아보자.

 

해당 글은 백기선 님의 '이펙티브 자바 완벽 공략'을 참고하였습니다.