이펙티브 자바 Item 20 - 추상클래스보다는 인터페이스를 우선시하라

 

1. 자바 제공 다중 구현 메커니즘

• 자바가 제공하는 다중구현 메커니즘은 추상클래스와 인터페이스 두가지다.
• 자바 8부터 인터페이스도 디폴드 메서드를 제공할 수 있게되어, 이제 두 메커니즘 모두 인스턴스 메서드를 구현형태로 제공할 수 있다.

 

2. 추상클래스와 인터페이스 차이 

• 추상클래스가 정의한 타입을 구현하는 클래스는 반드시 추상클래스의 하위클래스가 되어야한다.
  • 만약 두 클래스가 아무런 관계가 없는데 상속해야한다면, 혼란을 줄 수 있다. 
• 자바는 단일 상속만 지원하므로, 추상 클래스 방식은 새로운 타입을 정의해야하는 제약을 가진다.
• 반면 인터페이스가 선언한 메서드를 모두 정의하고 일반 규약을 잘 지킨 클래스라면 다른 어떤 클래스를 상속했든 같은 타입으로 취급된다. 
  • 인터페이스 : 다중 상속 가능, 구현한 클래스와 같은 타입으로 취급된다.
  • 추상클래스 : 다중 상속 불가능 구현한 클래스와 같은 타입으로 취급된다.

2.1 인터페이스는 믹스인(mixin)정의에 안성맞춤이다.

• 믹스인: 클래스가 구현할 수 있는 타입으로, 믹스인을 구현한 클래스에 원래의 주 타입외에도 특정 선택적 행위를 제공한다고 선언하는 효과를 준다.
  • 주 타입에 추가 기능 

public class Mixin implements Comparable {
	@Override
	public int compareTo(Object o) {
    	return 0;
    }
}

• 추상 클래스는 믹스인을 정의할 수 없다. 그 이유는 기존 클래스에 끼워넣을 수 없기 때문이다.

3. 인터페이스로는 계층구조가 없는 프레임워크를 만들 수 있다. 

• 현실의 개념 중 동물을 포유류, 파충류, 조류와 같이 타입을 계층적으로 정의하기 쉬운 개념이 있는가 하면
• 가수와 작곡가 가수겸 작곡가 같이 계층적으로 표현하기 어려운 개념이 존재한다.

public class People implements Singer, SongWriter {
    @Override
    public void Sing(String s) {

    }
    @Override
    public void Compose(int chartPosition) {

    }
}

• 가수겸 작곡가는 두 인터페이스를 확장하고, 새로운 메서드까지 추가할 수 있다. 

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4. 래퍼클래스와 인터페이스 (인터페이스는 기능 향상 시키는 안전하고 강력한 수단이다)

 

타입을 추상 클래스로 정의해두면 그 타입에 기능을 추가하는 방법은 상속 뿐이다. 

상속해서 만든 클래스는 래퍼 클래스보다 활용도가 떨어지고 깨지기 쉽다.

 

인터페이스 메서드 중 구현 방법이 명백한 것이 있다면, 디폴트 메서드는 제약이 있다.

 

• equals와 hashcode를 디폴트 메서드로 제공 안함 
• 인터페이스는 인스턴스 필드를 가질 수 없고, private 정적 메서드를 가질 수 없다.
• 본인이 만든 인터페이스가 아니면 디폴트 메서드 추가 불가
  • 인스턴스 필드를 가질 수 없고, public이 아닌 정적 멤버도 가질 수 없다.(단, private 정적 메서드는 예외)
  • 직접 만들지 않은 인터페이스에는 디폴트 메서드를 추가할 수 없다.

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5. 인터페이스와 추상골격구현

 

인터페이스와 추상 클래스의 장점을 모두 취하는 방법이다.

 

인터페이스로는 타입을 정의하고 필요한 디폴트 메서드도 제공한다. 그리고 골격 구현 클래스는 나머지 메서드들까지 구현한다. 

 

이 방법을 이용하면, 단순히 골격 구현 확장하는 것만으로 인터페이스 구현하는 데 필요한 일이 모두 완료된다. 

이 패턴을 템플릿 메서드 패턴이라고 한다. 

 

관례상 인터페이스 이름이 Interface라면 골격 구현 클래스 이름은 AbstractInterface로 짓는다.

 

컬렉션 프레임워크의 AbstractCollections, AbstractSet, AbstractList 등이 바로 핵심 컬렉션 인터페이스의 골격 구현이다. 

 

[AbstractList 골격구현을 사용해 완성한 구체 클래스]

static List<Integer> intArrayAsList(int[] array){
        Objects.requireNonNull(array);
        
        return new AbstractList<Integer>() {
            @Override
            public Integer get(final int index) {
                return array[index];
            }

            @Override
            public Integer set(final int index, final Integer element) {
                int oldValue = array[index];
                array[index] = element;
                return oldValue;
            }

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

 

• 위 코드는 List 구현체를 반환하는 정적 팩터리 메서드로 AbstractList를 골격 구현으로 활용했다.
• 동시에 이 예는 int 배열을 받아 Integer 인스턴스 리스트 형태로 보여주는 어댑터이기도 하다. 

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6. 추상 골격 구현 클래스 

 

• 추상 클래스처럼 구현을 도와주는 동시에, 추상 클래스로 타입을 정의할 때 따라오는 심각한 제약에서 자유롭다는 장점이 있다.
• 골격 구현을 확장하는 것으로 인터페이스의 구현이 거의 끝나지만 만약 구조상 골격 구현을 확장하지 못하면 인터페이스를 직접 구현해 한다. 이런 경우라도 여전히 인터페이스가 직접 제공하는 디폴트 메서드의 이점을 누릴 수 있다.

public interface Athlete {
    void 근력운동();
    void 체력증진();
    void 연습();
    void 루틴();
}

abstract class BallSportsAthlete implements Athlete{
    @Override
    public void 근력운동() {
        System.out.println("웨이트");
    }

    @Override
    public void 체력증진() {
        System.out.println("러닝");
    }

    @Override
    public void 루틴() {
        근력운동();
        체력증진();
        연습();
    }
}

class SoccerPlayer extends BallSportsAthlete implements Athlete{
    @Override
    public void 연습() {
        System.out.println("드리블 연습");
    }
}

class BasketBallPlayer extends BallSportsAthlete implements Athlete{
    @Override
    public void 연습() {
        System.out.println("자유투 연습");
    }
}

• 추상 골격 구현 클래스를 구현한 추상 클래스를 상속하면, 중복코드를 줄일 수 있음

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7. 시뮬레이트한 다중상속

 

골격 구현 클래스를 우회적으로 이용하는 방법이다.

 

인터페이스를 구현한 클래스에서 해당 골격 구현을 확장한 private 내부 클래스를 정의하고, 각 메서드 호출을 내부 클래스의 인스턴스에 전달하는 것이다.

 

골격 구현 작성

• 인터페이스를 확인하여 다른 메서드들의 구현에 사용되는 기반 메서드들을 선정한다.
• 이 기반 메서드들은 골격 구현에서는 추상 메서드가 된다.
• 기반 메서드들을 사용해 직접 구현할 수 있는 메서드를 디폴트 메서드로 제공한다.
  • equals와 hashCode 같은 Object의 메서드는 디폴트 메서드로 제공하면 안된다.
• 인터페이스의 모든 메서드가 기반 메서드와 디폴트 메서드가 된다면, 골격 구현 클래스를 별도로 만들 이유는 없다. 
• 골격 구현 클래스에는 필요 하다면 public이 아닌 필드와 메서드를 추가해도 된다.
• 골격 구현 클래스는 기본적으로 상속해서 사용하는 걸 가정하기 때문에 그 동작 방식을 잘 정리해 문서로 남겨야한다. 

public abstract class AbstractMapEntry<K, V> implements Map.Entry<K, V> {
    @Override
    public V setValue(final V value) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }// 변경 가능한 엔트리는 이 메서드를 반드시 재정의해야 한다.

    @Override
    public boolean equals(final Object obj) {
        if (obj == this) {
            return true;
        }

        if (!(obj instanceof Map.Entry)) {
            return false;
        }

        Map.Entry<?, ?> entry = (Map.Entry) obj;
        return Objects.equals(entry.getKey(), getKey()) && Objects.equals(entry.getKey(), getValue());
    }// Map.Entry.equals의 일반 규약을 구현

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hashCode(getKey()) ^ Objects.hashCode(getValue());
    } // Map.Entry.hashCode의 일반 규약을 구현

    @Override
    public String toString() {
        return getKey() + "=" + getValue();
    }
}

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일반적으로 다중 구현용 타입으로는 인터페이스가 적합하다

 

골격 구현은 가능한 인터페이스의 디폴트 메서드로 제공하여 인터페이스를 구현한 모든 곳에서 활용하도록하는게 좋다.

 

인터페이스 구현이 안될 시 추상 클래스로 제공하자.

 

재사용성 유연성 다형성 측면에서 인터페이스를 우선시하는 것이 좋다. 

 

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참고 자료 

 

https://javabom.tistory.com/22

아이템 [20] - 추상 클래스 보다는 인터페이스를 우선하라

https://velog.io/@alkwen0996/%EC%9D%B4%ED%8E%99%ED%8B%B0%EB%B8%8C-%EC%9E%90%EB%B0%94-%EC%95%84%EC%9D%B4%ED%85%9C20-%EC%B6%94%EC%83%81%ED%81%B4%EB%9E%98%EC%8A%A4%EB%B3%B4%EB%8B%A4%EB%8A%94-%EC%9D%B8%ED%84%B0%ED%8E%98%EC%9D%B4%EC%8A%A4%EB%A5%BC-%EC%9A%B0%EC%84%A0%EC%8B%9C%ED%95%98%EB%9D%BC

[이펙티브 자바] 아이템20 | 추상클래스보다는 인터페이스를 우선시하라