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Chapter 2. 동작 파라미터화 코드 전달하기
Chapter 2. 동작 파라미터화 코드 전달하기
변화하는 요구사항은 소프트웨어 엔지니어링에서 피할 수 없는 문제입니다. 자주 변하는 요구사항에 대해 비용을 최소화 하되, 새로운 기능은 쉽게 구현할 수 있어야 장기적인 관점에서 유지보수가 쉬워집니다.
동작 파라미터화를 이용히면 자주 변하는 요구사항에 대응할 수 있습니다.
동작 파라미터화는 어떻게 실행 할 것인지 결정하지 않은 코드를 의미합니다. 예를 들어 나중에 실행될 메소드의 인수로 코드 블록을 전달할 수 있습니다.
즉, 코드 블록의 실행은 나중으로 미뤄집니다.
Collection을 처리할 때 아래와 같은 메소드를 구현한다고 가정합니다.
List의 모든 요소에 대해서어떤 동작을 수행할 수 있음List관련 작업을 끝낸 다음에어떤 다른 동작을 수행할 수 있음- 에러가 발생하면
정해진 어떤 다른 동작을 수행할 수 있음
동작 파라미터화로 이렇게 다양한 기능을 수행할 수 있습니다.
예를 들어 룸메이트에게 식료품을 사다 달라고 부탁하는 goAndBuy라는 메소드가 있다고 했을 때, 어느날은 우체국에서 소포를 가져와 달라고 부탁할 수도 있습니다.
이때, 두 개를 포괄하는 go메소드를 만들고 원하는 동작은 go 메소드의 인자로 전달하여 처리할 수 있습니다.
동작 파라미터화를 추가하려면 쓸데 없는 코드가 늘어나지만 Java 8은 Lambda expression으로 해당 문제를 해결합니다.
2.1 변화하는 요구사항에 대응하기
하나의 예제를 선정한 다음 예제 코드를 점차 개선하면서 유연한 코드를 만드는 방법에 대해 알아보겠습니다.
기존의 농장 재고목록 애플리케이션에 List에서 녹색 사과만 filtering하는 기능을 추가한다고 가정하고 시작하면 간단한 작업이라는 생각이 들 것입니다.
2.1.1 첫 번째 시도 : 녹색 사과 필터링
enum Color {RED, GREEN}
class FilteringApples {
public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> inventory) {
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory) {
if (apple.getColor() == Color.GREEN) { // 필터링 조건
result.add(apple);
}
}
return result;
}
}
녹색 사과만 filtering하는 메소드는 위 처럼 만들 수 있습니다. 이때, 빨간 사과도 filtering이 하고 싶어졌다면 어떻게 고쳐야 할까요?
큰 고민 없이 메소드를 복사, 붙여넣기하여 필터링 조건만 변경할 수도 있지만, 추후 더 다양한 색으로 filtering이 필요하다면 부적절한 방법입니다.
- 이런 경우엔
좋은 규칙이 하나 있습니다.
💡 거의 비슷한 코드가 반복 존재한다면 그 코드를 추상화하라
2.1.2 두 번째 시도 : 색을 파라미터화
filtering할 Color를 파라미터로 받아 위의 문제를 해결할 수 있습니다.
class FilteringApples {
public static List<Apple> filterApplesByColor(List<Apple> inventory, Color color) {
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory) {
if (apple.getColor() == color) {
result.add(apple);
}
}
return result;
}
}
이제 Color를 받아 해당 Color로 filtering할 수 있게 되었습니다.
이번엔 무게로도 filtering이 필요하다고 요구사항이 들어왔다고 하면 아래와 같이 구현할 수 있습니다.
class FilteringApples {
public static List<Apple> filterApplesByWeight(List<Apple> inventory, int weight) { // 받는 파라미터 변경
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory) {
if (apple.getWeight() > weight) { // 필터링 조건 변경
result.add(apple);
}
}
return result;
}
}
기존의 코드를 복사, 붙여넣기하여 위 처럼 만들수 있지만 이번엔 조건외에 모든 코드가 동일합니다.
💡
복사,붙여넣기는DRY (같은 것을 반복하지 말 것)원칙을 어기는 일입니다.탐색 과정을 고쳐야 하는 경우가 발생하면 메소드 전체 구현을 고쳐야 하므로 비싼 대가를 치러야 합니다.
위의 문제를 해결하기 위해 파라미터로 Color랑 Weight를 받고, 어떤 것으로 filtering할 지 flag 파라미터도 추가하여 처리할 수 있습니다.
2.1.3 세 번째 시도 : 가능한 모든 속성으로 필터링
❌ 해당 방식은 절대 사용하면 안됩니다.
class FilteringApples {
public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Color color, int weight, boolean flag) { // 파라미터 추가
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory) {
if ((flag && apple.getColor() == color) ||
(!flag && apple.getWeight() > weight)) { // flag에 따른 조건
result.add(apple);
}
}
return result;
}
}
아주 안좋은 코드 입니다. flag의 true, false가 무엇을 의미하는지도 알수 없고, 크기, 모양등 filtering할 요구 사항이 늘어나는 경우엔 파라미터와 조건이 점점 많아질 것입니다.
요구 조건이 많아지면 지금까지 살펴 봤듯 기존에는 2가지 방법이 있습니다.
- 여러 중복된 필터 메소드 구현
- 하나의 거대한 필터 메소드 구현
💡
Java 8에서는동작 파라미터화로filtering조건을 파라미터로 받아 처리할 수 있습니다.
2.2 동작 파라미터화
위에서 살펴봤듯, 변화하는 요구사항에 좀 더 유연하게 대응할 방법이 필요합니다.
우선, 한 걸음 물러서서 생각을 해보면 조건은 Apple의 어떤 속성에 기초하여 boolean 값을 알 수 있으면 됩니다.
💡
인자를 받아boolean값을 반환하는 함수를Predicate라고 합니다.
interface ApplePredicate {
boolean test(Apple a); // 사과 선택 전략을 캡슐화
}
class AppleWeightPredicate implements ApplePredicate {
@Override
public boolean test(Apple apple) {
return apple.getWeight() > 150;
}
}
class AppleColorPredicate implements ApplePredicate {
@Override
public boolean test(Apple apple) {
return apple.getColor() == Color.GREEN;
}
}
각 class는 ApplePredicate를 상속 받아 각각 필요한 조건을 정의하였습니다. 위 조건에 따라 filter메소드가 다르게 동작할 것이라고 예상할 수 있습니다.
💡 위와 같은 패턴을
전략 디자인 패턴이라고 합니다.
전략 디자인 패턴은 알고리즘을캡슐화하는알고리즘 패밀리를 정의해둔 다음에런타임에 알고리즘을 선택하는 기법입니다.
위의 예제에선ApplePredicate가알고리즘 패밀리이고,AppleWeightPredicate와AppleColorPredicate가전략입니다.
이제 filterApples에서 ApplePredicate 객체를 파라미터로 받아 Apple의 조건을 검사하도록 메소드를 변경하면 전달 받은 객체에 따라 filtering을 다르게 할 수 있게 됩니다.
filterApples 메소드 내부에서 Collection 반복 로직과 Collection 각 요소에 적용할 동작을 분리 할 수 있다는 점에서 소프트웨어 엔지니어링적으로 큰 이득을 얻을 수 있습니다.
이렇게 메소드가
동작(또는 전략)을 받아서 내부적으로 다양한 동작을수행할 수 있도록 하는 것을동작 파라미터화라고 합니다.
2.2.1 네 번째 시도 : 추상적 조건으로 필터링
위에서 만든 ApplePredicate를 이용해서 아래와 같이 만들 수 있습니다.
class FilteringApples {
public static List<Apple> filter(List<Apple> inventory, ApplePredicate p) {
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory) {
if (p.test(apple)) {
result.add(apple);
}
}
return result;
}
}
이제 요구사항이 달라져도 ApplePredicate를 상속받아 구현 후, 해당 객체를 파라미터로 넘겨만 주면 됩니다. 첫 번째 코드에 비해 가독성도 좋아지고 사용하기도 쉬워으며, 훨씬 더 유연한 코드가 되었습니다.
우리가 전달한
ApplePredicate객체에 의해filterApples메소드의 동작이 결정됩니다.즉,
filterApples메소드의 동작을 파라미타화 한 것 입니다.
현재 메소드는 teet 메소드를 사용합니다. 그렇기 때문에 ApplePredicate 객체를 생성해서 보내야 합니다. 하지만 이건 test 메소드를 구현하는 객체를 이용해서 boolean expresstion 등을 전달할 수 있으므로 코드를 전달 할 수 있는 것과 동일합니다.
Lambda를 이용하면 ApplePredicate를 상속받아 구현하지 않아도 아래와 같이 간단하게 사용할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
filter(inventory, apple -> apple.getColor() == Color.RED && apple.getWeight() > 150);
}
}
💡 한 개의 파라미터, 다양한 동작
Collection 탐색 로직과 각 항목에 적용할 동작을 분리할 수 있다는 것이 동작 파라미터화의 강점입니다.
한 메소드가 다른 동작을 수행하도록 재활용 할 수 있습니다. 따라서 유연한 API를 만들 때 동작 파라미터화가 중요한 역할을 합니다.
💡 유연한 prettyPrintApple 메소드 구현하기
사과 리스트를 전달 받아 다양한 방법으로 문자열을 생성 할 수 있도록파라미터화된prettyPrintApple를 구현해 보겠습니다.interface AppleFormatter { String accept(Apple apple); }class AppleFancyFormatter implements AppleFormatter { @Override public String accept(Apple apple) { String characteristic = apple.getWeight() > 150 ? "heavy" : "light"; return "A %s %s apple".formatted(characteristic, apple.getColor()); } }class AppleSimpleFormatter implements AppleFormatter { @Override public String accept(Apple apple) { return "An apple of %s g".formatted(apple.getWeight()); } }class Print { public static void prettyPrintApple(List<Apple> inventory, AppleFormatter formatter) { for (Apple apple : inventory) { System.out.println(formatter.accept(apple)); } } }이제 아래와 같이 출력하고 싶은
forrmater를 생성하여prettyPrintApple의파라미터로 넘겨 주면 됩니다.class Foo { public static void main(String[] args) { Print.prettyPrintApple(inventory, new AppleSimpleFormatter()); } }
2.3 복잡한 과정 간소화
위에서 전략 디자인 패턴을 활용하여 유연한 코드를 만들었습니다. 하지만 매번 ApplePredicate를 상속받아 구현해야 한다는 것은 여전히 번거로운 일입니다.
Java는 클래스 선언과 인스턴스화를 동시에 할 수 있는 익명 클래스를 제공합니다.
2.3.1 익명 클래스
익명 클래스는 Java의 지역 클래스와 비슷한 개념입니다. 익명 클래스를 이용하면 클래스 선언과 인스턴스화를 동시에 할 수 있으므로 상속받지 않아도 즉석으로 필요한 구현을 만들어서 사용할 수 있습니다.
2.3.2 다섯 번째 시도 : 익명 클래스 사용
익명 클래스를 사용하면 아래와 같이 구현할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
Print.prettyPrintApple(inventory, new ApplePredicate() {
@Override
public boolean test(Apple apple) {
return Color.RED == apple.getColor();
}
});
}
}
익명 클래스를 사용하더라도 여전이 부족한 점이 있습니다.
- 클래스로 구현 정의하지 않았을뿐이지, 여전히 많은 공간을 차지합니다.
- 많은 프로그래머가
익명 클래스사용에 익숙하지가 않습니다.
💡 익명 클래스 문제
public class MeaningOfThis { public final int value = 4; public void doIt() { int value = 6; Runnable r = new Runnable() { public final int value = 5; @Override public void run() { System.out.println(this.value); } }; r.run(); } public static void main(String[] args) { MeaningOfThis m = new MeaningOfThis(); m.doIt(); } }위의 코드는
this가MeaningOfThis가 아니라Runnable을 참조하므로5가 출력됩니다.이처럼 코드가 장황하면 코드를 이해하고 해석하는데 시간이 오래 걸립니다. 가능한 한 눈에 이해할 수 있는 코드여야 좋습니다.
익명 클래스로interface를 구현하는 여러class를 선언하는 과정을 조금 줄이긴 했지만, 여전히코드 조각을 전달하는 과정에서객체를 만들고 명시적으로 새로운 동작을 정의하는 메소드를 구현해야 한다는 점은 변함이 없습니다.
동작 파라미타화를 사용하면 요구사항 변화에 더 유연하게 대응할 수 있으므로 모든 프로그래머가동작 파라미터화를 사용하도록 권장 합니다.
2.3.3 여섯 번째 시도 : 람다 표현식 사용
Lambda expresstion을 이용하면 위의 예제를 아래 처럼 간단하게 구현할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
filter(inventory, apple -> apple.getColor() == Color.RED && apple.getWeight() > 150);
}
public static List<Apple> filter(List<Apple> inventory, ApplePredicate p) {
List<Apple> result = new ArrayList<>();
for (Apple apple : inventory) {
if (p.test(apple)) {
result.add(apple);
}
}
return result;
}
}
💡
Lambda를 사용하면동작 파라미터화로 인한유연함도 얻고, 코드의간결함도 얻을 수 있습니다.
2.3.4 일곱 번째 시도 : 리스트 형식으로 추상화
public interface Predicate<T> {
boolean test(T t);
}
class Filtering {
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)) {
resule.add(e);
}
}
return result;
}
}
이제 사과 이외에도 필터가 필요한 모든 List에 적용이 가능합니다.
2.4 실전 예제
동작 파라미터화 패턴은 동작을 캡슐화한 다음에 메소드로 전달해서 메소드의 동작을 파라미터화 합니다.
Comparator (정렬)Runable (실행)Callable (결과 반환)GUI 이벤트 처리
위의 예제를 살펴보면서 코드 전달 개념을 더욱 확실하게 익혀봅시다.
2.4.1 Comparator로 정렬하기
Collection 정렬은 반복되는 프로그래밍 작업입니다.
Java 8의 List에는 sort 메소드가 포함되어 있습니다. (Collection.sort 도 존재)
아래와 같은 interface를 갖는 java.util.Comparator 객체를 이용하여 sort 동작을 파라미터화 할 수 있습니다.
// java.util.Comparator
public interface Comparator<T> {
int compare(T o1, T o2);
}
Comparator를 구현하여 sort 메소드의 동작을 다양화할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
inventory.sort(new Comparator<Apple>() {
@Override
public int compare(Apple a1, Apple a2) {
return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());
}
});
}
}
앞서 공부 한 Lambda를 이용하면 더 간단하게 가능합니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
inventory.sort((a1, a2) -> a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight()))
}
}
2.4.2 Runnable로 코드 블록 실행하기
Java Thread를 이용하면 병렬로 코드 블록을 실행할 수 있습니다.
Java 8까지는 Thread 생성자에 객체만을 전달할 수 있었으므로 void run 메소드를 포함하는 interface Runnable를 익명 클래스로 히여 사용하는것이 일반적이였습니다.
// java.lang.Runnable
public interface Runnable {
void run();
}
class Foo {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("Modern Java in Action");
}
});
}
}
Lambda를 이용하면 아래와 같이 구현할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
Thread t = new Thread(() -> System.out.println("Modern Java in Action"))
}
}
2.4.3 Callable을 결과로 반환하기
Java 5부터 지원하는 interface ExecutorService는 테스크 제출과 실행 과정의 연관성을 끊어주는 역할을 합니다.
ExecutorService를 이용하면 Task를 스레드 풀로 보내고 결과를 Future로 저장할 수 있습니다.
interface Callable을 이용하면 Runnable처럼 코드블럭을 실행한 뒤, 값을 반환 받을 수 있습니다. Runnable의 업그레이드 버전이라고 생각할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
Future<String> threadName = executorService.submit(new Callable<String>() {
@Override
public String call() throws Exception {
return Thread.currentThread().getName();
}
});
}
}
Lambda를 이용하면 아래와 같이 구현할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
Future<String> threadName = executorService.submit(() -> Thread.currentThread().getName());
}
}
2.4.4 GUI 이벤트 처리하기
일반적으로 GUI 프로그래밍은 마우스 클릭이나 문자열 위로 이동하는 등의 이벤트에 대응하는 동작을 수행하는 식으로 동작합니다.
즉, 변화에 대응할 수 있도록 유연한 코드가 필요합니다.
JavaFX에서는 setOnAction 메소드에 EventHandler를 전달함으로써 동작을 설정할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
Button button = new Button("Send");
button.setOnAction(new EventHandler<ActionEvent>() {
@Override
public void handle(ActionEvent event) {
label.setText("Sent!!");
}
});
}
}
Lambda를 이용하여 아래와 같이 구현할 수 있습니다.
class Foo {
public static void main(String[] args) {
button.setOnAction(event -> label.setText("Sent!!"));
}
}
2.5 마치며
동작 파라미터화에서는 메소드 내부적으로 다양한 동작을 수행할 수 있도록 코드를 메소드 인수로 전달합니다.동작 파라미터화를 이용하면 변화하는 요구사항에 유연하게 대처가 가능합니다.코드 전달 기법을 이용하면 도작을 메소드의 인수로 전달할 수 있지만,Java 8이전에는익명 클래스를 사용하더라도 코드가 지저분 했지만,Java 8부터는Lambda를 이용해 간단하게 사용할 수 있게 되었습니다.Java API의 많은 메소드는 정렬, 스레드, GUI 처리 등을 포함한 다양한 동작으로파라미터화할 수 있습니다.