자바 8, 9, 10, 11 무슨 일이 일어나고 있는가?
자연어에 가까운 코드
자바 역사를 통틀어 가장 큰 변화가 자바 8에서 일어났다. 예를 들어 다음은 사과 목록을 무게순으로 정렬하는 고전적 코드다.
Collections.sort(inventory, new Comparator<Apple>() {
public int compare(Apple a1, Apple a2){
return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight);
}
});자바 8을 이용하면 자연어에 더 가깝게 간단한 방식으로 코드를 구현할 수 있다.
inventory.sort(comparing(Apple::getWeight));자바 8에서 제공하는 새로운 기술
- 스트림 API
- 메서드에 코드를 전달하는 기법
- 인터페이스의 디폴트 메서드
1. 스트림 API
거의 모든 자바 애플리케이션은 Collection 을 만들고 활용한다. 하지만 Collection으로 모든 문제가 해결되는 것은 아니다.
아래의 예제 코드를 보도록 하자.
//리스트에서 고가의 거래만 필터링을 한다음 통화로 결과를 그룹화하는 코드이다.
Map<Currency, List<Transaction>> transactionsByCurrencies = new HasMap<>();
for (Transaction transaction : transactions){
if (transaction.getPrice() > 1000){
Currency currency = transaction.getCurrenct();
List<Transaction> transactionsForCurrency = transactionsByCurrencies.get(currency);
if(transactionsForCurrenc == null){
transactionsForCurrency = new ArrayList<>();
transactionsByCurrencies.put(currency, transactionsForCurrency);
}
transactionsForCurrency.add(transaction);
}
}스트림 API를 이용하면 다음처럴 코드를 작성할 수 있다.
Map<Currency, List<Transaction>> transactionsByCurrencies = transactions.stream()
.filter((Transaction t) -> t.getPrice() > 1000)
.collect(groupingBy(Transaction::getCurrency));- 자바 8에는
java.util.stream패키지에 스트림 API가 추가되었다. 스트림 패키지에 정의된 Stream는 T 형식으로 구성된 일련의 항목을 의미한다. - 스트림 API의 핵심은 기존에는 한 번에 한 항목을 처리했지만 자바 8에서는 우리가 하려는 작업을 고수준으로 추상화해서 일련의 스트림으로 만들어 처리할 수 있다.
- 파이프라인을 이용해서 입력 부분을 여러 CPU 코어에 쉽게 할당할 수 있다는 부가적인 이득도 얻을 수 있다.
- 스레드라는 복잡한 작업을 사용하지 않으면서도 공짜로 병렬성을 얻을 수 있다.
2. 메서드에 코드를 전달하는 기법
- 코드 일부를 API로 전달하는 기능이다.
- 메서드에 코드를 전달하는 기법을 이용하면 새롭고 간결한 방식으로
동작 파라미터화를 구현할 수 있다.
3. 인터페이스의 디폴트 메서드
😮 디폴트 메서드의 탄생배경
//inventory에서 Apple의 무게가 150이 넘는 Apple객체만 필터링하는 예제
List<Apple> heavyApples1 = inventory.stream()
.filter((Apple a) -> a.getWeight() > 150)
.collect(toList());자바 8 이전에는 List<T> 가stream 메서드를 지원하지 않는다는 것이 문제다.
따라서 위 예제는 컴파일 할 수 없는 코드다. 가장 간단한 해결책은 직접 인터페이스를 만들어 Collection인터페이스에 stream메서드를 추가하고 ArrayList 클래스에서 메서드를 구현하는 것이다.
하지만 이 방법은 사용자에게 너무 큰 고통을 안겨준다. 이미 CollectionAPI의 인터페이스를 구현하는 많은 Collection프레임워크가 존재한다. 인터페이스에 새로운 메서드를 추가한다면 인터페이스를 구현하는 모든 클래스는 새로 추가된 메서드를 구현해야 한다.
🙄여기서 우리는 딜레마에 빠진다. 어떻게 기존의 구현을 고치지 않고도 이미 공개된 인터페이스를 변경할 수 있을까?
자바 8에서는 구현 클래스에서 구현하지 않아도 되는 메서드를 인터페이스에 추가할 수 있는 기능을 제공한다. 메서드 본문은 클래스 구현이 아니라 인터페이스의 일부로 포함된다. 그래서 이를 디폴트 메서드 default method라 부른다.
아래의 코드는 List인터페이스에 추가된 default method이다.
default void sort(Comparator<? super E> c) {
Object[] a = this.toArray();
Arrays.sort(a, (Comparator) c);
ListIterator<E> i = this.listIterator();
for (Object e : a) {
i.next();
i.set((E) e);
}
}일급 객체(First Class Citizen)란?
일급 객체는 아래 3개의 조건을 충족하는 객체를 1급객체라고 정의할 수 있다.
- 변수와 데이터에 할당 할 수 있어야 한다.
- 객체의 인자로 넘길 수 있어야 한다.
- 객체의 리턴값으로 리턴 할 수 있어야 한다.
🙄 JAVA에서 메서드는 일급 객체인지 알아보자
// name을 가져오는 메서드가 하나 존재한다.
public String getName(){
//TODO
}
// 조건1. 변수와 데이터에 할당 할 수 있어야 한다.
var name = getName;// Error # 변수에 메서드를 할당할 수 없다.
// 조건2. 객체의 인자로 넘길 수 있어야한다.
findByName(getName); // Error # 메서드의 인자로 메서드를 넘길 수 없다.
// 조건3. 객체의 리턴값으로 리턴 할 수 있어야 한다.
public doSomething() {
return getName; //Error #return 값으로 메서드를 넘길 수 없다
}
//결론 JAVA에서 메소드는 일급객체가 아니다.만약 런타임 시점에 메서드를 전달할 수 있다면, 즉 메서드를 일급 객체로 만들면 프로그래밍에 유용하게 활용할 수 있다. 따라서 자바 8 설계자들은 이급 객체를 일급 객체로 바꿀수 있는 기능을 추가했다.
메서드와 람다를 일급객체로
메서드를 일급객체로 사용하면 프로그래머가 활용할 수 있는 도구가 다양해지면서 프로그래밍이 수월해진다는 사실을 이미 실험을 통해 확인했다.
그래서 자바 8의 설계자들은 메서드를 값으로 취급할 수 있게, 프로그래머들이 더 쉽게 프로그램을 구현할 수 있는 환경이 제공되도록 자바8을 설계하기로 결정했다.
메서드를 일급객체로 사용하기 위한 새로운 기능
-
메소드 참조 (method reference)
디렉터리에서 모든 숨겨진 파일을 필터링한다고 가정하자.
우선 주어진 파일이 숨겨져 있는지 여부를 알려주는 메서드를 구현해야 한다.
다행히 File클래스는 이미 isHidden 메서드를 제공한다.
File[] hiddenFiles = new File(".").listFiles(new FileFilter() {
@Override
public boolean accept(File file) {
return file.isHidden(); // <- 숨겨진 파일 필터링!
}
});그런데 완성한 코드가 마음에 들지 않는다. 단 세 행의 코드지만 각 행이 무슨 작업을 하는지 투명하지 않다.
File 클래스에는 이미 isHidden이라는 메서드가 있는데 왜 굳이 FileFilter로 isHidden을 복잡하게 감싼다음에 FileFilter를 인스턴스화 해야할까? 자바 8이 나타나기 전까지는 달리 방법이 없었기 때문이다.
자바 8에서는 아래와 같이 코드를 구현할 수 있다. File[] hiddenFiles = new File(".").listFiles(File::isHidden);이미 isHidden이라는 함수는 준비되어 있으므로 자바 8의 `메서드 참조 ::` 를 이용해서 listFiles에 직접 전달할 수 있다.-
람다 : 익명함수
자바 8에서는 메서드를 일급값으로 취급할 뿐 아니라 람다를 포함하여 함수도 값으로 취급할 수 있다.
- 코드를 넘겨주는 예제를 살펴보며 메서드 레퍼런스와 람다에 대해 좀 더 알아보자
//Apple 클래스와 getColor 메서드가 있고, Apples 리스트를 포함하는 변수 inventory가 있다.
//이때 모든 녹색 사과를 선택해서 리스트를 반환하는 프로그램을 구현하려한다.
public static List<Apple> filterGreenApples (List < Apple > inventory) {
List<Apple> result = new ArrayList<>(); // 반환되는 result는 List로, 처음에는 비어있지만
//점점 녹색사과로 채워진다.
for (Apple apple : inventory){
if(GREEN.equals(apple.getColor())){ // 녹색사과만 선택한다.
result.add(apple);
}
}
return result;
}하지만 누군가는 사과를 무게로 필터링하고 싶을 수 있다. 그러면 우리는 아래와 같이 코드를 구현할 수 있을 것이다.
public static List<Apple> filterHeavyApples (List < Apple > inventory) {
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory){
if(apple.getWeight() > 150){ // 150을 초과하는 무게를 가진 사과만 선택한다.
result.add(apple);
}
}
return result;
}위 두개의 메서드는 if문만 다르다
만약 두 메서드가 단순히 크기를 기준으로 사과를 필터링하는 상황이었다면 인수로 (150,1000)을 넘겨주어 150그램 이상의 사과를 선택하거나 (0,80)을 넘겨주어 80그램 이하의 사과를 선택할 수 있을 것이다.
자바 8에서는 코드를 인수로 넘겨줄 수 있으므로 filter 메서드를 중복으로 구현할 필요가 없다.
앞의 코드를 다음처럼 자바 8에 맞게 구현할 수 있다.
public static boolean isGreenApple(Apple apple){
return GREEN.equals(apple.getColor());
}
public static boolean isHeavyApple(Apple apple){
return apple.getWeight() > 150;
}
public interface Predicate<T>{
boolean test(T t);
}
static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventroy, Predicate<Apple> p){
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for(Apple apple : inventory){
if(p.test(apple)){
result.add(apple);
}
}
return result;
}
//다음처럼 메서드를 호출할 수 있다.
filterApples(inventory, Apple::isGreenApple);
//또는 다음과 같이 호출해도 된다.
filterApples(inventory, Apple::isHeavyApple);위와 같이 메서드를 전달하는 것은 유용한 기능이나 isHeavyApple, isGreenApple처럼 한 두번만 사용할 메서드를 매번 정의하는 것은 귀찮은 일이다. 자바 8에서는 이 문제도 간단히 해결할 수 있다.
filterApples(inventory, (Apple a) -> GREEN.equals(a.getColor()));
//또는 다음과 같이 구현한다.
filterApples(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150);
//심지어 다음과 같이 구현할 수도 있다.
filterApple(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() < 80 || RED.equals(a.getColor()));즉, 한 번만 사용할 메서드는 따로 정의를 구현할 필요가 없다. 위 코드는 우리가 넘겨주려는 코드를 애써 찾을 필요가 없을 정도로 더 짧고 간결하다.
하지만 람다가 몇 줄 이상으로 길어진다면 익명 람다보다는 코드가 수행하는 일을 잘 설명하는 이름을 가진 메서드를 정의하고 메서드 참조를 활용 하는것이 바람직하다.
마치며
- 함수는 일급값이다. 메서들르 어떻게 함수형값으로 넘겨주는지, 익명 함수(람다)를 어떻게 구현하는지 기억하자.
- 자바 8은 프로그램을 더 효과적이고 간결하게 구현할 수 있는 새로운 개념과 기능을 제공한다.
- 자바 8의 스트림 개념 중 일부는 컬렉션에서 가져온 것이다. 스트림과 컬렉션을 적절하게 활용하면 스트림의 인수를 병렬로 처리할 수 있으며 더 가독성이 좋은 코드를 구현할 수 있다.
