불변객체를 만드는 방법
2022.02.17
불변 객체(Immutable Object)란?
한 번 객체가 생성되면, 그 상태를 바꿀 수 없는 객체를 말한다.
원시 타입(primitive type)에서의 불변
원시 타입은 참조 값이 없기 때문에 값을 외부로 내보내는 경우에도 내부 객체는 불변이다. 따라서 내부 값을 바꿀 수 없도록 setter를 생성하지 않는 것만으로 원시 타입으로 이루어진 객체는 불변으로 만들 수 있다.
참조 타입(reference type)에서의 불변
public class Names {
private final List<Name> names;
public Names(List<Name> names) {
this.names = names;
}
}
public class Name {
private static final int MAX_NAME_LENGTH = 5;
private final String name;
public Name(String name) {
this.name = name;
}
}Names에서 이름 List를 final로 선언하여 재생성을 막았고, setter 또한 존재하지 않는다.
그렇다면 Names는 불변 객체일까?
List<Name> originalNames = new ArrayList<>();
originalNames.add(new Name("slow"));
originalNames.add(new Name("pobi"));
Names names = new Names(originalNames);
originalNames.add(new Name("hanul"));
객체가 생성된 이후에도 외부의 값 변경에 따라 변하는 것을 볼 수 있다. 이유는 외부에서 입력한 originalNames의 주소를 공유하고 있기 때문이다. 이처럼 외부에서 Names가 가지고 있는 names 인스턴스의 요소를 변경할 수 있기 때문에 불변 객체라고 할 수 없다.
어떻게 불변 객체로 만들 수 있을까?
방어적 복사
생성자에서 인자를 전달 받을 때 new ArrayList<>(names) 를 통해 새로운 주소 값을 참조하도록 복사하면 된다. 이렇게 하면 외부에서 넘겨주는 List와 주소가 다르기 때문에 외부에서 변경할 수 없다.
public class Names {
private final List<Name> names;
public Names(List<Name> names) {
this.names = new ArrayList<>(names);
}
}
이제는 완벽한 불변 객체일까?
List<Name> originalNames = new ArrayList<>();
originalNames.add(new Name("slow"));
originalNames.add(new Name("pobi"));
Names names = new Names(originalNames);
names.getNames().add(new Name("hanul"));위의 코드처럼 getter를 사용할 수 있다면 여전히 외부에서 값을 변경할 수 있다는 문제가 있다. 따라서 여전히 불변 객체가 아니다.
Unmodifiable Collection
Unmodifiable Collection을 이용하면 외부에서 변경할 때 예외처리가 되기 때문에 안전하게 보장할 수 있다.
unmodifiableList() 메서드를 통해서 리턴되는 리스트는 읽기 전용으로 사용할 수 있고, add(), set() 등의 변경을 가하는 메서드를 호출하면 UnsupportedOperationException이 발생한다.
public class RacingCarApplication {
public static void main(String[] args) {
List<Name> originalNames = new ArrayList<>();
originalNames.add(new Name("slow"));
originalNames.add(new Name("pobi"));
Names names = new Names(originalNames);
names.getNames().add(new Name("hanul"));
}
}public List<Name> getNames() {
return Collections.unmodifiableList(names);
}
List.copyOf()
자바 10에 등장한 메소드이며 불변 객체를 만드는 또 하나의 방법이다.
static <E> List<E> copyOf(Collection<? extends E> coll) {
return ImmutableCollections.listCopy(coll);
}원본 리스트를 복사하고 unmodifiable List 를 반환한다. 즉, 위에서 불변 객체를 만들기 위해서 진행했던 방어적 복사와 unmodifiableList 반환을 합친 것이라고 생각하면 된다.
- AS-IS (방어적 복사, unmodifiableList 사용)
public class Names {
private final List<Name> names;
public Names(List<Name> names) {
this.names = new ArrayList<>(names);
}
}
public List<Name> getNames() {
return Collections.unmodifiableList(names);
}- TO-BE (List.copyOf 사용)
public class Names {
private final List<Name> names;
public Names(List<Name> names) {
this.names = List.copyOf(names);
}
}
public List<Name> getNames() {
return names;
}그리고 List.copyOf()는 인자로 들어온 리스트가 null 이거나, 인자의 리스트에 null 값이 포함되어 있으면 NullPointerException 이 발생한다.
@Test
void copyOf() {
List<String> origin = Arrays.asList(
"slow",
null
);
assertThatThrownBy(() -> List.copyOf(origin))
.isInstanceOf(NullPointerException.class);
assertThatThrownBy(() -> List.copyOf(null))
.isInstanceOf(NullPointerException.class);
}요약
- 방어적 복사와 unmodifiable collection 을 이용하면 외부에서 내부의 값을 제어할 수 없다. 따라서
객체 내부의 값을 외부로부터 보호,객체의 자율성을 보장할 수 있다.
