Effective Java ( 이펙티브 자바 ) - 아이템 44

표준 함수형 인터페이스를 사용하라

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자바가 람다를 지원하면서 API를 작성하는 모범 사례도 크게 바뀌었다. 예컨대 상위 클래스의 기본 메서드를 재정의해 원하는 동작을 구현하는 템플릿 메서드 패턴의 매력이 크게 줄었다. 이를 대체하는 현대적인 해법은 같은 효과의 함수 객체를 받는 정적 팩터리나 생성자를 제공하는 것이다. 이 내용을 일반화해서 말하면 함수 객체를 매개변수로 받는 생성자와 메서드를 더 많이 만들어야 한다. 이때 함수형 매개변수 타입을 올바르게 선택해야 한다.

 

LinkedHashMap을 생각해보자. 이 클래스의 protected 메서드인 removeEldestEntry를 재정의하면 캐시로 사용할 수 있다. 맵에 새로운 키를 추가하는 put 메서드는 이 메서드를 호출하여 true가 반환되면 맵에서 가장 오래된 원소를 제거한다. 그러므로 removeEldestEntry를 다음처럼 재정의하면 맵에 원소가 100개가 될 때까지 커지다가, 그 이상이 되면 새로운 키가 더해질 때마다 가장 오래된 원소를 하나씩 제거한다. 즉, 가장 최근 원소 100개를 유지한다.

 

protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
   return size() > 100;
}

잘 동작하지만 람다를 사용하면 훨씬 잘 해낼 수 있다. LinkedHashMap을 오늘날 다시 구현한다면 함수 객체를 받는 정적 팩터리나 생성자를 제공했을 것이다. 

removeEldestEntry 선언을 보면 이 함수 객체는 Map.Entry<K, V>를 받아 boolean을 반환해야 할 것 같지만, 꼭 그렇지는 않다. removeEldestEntry는 size()를 호출해 맵 안의 원소 수를 알아내는데, removeEldestEntry가 인스턴스 메서드라서 가능한 방식이다. 하지만 생성자에 넘기는 함수 객체는 이 맵의 인스턴스 메서드가 아니다. 팩터리나 생성자를 호출할 때는 맵의 인스턴스가 존재하지 않기 때문이다. 따라서 맵은 자기 자신도 함수 객체에 건네줘야 한다. 

  이를 반영한 함수형 인터페이스는 다음처럼 선언할 수 있다.

@FuntionalInterface interface EldestEntryRemovalFunction<K, V> {
   boolean remove(Map<K, V> map, Map.Entry<K,V> eldest);
}

이 인터페이스도 잘 동작하기는 하지만, 굳이 사용할 이유는 없다. 자바 표준 라이브러리에 이미 같은 모양의 인터페이스가 준비되어 있기 때문이다. 

  필요한 용도에 맞는게 있다면, 직접 구현하지 말고 표준 함수형 인터페이스를 활용하라. 표준 함수형 인터페이스들은 유용한 디폴트 메서드를 많이 제공하므로 다른 코드와의 상호운용성도 크게 좋아질 것이다. 위의 EldestEntryRemovalFunction 대신 BiPredicate<Map<K,V>, Map.Entry<K,V>> 를 사용할 수 있다. 

 

  java.util.function 패키지에는 총 43개의 인터페이스가 담겨 있다. 기본 인터페이스 6개만 기억하면 나머지를 충분히 유츄해 낼 수 있다. 

 

  Operator 인터페이스는 인수가 1개인 UnaryOperator와 2개인 BinaryOperator로 나뉘며, 반환값과 인수의 타입이 같은 함수를 뜻한다. Predicate 인터페이스는 인수 하나를 받아 boolean을 반환하는 함수를 뜻하며, Function은 인수와 반환타입이  다른 함수를 뜻한다. Supplier는 인수가 없이 값을 반환하는 함수, Consumer는 인수를 하나 받고 반환값은 없는 함수를 뜻한다. 

 

기본 인터페이스는 기본 타입인 int, long, double 용으로 각 3개씩 변형이 생겨 난다. int를 받는 Predicate는 IntPredicate 가 되고 long을 받아 long을 반환하면 BinaryOperator는 LongBinaryOperator가 되는 식이다. 

 

표준 함수형 인터페이스 대부분은 기본 타입만 지원한다. 그렇다고 기본 함수형 인터페이스에 박싱된 기본 타입을 넣어 사용하지는 말자. 동작은 하지만 계산량이 많을 때는 성능이 처참히 느려질 수 있다.

 

그렇다면 함수형 인터페이스를 직접 작성해야 할 때는 언제인가? 필요한 용도에 맞는 게 없다면 직접 작성 해야 한다. 매개변수 3개를 받는 Predicate 라든가.. 그런데 구조적으로 똑같은 표준 함수형 인터페이스가 있더라도 직접 작성해야 할 때가 있다. 

 

  Comparator<T> 인터페이스를 떠올려보자. 구조적으로는 ToIntBiFunction<T,U>와 동일하다. Comparator가 독자적인 인터페이스로 살아남아야 하는 이유가 몇 개 있다. 

• API에서 굉장히 자주 사용되는데, 지금의 이름이 그 용도를 아주 훌륭히 설명해준다.
• 구현하는 쪽에서 반드시 지켜야할 규약을 담고 있다.
• 유용한 디폴트 메서드를 제공할 수 있다.

 

EldestEntryRemovalFunction 인터페이스에 @FunctionalInterface 애너테이션이 달려 있음에 주목하자. 이 애너테이션을 사용하는 이유는 @Override를 사용하는 이유와 비슷하다. 프로그래머의 의도를 명시하는 것이다.

• 해당 클래스의 코드나 설명 문서를 읽을 이에게 그 인터페이스가 람다용으로 설계된 것임을 알려준다.
• 해당 인터페이스가 추상 메서드를 오직 하나만 가지고 있어야 컴파일 되게 해준다.
• 유지보수 과정에서 누군가 메서드를 추가하지 못하게 막아준다.

그러니 직접 만든 함수형 인터페이스에는 항상 @FunctionalInterface 애너테이션을 사용하라.

 

 

  마지막으로, 함수형 인터페이스를 API에서 사용할 때의 주의점을 일러두겠다.

서로 다른 함수형 인터페이스를 같은 위치의 인수로 받는 메서드들을 다중 정의해서는 안 된다. 클라이언트에게 불필요한 모호함만 안겨줄 뿐이며, 실제로 문제가 일어나기도 한다.

 

ExecutorService의 submit 메서드는 Callable<T>를 받는 것과 Runnable을 받는 것을 다중정의했다. 그래서 올바른 메서드를 알려주기 위해 형변환해야 할 때가 왕왕 생긴다. 

 

이제 자바도 람다를 지원한다. 입력값과 반환값에 함수형 인터페이스 타입을 활용하라. 보통은 표준 함수형 인터페이스를 사용하는 것이 가장 좋은 선택이다.