[NEXTSTEP] 3주차 정리

NEXTSTEP 과정을 시작한 지 벌써 3주가 지났다. 시간이 어떻게 가는 지도 모르겠다.

이번 주도 과정을 진행하며 받은 피드백을 정리해보고 나름의 회고를 해보려고 한다.

피드백 정리

1. Enum과 함수형 인터페이스

개발하다보면 어떤 상수에 대한 상태를 관리해야하는 경우가 있다. 예를 들어, 로또 등수에 대한 경우이다. 어떤 경우인 지 코드로 알아보자.

enum 내부에 선언된 각각은 로또의 등수를 나타내는 클래스이며, 변하지 않는 상태를 가지고 있다.
위의 경우 로또 5등(FIFTH)는 3개의 숫자(correctCount)가 맞아야하고, 그에 따른 상금은 5000원(winnings)이다.

굳이 이렇게 나타내야하나 싶겠지만, enum에는 중요한 특성이 있다. 바로 각각이 싱글턴 객체라는 것이다. 그렇게 때문에, 동일한 enum은 ==과 같은 동일성 비교에서 항상 True이다. 당연히, 같은 LottoRank라도 순위가 다르면 동일하지 않다.

LottoRank.FIFTH == LottoRank.FIFTH; -> true
LottoRank.FIRST == LottoRank.FIFTH; -> false

이렇듯 enum을 사용하면 상태를 나타내는 상수들을 묶어 싱글턴 객체로 사용할 수 있는 이점이 있기 때문에 나 역시 이런 방법으로 자주 사용해왔다.

하지만, 내가 오늘 작성하고자 하는 것은 상태가 아니라 행위에 대한 것이다.

자바 8부터 enum의 상수에 함수형 인터페이스가 들어갈 수 있게 되었다.

LottoRank는 correctCount, winnings라는 상수 상태값만 가지고 있었다. Operator는 operator라는 IntBinaryOperator를 가지면서 할 수 있는 행위를 상수로 가지게 되었다.

함수형 인터페이스 IntBinaryOperator에 대해 간략하게 설명하자면 BiFunction의 모든 인자가 int 타입일 때 사용할 수 있다.

BiFunction은 두 개(Bi)의 인자를 받아, 하나의 결과를 반환하는 함수형 인터페이스이다.

T 타입과 U 타입을 인자로 받아, R 타입으로 반환하는 함수이다.
그럼 IntBinaryOperator에 감이 잡혔을 것이다. IntBinaryOperator는 T와 U, R이 모두 int 타입(Integer 포함) 일 때 대신 사용할 수 있는 함수이다.

다시 본론으로 돌아가서, 우리는 함수형 인터페이스를 클래스의 필드로 선언한 상태이다. 그런데 인터페이스는 그저 명세이기 떄문에 항상 구현체가 필요하다. IntBinaryOperator 경우도, int 인자 두 개를 받아서, int를 반환한다는 명세만 있을 뿐 실제 계산식은 어디에도 없다. 실제 계산식(구현)을 Enum의 각 클래스에 넣어주는 것이다!

(num1, num2) -> num1 + num2는 IntBinaryOperator의 구현체다. 구현체라면 객체의 형태를 해야하지만, 익명구현체를 람다식으로 표현하면서 이렇게 간소화할 수 있다. 람다를 사용하지 않으면

new IntBinaryOperator(){
  @Override
  int applyAsInt(int left, int right) {
    return left + right;
  }
}

라는 익명 구현체가 (num1, num2) -> num1 + num2 대신에 들어가야한다. 코드가 너무 지저분해지지 않겠는가? 그래서 함수형 인터페이스, 스트림, 람다를 사용하면 코드가 깔끔해진다는 장점이 있기 때문에 공부하고 사용하는 것이 좋다.

물론 함수형인터페이스는 다음과 같이 직접 만들어도 된다.

이 때, @FunctionalInterface를 붙여주도록 하자. 별 기능은 없지만 함수형 인터페이스임을 명시해줌으로써 좋은 명세가 될 수 있다. @FunctionalInterface를 붙이면, 해당 인터페이스에 추상메서드를 추가하면 컴파일에러가 발생함으로써 인터페이스가 추상메서드가 하나만 있다는 것을 보장해준다.

어쩌다보니 1번이 너무 길어졌다. 빨리 넘어가도록 하겠다.

2. 상수 클래스 지양과 값 객체

로또 과정을 진행하다보니 객체 이곳 저곳에 상수가 필요한 경우가 있었다. 예를 들어, 로또 최소 번호와 최대 번호라든가 로또 하나에 몇 개의 번호가 있어야하는 지 등이다. 최초 설계 시에 각 상수들이 이 곳 저 곳에서 사용되어 어쩔 수 없이 상수만을 사용하는 클래스를 생성했다.

public class LottoConstants {
    public static final int LOTTO_NUMBER_SIZE = 6;
    public static final int MIN_LOTTO_NUMBER = 1;
    public static final int MAX_LOTTO_NUMBER = 45;
    public static final int LOTTO_PRICE = 1000;
    public static final long THREE_NUMBER_CORRECT_WINNINGS = 5000L;
    public static final long FOUR_NUMBER_CORRECT_WINNINGS = 50000L;
    public static final long FIVE_NUMBER_CORRECT_WINNINGS = 1500000L;
    public static final long SIX_NUMBER_CORRECT_WINNINGS = 2000000000L;
}

이 코드를 작성한 후 받은 피드백은 상수 클래스가 생긴다는 것은 설계가 잘못되었을 수도 있다는 징조라는 것이다. 여기서 설계라는 건 어떤 책임을 어떤 객체가 가지고 있냐의 문제를 말한다.

처음에는 감이 안 잡혔다. 각 상수들은 검증 또는 생성을 위해 꼭 필요한 정보였고, 내 로직 상 분명이 어디선가 저 상수를 가지고 있어야 했다. 이 모든 문제들은 값 객체를 사용하며 정리되었다.

저 당시 나의 로또 객체들은 다음과 같은 포함관계를 가지고 있었다.

- 수정 전

숫자 하나(Integer) -> 로또 한 줄 (LottoNumber) -> 로또 여러 줄(LottoNumbers)

이러다보니 입력값이 로또 최소 번호, 최대 번호의 범위에 드는 지 검증을 외부에서 해야했다. 마땅히 내부라고 할 만한 것도 없었다. 숫자 하나를 값 객체로 변경하면서 각 클래스명도 수정해주었다.

- 수정 후

숫자 하나(LottoNumber) -> 로또 한 줄 (LottoNumbers) -> 로또 여러 줄(LottoTicket)

이제 숫자 하나하나가 범위에 드는 지는 LottoNumber의 생성 시점에 검증해줄 수 있게 되었다. 즉, 위의 MIN_LOTTO_NUMBER 와 MAX_LOTTO_NUMBER는 LottoNumber라는 집이 생겼다.

이런 식으로 나머지 상수들도 LottoNumbers, LottoResult, LottoRank 등 각각의 집으로 들어갈 수 있었다.

3. 인자는 적을 수록 좋다

클린코드에서 메서드 매개변수의 개수에 대해 다음과 같이 말한다. 매개변수의 개수는 0개가 가장 좋고, 그 다음이 1개, 다음이 2개이다. 3개는 되도록이면 사용하지 말아야 하고, 4개 이상은 특별한 일이 있어도 사용하지 말아야 한다.

매개변수가 3개 이상인 경우, 연관된 매개변수끼리 별도의 클래스로 분리해보자.

4. 값 객체 인스턴스 캐싱

LottoNumber라는 값 객체는 MIN_LOTTO_NUMBER와 MAX_LOTTO_NUMBER 사이의 범위에서만 생성된다. 1~45라고 한다면 45개의 객체 인스턴스만 있으면 된다는 뜻이다. 그런데 만약, 만 명의 접속자가 로또를 10개씩 산다고 하면 몇 개의 LottoNumber가 생성될까? 로또 하나 당 6개씩이니까.. 한 명당 60개에 만명이면.. 60만개.. 인스턴스가 60만개가 생성된다.

값 객체는 불변객체이고, 인스턴스 변수가 같으면 논리적으로 같은 객체이다.

LottoNumber.valueOf(1).equals(LottoNumber.valueOf(1)) -> true

즉, 1과 1은 같은 로또 번호인데 서로 다른 인스턴스를 또 생성해야할 필요가 있냐는 문제이다.

이 때, 인스턴스 캐싱을 통해 인스턴스 생성 개수를 확 줄일 수 있다. 코드로 먼저 보자.

public class LottoNumber {
    public static final int MIN_LOTTO_NUMBER = 1;
    public static final int MAX_LOTTO_NUMBER = 45;

    private final int value;
    private static final Map<Integer, LottoNumber> LOTTO_NUMBER_INSTANCE = new HashMap<>();

    static {
        for (int i = MIN_LOTTO_NUMBER; i <= MAX_LOTTO_NUMBER; i++) {
            LOTTO_NUMBER_INSTANCE.put(i, new LottoNumber(i));
        }
    }

    public static LottoNumber valueOf(int value) {
        return LOTTO_NUMBER_INSTANCE.get(value);
    }

    private LottoNumber(int value) {
        this.value = value;
    }
}

간단히 하기 위해 기타 검증 코드들은 제외했다. LOTTO_NUMBER_INSTANCE라는 상수 HashMap에 처음부터 각각 1~45를 가지는 LottoNumber를 미리 생성하여 넣어놨다. (캐싱) 따라서, 이제 LottoNumber를 생성하려고 할 때마다, 미리 만들어 둔 LottoNumber를 LOTTO_NUMBER_INSTANCE에서 찾아 반환해주면 된다.

여기서 하나 중요한 것은 값 객체는 항상 equals()와 hashCode()를 재정의해줘야 한다. 자세한 내용은 이펙티브 자바의 아이템 10, 11을 참조하길 바란다. 어쨌든, HashMap, HashSet과 같은 해시 기반 컬렉션에서는, hashCode()를 통해 객체를 찾는데, hashCode()가 재정의되어 있지 않으면 LOTTO_NUMBER_INSTANCE라는 HashMap에서 우리가 원하는 LottoNumber를 찾을 수 없다.

어쨌든, 60만개가 생성되던 LottoNumber를 45개로 줄였다. 이런 방식은 원시타입의 Wrapper 클래스도 사용 중인데,
자바의 Integer같은 경우는 -128 ~ 127을 미리 캐싱해두고, valueOf() 호출 시 캐싱해둔 값을 반환한다. 만약 new Integer()와 같은 방식으로 boxing 한다면 캐싱은 사용하지 않기 때문에 웬만하면 valueOf() 사용을 권장한다. 다른 Wrapper 클래스도 마찬가지이다.

회고

하나 둘 피드백을 정리하다보니 이번 포스팅이 너무 길어졌다. 모든 피드백을 다 담지도 못했는데 이렇게 길어졌다는 것은 그만큼 이 과정을 통해 얻어가는 게 많다는 의미로 느껴진다.

하나 걱정되는 것은, 내가 너무 빨리 끝내고 리뷰요청을 하려고 한다는 점이다. 첫 번째 미션인 자동차 경주가 오히려 더 어려웠다고 느껴지는 게, 처음 하다보니 고민거리가 굉장히 많았고 그래서 단계 하나에 4~5시간 씩 쓰고 그랬다. 그런데 조금씩 익숙해지다보니 최대 2시간이면 단계 하나가 끝나는 기분이다. 물론 피드백도 많이 받지만, 피드백 반영도 금방금방 끝나는 것 같다. 빨리 구현하고 피드백을 반영하니까 오히려 뭔가 잘못된 게 아닐까 하는 걱정이 된다. 좀 더 고민하고 좀 더 파고들었어야 했나? 라는 생각도 든다.

빨리 단계를 수행하는 덕분에 이펙티브 자바를 조금씩 보고 있긴 한데, 오히려 걱정되는 게 있다.

가장 큰 걱정은, 이렇게 빨리 수행하는 방법으로 진행하다가 과정이 모두 종료된 뒤에 다 잊어버리는 것이다. 매주 일요일마다 정리하고 있긴 하지만 왠지 걱정이된다.