자바8 inAction - [9] Default method 이해하기

디폴트 메서드

• 디폴트 메서드란 무엇인가?
• 진화하는 API가 호환성을 유지하는 방법
• 디폴트 메서드의 활용 패턴
• 해결 규칙

자바8에서는 기본 구현을 포함하는 인터페이스를 정의하는 두 가지 방법을 제공한다.

첫 번째는 인터페이스 내부에 정적 메서드(static mathod)를 사용하는 것

두 번째는 인터페이스의 기본 구현을 제공할 수 있도록 디폴트 메서드 라는 기능을 사용하는 것

즉, 자바8 에서는 메서드 구현을 포함하는 인터페이스를 정의할 수 있다. 결과적으로 기존 인터페이스를 구현하는 클래스는 자동으로 인터페이스에 추가된 새로운 메소드의 디폴트 메서드를 상속받게 된다. 이렇게 하면 기존의 코드 구현을 바꾸도록 강요하지 않으면서도 인터페이스를 바꿀 수 있다.

결국 인터페이스가 아니라 추상 클래스 아닌가? 인터페이스와 추상 클래스는 같은 점이 많아 졌지만 여전히 다른 점도 있다.

디폴트 메서드를 사용하는 이유는 뭘까? 디폴트 메서드는 주로 라이브러리 설계자들이 사용한다.

디폴트 메서드가 없던 시절에는 인터페이스에 메서드를 추가하면서 여러 문제가 발생했다. 인터페이스에 새로 추가된 메서드를 구현하도록 인터페이스를 구현하는 기존 클래스를 고쳐야 했기 때문이다. 본인이 직접 인터페이스와 이를 구현하는 클래스를 관리할 수 있는 상황이라면 이 문제를 어렵지 않게 해결할 수 있지만 인터페이스를 대중에 공개했을 때는 상황이 다르다. 그래서 디폴트 메서드가 탄생한 것이다.

디폴트 메서드 를 이용하면 인터페이스의 기본 구현을 그대로 상속하므로 인터페이스에 자유롭게 새로운 메서드를 추가할 수 있게 된다.

이제 디폴트 메서드를 사용하게 되는 이유를 직접 코드를 짜면서 찾아보자.

맨 처음 Resizeable의 인터페이스 초기 버전은 다음과 같았다.

public interface Resizable extends Drawable{
    public int getWidth();
    public int getHeight();
    public void setWidth(int width);
    public void setHeight(int height);
    public void setAbsoluteSize(int width, int height);
    //TODO: uncomment, read the README for instructions
    //public void setRelativeSize(int widthFactor, int heightFactor);
}

해당 인터페이스를 활용해서 Ellipse Util 등의 함수를 구현 함.

public class Ellipse implements Resizable {
    @Override
    public int getWidth() {
        return 0;
    }

    @Override
    public int getHeight() {
        return 0;
    }

   ....
}

import java.util.List;

public class Utils{
    public static void paint(List<Resizable> l){
        l.forEach(r -> { r.setAbsoluteSize(42, 42); });
    }

}

이런 상태에서 Resizable에 새로운 기능이 추가되었다.

public void setRelativeSize(int widthFactor, int heightFactor);

그럼 모든 코드를 수정해야 되는 문제가 발생한다. 그러나 바이너리 호환성(인터페이스에 추가되도 추가된 함수를 호출만 하지않으면 오케이 하다.)은 유지된다.

공개된 API를 고치면 기존 버전과의 호환성 문제가 발생한다. 이런 이유 때문에 공식 자바 컬렉션 API같은 기존의 API는 고치기 어렵다. 물론 API를 바꿀 수 있는 몃 가지 대안이 있지만 완벽한 해결책은 될 수 없다. 예를 들어 자신만의 API를 별도로 만든 다음에 예전 버전과 새로운 버전을 직접 관리하는 방법도 있다.

디폴트 메서드란 무엇인가?

위 문제를 해결하기 위해 디폴트 메서드 즉

default void setRelativeSize(int wFactor, int hFactor){
  setAbsoluteSize(getWidth() / wFactor, getHegiht() / hFactor);
}

와 같이 한다면 위 코드에 어떤 수정도 없이 문제를 해결 할 수 있게 된다.

인터페이스가 구현을 가질 수 있고 클래스는 여러 인터페이스를 동시에 구현할 수 있으므로 결국 자바도 다중 상속을 지원하는걸까? 인터페이스를 구현하는 클래스가 디폴트 메서드를 오버라이드한다면 어떻게 될까?

조금 더 학습을 해보자!

추상 클래스와 자바 8의 인터페이스

추상 클래스와 인터페이스는 뭐가 다를까? 둘 다 추상 메서드와 바디를 포함하는 메서드를 정의할 수 있다.

첫째, 클래스는 하나의 추상 메서드만 상속받을 수 있지만 인터페이스를 여러 개 구현할 수 있다.

둘째, 추상 클래스는 인스턴스 변수(필드)로 공통 상태를 가질 수 있다. 하지만 인터페이스는 인스턴스 변수를 가질 수 없다

디폴트 메서드 활용패턴

우리가 만드는 인터페이스에도 디폴트 메서드를 추가할 수 있다.

- 선택형 메서드

Iterator는 hasNext와 next뿐 아니라 remove메서드도 정의한다. 사용자들이 remove 기능을 잘 사용하지 않으므로 자바 8 이전에는 remove기능을 무시했다. 결과적으로 Iterator를 구현하는 많은 클래스에서는 remove에 빈구 현을 제공했다.

interface Iterator<T> {
  boolean hasNext();
  T next();
  default void remove(){
    throw new UnsupportedOperationException();
  }
}

- 동작 다중 상속

디폴트 메서드를 이용하면 기존에는 불가능했던 동작 다중 상속 기능도 구현할 수 있다.

자바에서 클래스는 한 개의 다른 클래스만 상속할 수 있지만 인터페이스는 여러 개 구현할 수 있다.

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

자바8 에서는 인터페이스가 구현을 포함할 수 있으므로 클래스는 여러 인터페이스에서 동작(구현 코드)을 상속받을 수 있다. 다중 동작 상속이 어떤 장점을 제공할 수 있을까? 중복되지 않는 최소한의 인터페이스를 유지한다면 우리 코드에서 동작을 쉽게 재사용하고 조합할 수 있다.

Tips

옳지 못한 상속

상속으로 코드 재사용 문제를 모두 해결할 수는 X

예를 들어 한 개의 메서드를 재사용하려면 100개의 메서드와 필드가 정의되어 있는 클래스를 상속받는 것은 좋은 생각이 아님. 이럴 때는 Delegation, 즉, 멤버 변수를 이용해서 클래스에서 필요한 메서드를 직접 호출하는 메서드를 작성하는 것이 좋다.

디폴트 메서드에도 이 규칙을 적용할 수 있음. 필요한 기능만 포함하도록 인터페이스를 최소한으로 유지한다면 필요한 기능만 선택할 수 있으므로 쉽게 기능을 조힙할 수 있다.

요약

• 자바 8의 인터페이스는 구현 코드를 포함하는 디폴트 메서드, 정적 메서드를 정의할 수 있다.
• 디폴트 메서드의 정의는 default 키워드로 시작하며 일반 클래스 메서드처럼 바디를 갖는다.
• 공개된 인터페이스에 추상 메서드를 추가하면 소스 호환성이 깨진다.
• 디폴트 메서드 덕분에 라이브러리 설계자가 API를 바꿔도 기존 버전과 호환성을 유지할 수 있다.
• 선택형 메서드와 동작 다중 상속에도 다폴트 메서드를 사용할 수 있다.
• 클래스가 같은 시그너처를 갖는 여러 디폴트 메서드를 상속하면서 생기는 충돌 문제를 해결하는 규칙이 있다.
• 클래스나 슈퍼클래스에 정의된 메서드가 다른 디폴트 메서드 정의보다 우선한다. 이 외에 상황에서는 서브인터페이스에서 제공하는 디폴트 메서드가 선택된다.
• 두 메서드의 시그너처가 같고, 상속관계로도 충돌 문제를 해결할 수 없을 때는 디폴트 메서드를 사용하는 클래스에서 메서드를 오버라이드해서 어떤 디폴트 메서드를 호출할지 명시적으로 결정해야 한다.