[Effective Java] 아이템 32

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초록색 - 핵심 개념 (블로그 정리시는 검은색으로!)
빨간색 - 무슨말인지 모르겠는 부분

[아이템 32] 제네릭과 가변인수를 함께 쓸 때는 신중하라!

이번 아이템을 나가기 전에 모르는거 먼저 정리하고!

가변인수?

• 매개변수로 들어오는 값을 개수와 상관 없이 동적으로 인수를 받아 기능하도록 해주는 문법을 지칭한다!

print() 메서드로 살펴보자!

print("홍길동");
print("홍길동", "이순신");
print("홍길동", "이순신", "유성룡");
print("홍길동", "이순신", "유성룡", "강감찬");
print("홍길동", "이순신", "유성룡", "강감찬", "이도");

여러개의 파라미터가 들어올 수 있는 메서드를 구성하는 방법은 대표적으로 메서드 오버로딩(overloading)으로 처리가 가능하다.
하지만 전달할 매개변수가 몇개인지 일정치 않을때 일일히 메서드를 오버로딩하여 구현하는 것은 번거로우며 별로 효율적이지 못하다라고 할 수 있는데, 여기서 가변 인수(varargs)가 힘을 발한다!!
가변인수는 파라미터들을 통째로 배열로 받아들여 처리하기 때문에 동적으로 매개변수를 받을 수 있게 된다. 덕분에 메서드를 n번 오버로딩 하지 않고 한번에 처리가 가능하다.
System.out.printf() 메서드가 가변 인자를 사용한 대표적인 메서드라고 할 수 있다.

가변인수 사용 방법

메서드 파라미터 부분에 타입 ... 매개변수명 으로 처리하면 사용이 가능하다!
가변 인수는 전달 인자를 0개부터 n개 까지 넣을 수 있다. 그리고 파라미터로 넘겨지는 값들을 모아서 컴파일시 배열로 처리된다. 주의할 점은 인자들의 갯수에는 제한이 없지만, 배열 자료형은 매개변수 타입으로 명시된것에 따라간다는 점이다!

public static void main(String[] args) {
    print("홍길동");
    print("홍길동", "이순신");
    print("홍길동", "이순신", "유성룡");
    print("홍길동", "이순신", "유성룡", "강감찬");
    print("홍길동", "이순신", "유성룡", "강감찬", "이도");
}
 
public static void print(String... str) {
    // 가변 인수인 str 매개변수는 String[] 배열 타입으로 받아들인다.
    for(String s : str) {
        System.out.print(s + ", ");
    }
    System.out.println();
}

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다시 책으로 돌아와서!

메서드를 선언할 때 실체화 불가 타입으로 varargs 매개변수를 선언하면 컴파일러가 경고를 보낸다. 가변인수 메서드를 호출할 때도 varargs매개변수가 실체화 불가 타입으로 추론되면, 그 호출에 대해서도 경고를 낸다. 경고 형태는 대략 다음과 같다.

warning: [unchecked] Possible heap pollution from parameterized vararg type List<String>

매개변수화 타입의 변수가 타입이 다른 객체를 참조하면 힙 오염이 발생한다!

제네릭과 varags를 혼용하면 타입 안전성이 깨진다! 타입 안전성이 깨지니 제네릭 varargs 배열 매개변수에 값을 저장하는 것은 안전하지 않다.

// 이 메서드에서는 형변환하는 곳이 보이지 않는데도 인수를 건네 호출하면 ClassCastException을 던진다.
static void dangerous(List<String>... stringLists) { 
	List<Integer> intList = List.of(42);
    Object[] pbjects = stringLists;
    objects[0] = intList;	// 힙 오염 발생
    String s = stringLists[0].get(0); // 컴파일로가 생성한 보이지않는 형변환이 숨어있음! ClassCastException
}

• List varargs 형태의 파라미터를 받는 메서드이다.
• List 제네릭타입 객체를 생성하여 42라는 값을 추가하였다.
• varargs는 내부적으로 배열이고, 배열은 공변이기 때문에 List[] >> Object[]에 참조될 수 있다.
• Object[0] = intList 초기화 (내부적으로는 List 타입이지만, 런타임에는 제네릭 타입이 소거되므로 같은 List로만 인식되어 할당이 가능하다! 🔴힙 오염 발생!
• stringList[0]을 하면 List가 나오고 List의 0번째 인덱스 위치의 객체를 호출해 눈에 보이지 않는 String으로 형변환 한다. >> 🔴ClassCastException 발생!

이렇게 오류를 내면서 제네릭 varargs 매개변수를 받는 메서드를 선언할 수 있게 한 이유는 뭘까?

• 제네릭이나 매개변수화 타입의 varargs 매개변수를 받는 메서드가 실무에서 매우 유용하기 때문이다!
• Arrays.asList(T... a), Collections.addAll(Collection<? super T> c, T... elements), EnumSet.of(E first, E... rest)가 대표적이고 이들은 타입 안전하다!

@SafeVarargs

자바 7 전에는 제네릭 가변인수 메서드의 작성자가 호출자 쪽에서 발생하는 경고에 대해서 해줄 수 있는 일이 없었는데! 이제 생김!
자바 7에서는 @SafeVarargs 애너테이션이 추가되어 제네릭 가변인수 메서드 작성자가 클라이언트 측에서 발생하는 경고를 숨길 수 있게 되었다.
@SafeVarargs 애너테이션은 메서드 작성자가 그 메서드가 타입 안전함을 보장하는 장치다. 컴파일러는 이 약속을 믿고 그 메서드가 안전하지 않을 수 있다는 경고를 더 이상 하지 않는다!

메서드가 안전한지 어떻게 확신할 수 있을까?

• 가변인수 메서드를 호출할 때 varargs 매개변수를 담는 제네릭 배열이 만들어진다는 사실을 기억하자!
• 메서드가 이 배열에 아무것도 저장하지 않고(그 매개변들을 덮어쓰지 않고) 그 배열의 참조가 밖으로 노출되지 않는다면 타입 안전하다!
• 순수하게 메서드의 생산자 역할만 충실히 하면 메서드는 안전하다!

자신의 제네릭 매개변수 배열의 참조를 노출한다! - 안전하지 않다!

아래 코드의 메서드가 반환하는 배열의 타입을 이 메서드에 인수를 넘기는 컴파일 타임에 결정되는데, 그 시점에는 컴파일러에게 충분한 정보가 주어지지 않아 타입을 잘못 판단할 수 있다. 따라서 자신의 varargs 매개변수 배열을 그대로 반환하면 힙 오염을 이 메서드를 호출한 쪽의 콜스택으로까지 전이하는 결과를 낳을 수 있다.

static <T> T[] toArray(T... args) {
  return args;
}

아래 코드의 메서드는 제네릭 가변인수를 받는 toArray 메서드를 호출한다는 점만 빼면 위험하지 않고 경고도 내지 않을 것이다. 이 코드가 만드는 배열의 타입은 Object[]인데, pickTwo에 어떤 타입의 객체를 넘ㄴ기더라도 담을 수 있는 가장 구체적인 타입이기 때문이다! 그리고 toArray 메서드가 돌려준 이 배열이 그대로 pickTwo를 호출한 클라이언트까지 전달된다. 즉 pickTwo는 항상 Object[] 타입 배열을 반환한다.

static <T> T[] pickTwo(T a, T b, T c) {
  switch(ThreadLocalRandom.current().nextInt(3)) {
    case 0: return toArray(a, b);
    case 1: return toArray(b, c);
    case 2: return toArray(c, a);
  }
  throw new AssertiionError();
}

아무런 문제가 없어보이지만 실행하면 ClassCastException을 던진다 왜??

// pickTwo를 사용하는 main 메서드
public static void main(String[] args) {
  String[] attributes = pickTwo("좋은", "빠른", "저렴한");
}

바로 pickTwo의 반환값을 attributes에 저장하기 위해 String[]로 형변환하는 코드를 컴파일러가 자동 생성한다는 점을 놓쳤다! 아래 코드 처럼 말이다!

String[] attributes = (String[]) pickTwo("좋은", "빠른", "저렴한");

섬광탄 투척!

Object는 String[]의 하위 타입(다운캐스팅 불가)이 아니므로 이 형변환은 실패!!!!!!! (빨간색 눈뽕!)
이 예시는 제네릭 varargs 매개변수 배열에 다른 메서드가 접근하도록 허용하면 안전하지 않다.. 를 다시금 알려준다!
단!! 예외가 두가지 있다.

• @SafeVarargs로 선언된 타입 안전성이 보장된 또 다른 varargs 메서드에 넘기는 것은 안전하다.
• 배열 내용의 일부 함수를 호출만 하는 (varargs를 받지 않는) 일반 메서드에 넘기는 것도 안전하다.

제네릭 varargs 매개변수를 안전하게 사용하는 방법!

• 제네릭이나 매개변수화 타입의 varargs 매개변수를 받는 모든 메서드에 @SafeVarargs를 달라!
  • 사용자를 헷갈리게 하는 컴파일러 경고를 없앨 수 있다!

@SafeVarargs
static <T> List<T> flatten(List<? extends T>... lists) {
  List<T> result = new ArrayList<>();
  for(List<? extends T> list : lists) {
    result.addAll(list);
  }
  return result;
}

• varargs 매개변수를 List 매개변수로 바꿀 수도 있다! (매개변수 선언만 수정했음에 주목하자!)
  • 이렇게 사용하는 게 가능한 이유는 List.of에도 @SafeVarargs 애너테이션이 달려 있기 때문이다.
  • 이 방식의 장점! : @SafeVarargs 애너테이션을 우리가 직접 달지 않아도 되며, 실수로 안전하다고 판단할 걱정도 없다.
  • 단점도 있어..!: 클라이언트 코드가 살짝 지저분해지고 속도가 조금 느려질 수 있다는 정도 (에에ㅔㅔㅔ?)

static <T> List<T> flatten(List<List<? extends T>> lists) {
  List<T> result = new ArrayList<>();
  for (List<? extends T> list : lists) {
    result.addAll(list);
  }
  return result;
}

자! 이제 정리했으니까 적용해보자!!

static <T> List<T> pickTwo(T a, T b, T c) {
  switch(ThreadLocalRandom.current().nextInt(3)) {
    case 0: return toArray(a, b);
    case 1: return toArray(b, c);
    case 2: return toArray(c, a);
  }
  throw new AssertiionError();
}

public static void main(String[] args) {
  List<String> attributes = pickTwo("좋은", "빠른", "저렴한");
}

결과 코드는 배열 없이 제네릭만 사용하므로 타입 안전하다!

핵심정리
가변인수와 제네릭은 궁합이 좋지 않다. 가변인수 기능은 배열을 노출하여 추상화가 완벽하지 못하고, 배열과 제네릭의 타입 규칙이 서로 다르기 때문이다. 제네릭 varargs매개변수는 타입 안전하지는 않지만, 허용된다. 메서드에 제네릭 (혹은 매개변수화된) varargs 매개변수를 사용하고자 한다면, 먼저 그 메서드가 타입 안전한지 확인한 다음 @SafrVarargs 애너테이션을 달아 사용하는 데 불편함이 없게끔 하자!

아~ 힘들었따! 이번 휴가 다보냈네! 오늘도 공부 시켜주신 파워 블로거 분들 사랑합니다!!! 감사해요!!



https://jaehun2841.github.io/2019/01/28/effective-java-item32/#%EC%96%B4%EB%96%A4%EA%B2%8C-%ED%83%80%EC%9E%85-%EC%95%88%EC%A0%84%ED%95%A0%EA%B9%8C

Item 32. 제네릭과 가변인수를 함께 쓸 때는 신중하라 | Carrey`s 기술블로그

https://inpa.tistory.com/entry/JAVA-%E2%98%95-%EA%B0%80%EB%B3%80-%EC%9D%B8%EC%88%98Varargs-%EB%A7%A4%EA%B0%9C%EB%B3%80%EC%88%98%EB%A5%BC-%EB%8F%99%EC%A0%81%EC%9C%BC%EB%A1%9C#:~:text=%EC%97%90%EB%8A%94%20%EC%8B%A0%EC%A4%91%ED%95%B4%EB%9D%BC-,%EA%B0%80%EB%B3%80%20%EC%9D%B8%EC%88%98%20(Variable%20Arguments),%ED%95%B4%EC%A3%BC%EB%8A%94%20%EB%AC%B8%EB%B2%95%EC%9D%84%20%EC%A7%80%EC%B9%AD%ED%95%9C%EB%8B%A4.

[JAVA] ☕ 가변 인수(Varargs) - 매개변수를 동적으로

** 그냥 하루하루 개인 공부한 것을 끄적 거리는 공간입니다.
이곳 저곳에서 구글링한 것과 강의 들은 내용이 정리가 되었습니다.
그림들은 그림밑에 출처표시를 해놓았습니다.
문제가 될시 말씀해주시면 해당 부분은 삭제 하도록하겠습니다. **