Item 44. 표준 함수형 인터페이스를 사용하라
1. 들어가기
람다가 도입되기 전에는 상위 클래스의 기본 메서드를 재정의해 원하는 동작을 구현하는
템플릿 메서드 패턴을 많이 사용했으나 람다 도입 이후부터는 매력이 크게 줄었습니다.
그 이유는 람다를 통해 함수 객체를 매개변수로 받는 것이 가능해졌기 때문입니다.
그럼, 기존의 템플릿 메서드 패턴을 어떻게 람다로 변경할 수 있을지 알아봅시다.
2. 템플릿 메서드 패턴을 람다로 대체하는 방법
먼저, 예시를 보겠습니다.
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
return size() > 100;
}
해당 코드는 LinkedHashMap의 removeEldestEntry 메서드입니다.
Map에 새로운 키가 추가될 때 이 메서드를 호출해 true가 반환되면 가장 오래된 원소를 제거하는데요.
잘 동작하지만, 람다를 사용할 수도 있습니다.
그전에 removeEldestEntry 선언을 보면
Map.Entry<K, V>를 받아 boolean을 반환해야 할 것 같지만 꼭 그렇지는 않습니다.
왜냐하면 removeEldestEntry 내부의 size()는 인스턴스 메서드인데
생성자에 넘기는 함수 객체는 인스턴스 메서드가 아니기 때문에 자기 자신도 함수 객체에 넘겨야 합니다.
이를 반영하면 다음과 같은 함수형 인터페이스를 선언하고 사용할 수 있습니다.
/* 함수형 인터페이스 선언 */
@FunctionalInterface interface EldestEntryRemovalFunction<K, V> {
boolean remove(Map<K, V> map, Map.Entry<K, V> eldest);
}
/* 함수형 인터페이스 사용법 */
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = CacheMap.of((map1, eldest) -> map1.size() > 2);
map.put("1", 1);
map.put("2", 2);
map.put("3", 3);
System.out.println(map); // 2 , 3 출력
}
}
class CacheMap<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
private EldestEntryRemovalFunction<K, V> function;
/* 생성자 */
private CacheMap(EldestEntryRemovalFunction<K, V> function) {
this.function = function;
}
/* 정적 팩터리 메서드 */
public static <K, V> CacheMap<K, V> of(EldestEntryRemovalFunction<K, V> function) {
return new CacheMap<K, V>(function);
}
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
return function.remove(this, eldest);
}
}
하지만, 이 인터페이스도 잘 동작하기는 하지만, 굳이 사용할 이유는 없습니다.
그 이유는 자바 표준 라이브러리에 이미 같은 모양의 표준 함수형 인터페이스가 있기 때문입니다.
/* 표준 함수형 인터페이스(BiPredicate) 사용법 */
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Integer> map = CacheMap.of((map1, eldest) -> map1.size() > 2);
map.put("1", 1);
map.put("2", 2);
map.put("3", 3);
System.out.println(map); // 2 , 3 출력
}
}
class CacheMap<K, V> extends LinkedHashMap<K, V> {
private BiPredicate<Map<K, V>,Map.Entry<K, V>> function;
/* 생성자 */
private CacheMap(BiPredicate<Map<K, V>,Map.Entry<K, V>> function) {
this.function = function;
}
/* 정적 팩터리 메서드 */
public static <K, V> CacheMap<K, V> of(BiPredicate<Map<K, V>,Map.Entry<K, V>> function) {
return new CacheMap<>(function);
}
@Override
protected boolean removeEldestEntry(Map.Entry<K, V> eldest) {
return function.test(this, eldest);
}
}
3. 표준 함수형 인터페이스
표준 함수형 인터페이스는 총 43개의 인터페이스가 있습니다.
하지만, 전부 기억하기엔 어렵기 때문에 기본 인터페이스 6개에서 유추하는 방법으로 사용할 수 있습니다.
기본 인터페이스는 다음과 같습니다.
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UnaryOperator<T>-
반환 값과 인수 타입이 같은 함수 (인수가 1개)
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T apply(T t)
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-
BinaryOperator<T>-
반환 값과 인수 타입이 같은 함수 (인수가 2개)
-
T apply(T t1, T t2)
-
-
Predicate<T>-
인수 하나를 받아 boolean을 반환하는 함수
-
boolean test(T t)
-
-
Function<T, R>-
인수와 반환 타입이 다른 함수
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R apply(T t)
-
-
Supplier<T>-
인수를 받지 않고 값을 반환하는 함수
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T get()
-
-
Consumer<T>-
인수 하나를 받고 반환 값은 없는 함수
-
void accept(T t)
-
4. 커스텀 함수형 인터페이스를 구현해야 하는 경우
지금까지만 놓고 봤을 때 대부분의 경우 표준 함수형 인터페이스를 사용하는 것이 더 나아보입니다.
그럼 언제 함수형 인터페이스를 직접 구현해야 할까요?
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표준 인터페이스 중 필요한 용도에 맞는 구조가 없는 경우
예를 들어 매개변수 3개를 받는
Predicate는 표준 함수형 인터페이스에 없기 때문에직접 구현해야 합니다.
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예외 사항
구조적으로 동일하지만, 직접 구현해야 하는 경우가 있습니다.
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자주 쓰이며, 이름 자체가 용도를 명확히 설명해준다.
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반드시 따라야 하는 규약이 있다.
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유용한 디폴트 메서드를 제공할 수 있다.
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5. 커스텀 함수형 인터페이스 주의사항
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@FunctionalInterface 애너테이션을 사용하자.
해당 애너테이션을 사용하는 이유는 @Override를 사용하는 이유와 비슷합니다.
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해당 인터페이스를 사용할 사람에게 람다용으로 설계된 것임을 알려준다.
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추상 메서드를 오직 하나만 가지고 있어야 컴파일되게 해준다.
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유지보수 과정에서 누군가 실수로 메서드를 추가하지 못하게 막아준다.
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6. 함수형 인터페이스 주의사항
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서로 다른 함수형 인터페이스를 같은 위치의 인수로 받는 메서드들을 다중 정의하지 말자.
클라이언트에게 불필요한 모호함만 안겨주고, 이로 인해 실제로 문제가 일어납니다.
ex. ExecutorService의 submit 메서드는
Callable<T>와Runnable다중 정의→ 올바른 메서드를 알려주기 위해 형변환 필요
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기본 타입 함수형 인터페이스에 박싱 타입을 사용하지 말자.
박싱 타입을 사용한다면 특히 계산량이 많을 때는 성능이 처참히 느려질 수 있습니다.
7. 정리
이번 포스트는 함수형 인터페이스에 대해 알아보았습니다.
Java 8부터는 람다를 지원하기 때문에 지금부터는 API 설계 시 람다도 염두해야 합니다.
대부분의 경우는 표준 함수형 인터페이스를 사용하면 되나,
특정 경우에는 커스텀 함수형 인터페이스를 사용해야 하므로 상황에 맞게 함수형 인터페이스를 정의합시다.
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