[모던 자바 인 액션] 2장 - 동작 파라미터화 코드 전달하기

동작 파라미터화(behavior parameterization)란 아직은 어떻게 실행할 것인지 결정하지 않은 코드 블록을 의미한다.

이 코드 블록의 실행은 나중으로 미뤄진다.

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2.1 변화하는 요구사항에 대응하기

예제 코드를 점차 개선하면서 유연한 코드를 만들어보자.

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2.1.1  첫 번째 시도 : 녹색 사과 필터링

public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> inventory) {
	List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
    	if (GREEN.equals(apple.getColor()) {
        	result.add(apple);
		}
    }
	return result;
}

녹색 사과를 필터링하는 메서드를 만들었다. 그러나 만약 빨간 사과도 필터링 하고 싶어진다면 filterRedApples라는 새로운 메서드를 만들어야 한다. 더 나아가 더 많은 색을 필터링을 한다고 한다면 적절하게 대응하기란 어려운 일이다. 이런 상황에서는 다음과 같은 좋은 규칙이 있다.

 

• 거의 비슷한 코드가 반복 존재한다면 그 코드를 추상화한다.

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2.1.2 두 번째 시도 : 색을 파라미터화

public static List<Apple> filterApplesByColor(List<Apple> inventory, Color color) {
	List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple: inventory) {
    	if ( apple.getColor().equals(color) ) {
        	result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

색을 파라미터화하여 변화하는 요구사항에 좀 더 유연하게 대응하는 코드를 만들었다. 그런데 갑자기 '색 이외에도 가벼운 사과와 무거운 사과(150g 이상)로 구분할 수 있다면 좋겠다'는 요구사항이 추가되면 어떻게 해야 할까?

 

색과 마찬가지로 무게의 기준도 파라미터로 추가하여 대응할 수 있다.

public static List<Apple> filterApplesByWeight(List<Apple> inventory, int weight) {
	List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple: inventory) {
    	if ( apple.getWeight() >= weight ) {
        	result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

위 코드도 좋은 해결책이라 할 수 있겠지만, 구현 코드를 자세히 보면 목록을 검색하고, 각 사과에 필터링 조건을 적용하는 부분의 코드가 색 필터링 코드와 대부분 중복된다. 이는 소프트웨어 공학의 DRY(Don't Repeat Yourself, 같은 것을 반복하지 말 것) 원칙을 어기는 것이다.

 

탐색과정을 고쳐서 성능을 개선하려면 한 줄이 아니라 메서드 전체 구현을 고쳐야하므로 엔지니어링 적으로 비싼 대가를 치러야 한다.

 

색과 무게를 filter라는 메서드로 합치는 방법도 존재한다.(실전에서는 절대 이 방법을 사용하지 말아야 한다.)

 

2.1.3 세 번째 시도 : 가능한 모든 속성으로 필터링

public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Color color,
										int weight, boolean flag) {
	List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple: inventory) {
    	if ( (flag && apple.getColor().equals(color)) ||
        	(!flag && apple.getWeight() > weight )) {
        	result.add(apple);
        }
    }
    return result;
}

형편 없는 코드이다. true와 false가 뭘 의미하는 지 알 수 가 없다. 또한 앞으로 요구사항이 바뀌었을 때 유연하게 대응할 수도 없다.

 

지금 까지는 문자열, 정수, 불리언 등의 값으로 filter 메서드를 파라미터화 했다. 문제가 잘 정의되어 있는 상황에서는 이 방법이 잘 동작할 수 있지만, 어떤 기준으로 사과를 필터링할 것인지 효과적으로 전달할 수 있다면 더 좋을 것이다.

 

다음은 동작 파라미터화를 이용해서 유연성을 얻는 방법이다.

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2.2 동작 파라미터화

파라미터를 추가하는 방법이 아닌 변화하는 요구사항에 좀 더 유연하게 대응할 수 있는 방법이 필요하다.

선택의 조건을 다음처럼 결정할 수 있다.

사과의 어떤 속성에 기초해서 불리언값을 반환(예를 들어 사과가 녹색인가? 150그램 이상인가?) 하는 방법이 있다.

참 또는 거짓을 반환하는 함수를 Predicate라고 한다. 선택 조건을 결정하는 인터페이스를 정의하자.

 

public interface ApplePredicate {
	boolean test (Apple apple);
}

다음 예제처럼 다양한 선택 조건을 대표하는 여러 버전의 ApplePredicate를 정의 할 수 있다.

public class AppleHeavyWeigthPredicate implements ApplePredicate {
	public boolean test(Apple apple) {
    	return apple.getWeight() > 150;
    }
}

public class AppleGrrenColorPredicate implements ApplePredicate {
	public boolean test(Apple apple) {
    	return GREEN.equals(apple.getColor());
    }
}

위 조건에 따라 filter 메서드가 다르게 동작할 것이라고 예상할 수 있다. 이를 전략 디자인 패턴(Strategy design pattern)이라고 부른다. 전략 디자인 패턴은 각 알고리즘(전략이라 불리는)을 캡슐화하는 알고리즘 패밀리를 정의해둔 다음에 런타임에 알고리즘을 선택하는 기법이다.

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2. 2. 1 네 번째 시도 : 추상적 조건으로 필터링

public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, ApplePredicate p) {
	List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for(Apple apple : inventory) { 
    	if(p.test(apple)) {
        	result.add(apple);
        }
    }
	return result;
}

코드/동작 전달하기

이제 필요한 대로 다양한 ApplePredicate를 만들어서 filterApples 메서드로 전달할 수 있다.

새로운 동작을 정의하는 것은 test 메서드이지만, 메서드는 객체만 인수로 받으므로 test 메서드를 ApplePredicate 객체로 감싸서 전달해야한다. 

 

한 개의 파라미터, 다양한 동작

컬렉션 탐색 로직과 각 항목에 적용할 동작을 분리할 수 있다는 것이 동작 파라미터화의 강점이다. 한 메서드가 다른 동작을 수행하도록 재활용할 수 있다. 따라서 유연한 API를 만들 때 동작 파라미터화가 중요한 역할은 한다.

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2.3 복잡한 과정 간소화

현재 filterApples 메서드로 새로운 동작을 전달하려면 ApplePredcate 인터페이스를 구성하는 여러 클래스를 정의한 다음에 인스턴스화해야 한다. 이는 상당히 번거러운 작업이며 시간 낭비이다.

자바는 클래스의 선언과 인스턴스화를 동시에 수행할 수 있도록 익명 클래스를 제공한다.

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2.3.1 익명 클래스

익명 클래스는 자바 지역 클래스(블록 내부에 선언된 클래스)와 비슷한 개념이다. 익명 클래스를 이용하면 클래스 선언과 인스턴스화를 동시에 할 수 있다. 즉, 즉석에서 필요한 구현을 만들어서 사용할 수 있다.

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2.3.2 다섯 번째 시도 : 익명 클래스 사용

List<Apple> redApples = filterApples(inventory, new ApplePredicate() {
	public boolean test(Apple apple) {
    	return RED.equals(apple.getColor());
    }
});

익명 클래스로도 아직 부족한 점이 있다.

• 여전히 많은 공간을 차지한다.
• 많은 프로그래머가 익명 클래스의 사용에 익숙치 않다.

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2.3.3 여섯 번째 시도 : 람다 표현식 사용

List<Apple> result = filterApples(inventory, (Apple apple) -> RED.equals(apple.getColor()));

람다 표현식을 사용하여 코드를 재구현하였다.

 

간결해지면서 문제를 더 잘 설명하는 코드가 되었다.

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2.3.4 일곱 번째 시도 : 리스트 형식으로 추상화

public interface Predicate<T> {
	boolean test(T t);
}

public static <T> List<T> filter(List<T> list, Predicate<T> p) {
	List<T> result = new ArrayList<>();
    for(T e : list) {
    	if(p.test(e)) {
        	result.add(e);
        }
    }
    return result;
}

이제 바나나, 오렌지, 정수, 문자열 등의 리스트에 필터 메서드를 사용할 수 있다. 다음은 람다 표현식을 사용한 예제이다.

List<Apple> redApples = filter(inventory, (Apple apple) -> RED.equals(apple.getColor()));

List<Integer> evenNumbers = filter(numbers, (Integer i) -> i%2 == 0);

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2.4 실전 예제

Comparator로 정렬하기, Runnable로 코드 블록 실행하기, Callable을 결과로 반환하기, GUI 이벤트 처리하기 예제를 소개한다.

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2.4.1 Comparator로 정렬하기

Comparator를 구현해서 sort 메서드의 동작을 다양화 할 수 있다. 익명 클래스를 이용하여 사과 무게가 적은 순서로 목록에서 사과를 정렬하면 다음과 같다.

inventory.sort(new Comparator<Apple>() {
	public int compare(Apple a1, Apple a2) {
    	return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
    }
});

이를 람다 표현식으로 구현하면 다음과 같다.

inventory.sort((Apple a1, Apple a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()));

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2.4.2 Runnable로 코드 블록 실행하기

자바 스레드를 이용하면 병렬로 코드 블록을 실행할 수 있다. 자바 8까지는 Thread 생성자에 객체만을 전달할 수 있었으므로 보통 결과를 반환하지 않은 void run 메소드를 포함하는 익명 클래스가 Runnable 인터페이스를 구현하도록 하는 것이 일반적인 방법이었다.

public interface Runnable {
	void run();
}

Thread t = new Thread(new Runnable() {
	public void run() {
    	System.out.println("Hello world");
    }
});

자바 8부터 지원하는 람다 표현식을 이용하면 다음과 같이 스레드 코드를 구현할 수 있다.

Thread t = new Thread(()->System.out.println("Hello world"));

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2.4.3 Callable을 결과로 반환하기

ExecutorService 인터페이스는 태스크 제출과 실행 과정의 연관성을 끊어준다. ExecutorService를 이용하면 태스크를 스레드 풀로 보내고 결과를 Future로 저장할 수 있다.

public interface Callable<V> {
	V call();
}

ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
Future<String> threadName = executorService.submit(new Callable<String>() {
	@Override
    public String call() thorws Exception {
    	return Thread.currentThread().getName();
    }
});

이를 람다를 이용하면 다음과 같다.

Future<String> threadName = executorService.submit(()->Thread.currentThread().getName());

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2.4.4 GUI 이벤트 처리하기

일반적으로 GUI 프로그래밍은 마우스 클릭이나 문자열 위로 이동하는 등의 이벤트에 대응하는 동작을 수행하는 식으로 등장한다. GUI 프로그래밍은 모든 동작에 반응할 수 있어야 하기 때문에 변화에 대응할 수 있는 유연한 코드가 필요하다.

Button button = new Button("Send");
button.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
	public void handle(ActionEvent event) {
    	label.setText("Sent!!");
    }
});

람다 표현식으로 다음처럼 구현할 수 있다.

button.setOnAction((ActionEvent event) -> label.setText("Sent!!"));

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2.5 마치며

• 동작 파라미터화는 메서드 내부적으로 다양한 동작을 수행할 수 있도록 코드를 메서드 인수로 전달한다.
• 동작 파라미터화를 이용하면 변화하는 요구사항에 더 잘 대응할 수 있는 코드를 구현할 수 있으며 나중에 엔지니어링 비용을 줄일 수 있다.
• 코드 전달 기법을 이용하면 동작을 메서드의 인수로 전달할 수 있다. 하지만 자바 8 이전에는 코드를 지저분하게 구현해야 했다. 익명 클래스로도 어느 정도 코드를 깔끔하게 만들 수 있지만 자바 8에서는 인터페이스를 상속받아 여러 클래스를 구현해야 하는 수고를 없앨 수 있는 방법을 제공한다.
• 자바 API의 많은 메서드는 정렬, 스레드, GUI 처리 등을 포함한 다양한 동작으로 파라미터화할 수 있다.