공부 기록

자바가 제공하는 다중 구현 메커니즘은 인터페이스와 추상 클래스가 있다.

자바 8부터 인터페이스도 디폴트 메서드(default method)를 제공하기 때문에 두 메커니즘 모두 인스턴스 메서드를 구현 형태 로 제공할 수 있게 되었다. 그래서 엄청 헷갈림...ㅠㅠ

둘의 가장 큰 차이는 추상 클래스가 정의한 타입을 구현하는 클래스는 반드시 추상 클래스의 하위 클래스가 되어야 한다는 점이다.

반면 인터페이스가 선언한 메서드를 모두 정의하고 그 일반 규약을 잘 지킨 클래스라면 다른 어떤 클래스를 상속했든 같은 타입으로 취급됨.

인터페이스는 믹스인(mixin) 정의에 안성맞춤이다. 믹스인이란 클래스가 구현할 수 있는 타입으로, 

믹스인을 구현한 클래스에 원래의 `주된 타입` 외에 도 특정 선택적 행위를 제공한다고 선언하는 효과를 준다.

예를 들어 Comparable 은 자신을 구현한 클래스의 인스턴스들끼리는 순서를 정할 수 있다고 선언하는 믹스인 인터페이스로,

대상타입의 주된 기능에 선택적 기능을 ‘혼합 (mixed-in)’한다고 해서 믹스인이라 부른다.

추상 클래스로는 믹스인을 정의할 수 없다. 이유는 앞서와 같이, 기존 클래스에 덧씌울 수 없기 때문이다.

클래스 는 두 부모를 섬길 수 없고, 클래스 계층구조에는 믹스인을 삽입하기에 합리적인 위치가 없다.

래퍼 클래스 관용구(아이템 18)와 함께 사용하면 인터페이스는 기능을 향상 시키는 안전하고 강력한 수단이 된다.
인터페이스의 메서드 중 구현 방법이 명백한 것이 있다면, 그 구현을 아래와 같이 디폴트 메서드로 제공하도록 하자.

단, 디폴트 메서드를 제공할 때는 상속하려는 사람을 위한 설명을 @implSpec 자바독 태그를 붙여 문서화 해야 한다(아이템 19)

디폴트 메서드에도 제약은 있다. 인터페이스는 Object 클래스의 equals나 hashCode 등을 디폴트 메서드로 제공하면 안된다.

=> 따라서 굳이 제공하고 싶다면 abstract 클래스에서 override 해주면서 구현해야 한다.

또한, 아래처럼 여러 인터페이스가 같은 이름을 가진 디폴트 메서드라면 바로 사용할 수 없다. (구현체에서 오버라이드 할 경우는 가능)

한편, 인터페이스와 추상 골격 구현(skeletal implementation) 클래스를 함께 제공하는 식으로 인터페이스와 추상 클래스의 장점을 모두 취하는 방법도 있다. 인터페이스로는 타입을 정의하고, 필요하면 디폴트 메서드 몇 개도 함께 제공하도록 하고, 골격 구현 클래스는 나머지 메서드들까지 구현한다. 이렇게 해두면 단순히 골격 구현을 확장하는 것만으로 이 인터페이스를 구현하는 데 필요한 일이 대부분 완료된다.

=> 템플릿 메서드 패턴

(이전에 왜 HashSet의 경우 AbstractSet 추상클래스를 상속하고 있는데, Set 인터페이스또한 implement하고 있는지에 대한 의문이 들었던 적이 있었고, 이에 대해 살짝 알아본 적이 있었다.)

2021.01.25 - [책을 읽자/Effective Java] - Item4: 인스턴스화를 막으려거든 private 생성자를 사용하라

예시를 통해 보자. 아래 코드는 완벽히 동작하는 List 구현체를 반환하는 정적 팩터리 메서드로, AbstractList 골격 구현으로 활용했다.

	static List<Integer> intArrayAsList(int[] a) {
		Objects.requireNonNull(a);

		return new AbstractList<>() {
			@Override
			public Integer get(int i) {
				return a[i]; // 오토박싱(아이템 6)
			}

			@Override
			public Integer set(int i, Integer val) {
				int oldVal = a[i];

				a[i] = val;// 오토언박싱
				return oldVal; // 오토박싱
			}

			@Override
			public int size() {
				return a.length;
			}
		};
	}

이 예시는 int 배열을 받아 Integer 인스턴스의 리스트 형태로 보여주는 어댑터 패턴이기도 하다. int 값과 Integer 인스턴스 사이의 박싱과 언박싱 때문에 성능은 그리 좋지 않으며, 익명 클래스(아이템 24) 형태를 사용했음

골격 구현 클래스를 우회적으로 이용할 수도 있는 방법도 있다.

인터페이스를 구현한 클래스에서 해당 골격 구현을 확장한 private 내부 클래스를 정의하고, 각 메서드 호출을 내부 클래스의 인스턴스에 전달하는 방법을 사용하면 된다. 아이템 18에서 다룬 래퍼 클래스와 비슷한 이 방식을 시뮬레이트한 다중 상속(simulated multiple inheritance)이라 하며, 다중 상속의 많은 장점을 제공하는 동시에 단점은 피하게 해준다. 예시는 아래와 같다.

public interface Food {

}

public class Pizza implements Food{

}

public class Truck {

    public void driveTo(String destination) {
        System.out.println("drive to " + destination);
    }
}

아래와 같이 Kitchen 인터페이스로 함수를 정의해 두고 AbstractKitchen으로 공통적으로 turnLightOn/Off 골격 함수를 정의한다.

public interface Kitchen {

    void cook(Food food);
    void turnLightOn();
    void turnLightOff();
}

public abstract class AbstractKitchen implements Kitchen {

    @Override
    public void turnLightOn() {
        System.out.println("light on");
    }

    @Override
    public void turnLightOff() {
        System.out.println("light off");
    }
}

public class PizzaTruck extends Truck implements Kitchen {

    private final InnerAbstractKitchen innerAbstractKitchen = new InnerAbstractKitchen();

    @Override
    public void cook(Food food) {
        innerAbstractKitchen.cook(food);
    }

    @Override
    public void turnLightOn() {
        innerAbstractKitchen.turnLightOn();
    }

    @Override
    public void turnLightOff() {
        innerAbstractKitchen.turnLightOff();
    }

    private static class InnerAbstractKitchen extends AbstractKitchen {

        @Override
        public void cook(Food food) {
            System.out.println("cook " + food.getClass().getSimpleName());
        }
    }
}

마지막으로 골격 inner 클래스에서 남은 함수 cook을 정의할 수 있다.

과제

github.com/dolly0920/Effective_Java_Study/issues/40

책을 읽으며 고려하지 못했던 부분에 대해 과제로 더 정리해 볼 수 있도록 좋은 이슈를 올려주셨다.

1. 추상 클래스와 인터페이스의 차이
   • 추상클래스는 다중 상속 불가/인터페이스는 다중 구현 가능
   • 추상클래스의 목적은 상속 후 기능 확장/인터페이스의 목적은 필요한 메서드를 미리 정의하며 구현 객체가 같은 동작을 하도록 보장하는 것
   • 추상 클래스는 인스턴스 필드로 공통 상태를 가질 수 있다/인터페이스는 인스턴스 변수를 가질 수 없다.
2. Java8 에 추가된 인터페이스의 기능과 그 이유
   • java8에 추가된 인터페이스 기능은 default method이다
   • default method은 그동안 인터페이스에서 함수 구현이 불가능했던 것을 가능하도록 만들었다. 
   • 람다를 사용하기 좀 더 좋음
   • 출처: stackoverflow.com/questions/55780860/how-do-java-8-default-methods-h%D0%B5lp-with-lambdas

public interface Animal {

    default String jump() {
        return "jump";
    }
}

public class Cat implements Animal {

    @Override
    public String jump() {
        return "cat is jumping";
    }
}

public class Dog implements Animal {

}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import com.example.sypark9646.item20.interface_default_method.Animal;
import com.example.sypark9646.item20.interface_default_method.Cat;
import com.example.sypark9646.item20.interface_default_method.Dog;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

public class InterfaceDefaultMethodTest {

    @DisplayName("lambda에서 interface default method 동작 테스트")
    @Test
    void traverseAnimals() {
        List<Animal> animals = new ArrayList<>();
        animals.add(new Cat());
        animals.add(new Dog());
        animals.add(new Cat());
        animals.add(new Dog());
        animals.add(new Cat());
        animals.add(new Dog());
        animals.add(new Cat());
        animals.add(new Dog());
        animals.add(new Cat());
        animals.add(new Dog());

        animals.stream().map(Animal::jump)
            .forEach(System.out::println);
    }
}