20. 추상 클래스보다는 인터페이스를 우선하라(템플릿 메서드 패턴)

자바가 제공하는 다중 구현 메커니즘은 인터페이스와 추상 클래스 두가지다.

 

둘의 가장 큰 차이는 추상 클래스가 정의한 타입을 구현하는 클래스는 반드시 추상 클래스의 하위 클래스가 되어야 한다는 점이다.

 

자바는 단일 상속만 지원하니, 추상 클래스 방식은 새로운 타입을 정의하는데 커다란 제약을 안게 되는 셈이다.

 

반면 인터페이스가 선언한 메서드를 모두 정의하고 그 일반 규약을 잘 지킨 클래스라면 다른 어떤 클래스를 상속했든 같은 타입으로 취급받는다.

 

기존 클래스에도 손쉽게 새로운 인터페이슬 룩현해넣을 수 있다.

 

인터페이스가 요구하는 메서드를 추가하고, 클래스 선언에 implements 구문만 추가하면 끝이다.

 

반면 기존 클래스 위에 새로운 추상 클래스를 끼워넣기는 어려운게 일반적이다.

 

두 클래스가 같은 추상 클래스를 확장하길 원한다면, 그 추상 클래스는 계층구조에 커다란 혼란을 일으킨다.

 

새로 추가된 추상 클래스의 모든 자손이 이를 상속하게 되는 것이다.

 

인터페이스는 믹스인 정의에 안성맞춤이다.

 

믹스인이란 클래스가 구현할 수 있는 타입으로, 믹스인을 구현한 클래스에 원래의 주된 타입 외에도 특정 선택적 행위를 제공한다고 선언하는 효과를 준다.

 

예컨대 Comparable은 자신을 구현한 클래스의 인스턴스들끼리는 순서를 정할 수 있다고 선언하는 믹스인 인터페이스다.

 

이처럼 대상 타입의 주된 기능에 선택적 기능을 혼합한다고해서 믹스인이라 부른다.

 

추상클래스로는 믹스인을 정의할 수 없다.

 

인터페이스로는 계층구조가 없는 타입 프레임워크를 만들 수 있다.

 

타입을 계층적으로 정의하면 수많은 개념을 구조적으로 잘 표현할 수 있지만, 현실에는 계층을 엄격히 구분하기 어려운 개념도 있다.

 

public interface Singer {

    AudioClip sing(Song song);
}

 

public interface Songwriter {

    Song compose(int shartPosition);
}

 

 

public interface SingerSongwriter extends Singer, Songwriter{

    AudioClip strum();
    void actSensitive();
}

이렇게 여러개의 인터페이스를 상속받는 인터페이스를 만들 수 도 있지만,

 

이런 식으로 규모가 커지면 조합 폭발이라 부르는 거대한 클래스를 낳게 된다.

 

아이템 18의 래퍼클래스 관용구와 함께 사용하면 인터페이스는 기능을 향상시키는 안전하고 강력한 수단이 된다.

 

인터페이스와 추상 골격 구현 클래스를 함께 제공하는 식으로 인터페이스와 추상 클래스의 장점을 모두 취하는 방법도 있다.

 

인터페이스로는 타입을 정의하고, 필요하면 디폴트 메서드 몇 개도 함께 제공한다.

 

그리고 골격 구현 클래스는 나머지 메서드들까지 구현한다.

 

이렇게 해두면 단순히 골격 구현을 확장하는 것만으로 이 인터페이스를 구현하는 데 필요한 일이 대부분 완료된다.

 

이것이 템플릿 메서드 패턴이다.

 

관례상 인터페이스 이름이 Interface라면 골격 구현 클래스의 이름은 AbstractInterface로 짓는다.

 

좋은 예로, 컬렉션 프레임워크의 AbstractCollection,AbstractMap 등이 있다.

 

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프로젝트 중 골격 구현 클래스를 만들어 본 적이 있었다.

 

이 프로젝트는 총 3개의 Conntector를 구현해놓았다.

 

input 값은 동일하지만 값을 처리 후 output을 내보낼 때는 프로젝트에 접속한 서버마다 다른 output을 내보내주어야 했다.

 

@Slf4j
public abstract class ABC extends A<HI>
		implements B< ABC.ParameterA, C.Void > {

	public ABC( Types serverType, Provider< HI> provider ) {

		super( serverType, provider ); // 추상 클래스의 매개변수 정의


	}

	@Getter
	public static final class ParameterA extends Parameter implements ParameterType< ParameterAAA > {
		
		....
	}
    
    @Override
    [ B 인터페이스의 구현]
    
    @Override
    [ B 인터페이스의 구현]
    .... 나머지 구현 등등
}

 

위는 너무 심하게 요약한 추상 골격 클래스이다.

 

해당 추상 골격 구현을 통해 3개 클래스(서버) 에 해당 추상 클래스를 상속하고,

 

extends한 Aa<HI>의 공통 매개변수를 상속받고,

 

implement에서 정의한 필수 메서드를 구현해 

 

각각의 서버마다 구현이 다르지만 구조를 통일시켜 규칙과 가독성을 창출했다.

 

각 서버의 구현이 달라져도 부모 클래스를 변경하지 않는 한 다른 서버에 영향을 끼치지 않고, 

 

유지보수 할 때도 구조만 알면 한눈에 클래스들이 나눠진 것을 확인 할 수 있어서 좋은 방법이라고 생각한다.

 

규모가 매우 큰 프로젝트에선 클래스가 너무 많아질 수 있는 단점이 있긴 하지만 모든 상황에 완벽한 방법은 없다고 생각한다.

 

이미 추상 골격 구현 클래스에서 공통적인 기능을 정의해놓았기 때문에 다른 서버가 추가되어도 그 서버의 역할만 구현하면 된다.

 

이것이 내가 사용해본 템플릿 메서드 패턴이였다.

 

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이렇게 인터페이스를 구현한 골격 구현 추상클래스는 구현을 도와주는 동시에, 추상 클래스로 타입을 정의할 때 따라오는

 

심각한 제약에서는 자유롭다는 점이 있다.

 

 

골격 구현 작성은 상대적을 간단하다.

 

가장 먼저 인터페이스를 잘 살펴 다른 메서드들의 구현에 사용되는 기반 메서드들을 선정한다.

 

이 기반 메서드들은 골격 구현에선 추상 메서드가 된다.

 

기반 메서드들을 사용해 직접 구현할 수 있는 메서드들을 모두 디폴트 메서드로 제공한다.

 

단 Object의 메서드인 equals나 hashCode등은 제공하면 안된다.

 

기반 메서드나 디폴트 메서드로 만들지 못한 메서드가 있다면, 이 인터페이스를 구현하는 골격 구현 클래스를 만들어서 남은 메서드들을 작성해 넣는다.

 

골격 구현 클래스에는 필요하다면 public이 아닌 필드와 메서드를 추가해도 된다.

 

간단한 예로 Map.Entry 인터페이스가 있다.

 

getKey, getValue는 확실히 기반 메서드이며, 선택적으로 setValue도 포함될 수 있다.

 

이 인터페이스는 equals와 hashCode의 동작 방식도 정의해놨다.

 

Object 메서드들은 디폴트 메서드로 제공해서는 안되므로, 해당 메서드들은 모두 골격 구현 클래스에 구현한다.

 

toString도 기반 메서드를 사용해 구현한다.

 

public abstract class AbstractMapEntry<K,V>
        implements Map.Entry<K,V> {
    // 변경 가능한 엔트리는 이 메서드를 반드시 재정의해야 한다.
    @Override public V setValue(V value) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    
    // Map.Entry.equals의 일반 규약을 구현한다.
    @Override public boolean equals(Object o) {
        if (o == this)
            return true;
        if (!(o instanceof Map.Entry))
            return false;
        Map.Entry<?,?> e = (Map.Entry) o;
        return Objects.equals(e.getKey(),   getKey())
                && Objects.equals(e.getValue(), getValue());
    }

    // Map.Entry.hashCode의 일반 규약을 구현한다.
    @Override public int hashCode() {
        return Objects.hashCode(getKey())
                ^ Objects.hashCode(getValue());
    }

    @Override public String toString() {
        return getKey() + "=" + getValue();
    }
}

 

 

이제 내가 Map인터페이스를 활용해서 5개의 다른 구현을 가진 Map들을 만들자고 할때, 

 

이 골격 구현 추상클래스를 통해서 모든 클래스마다 Map 인터페이스의 메서드들을 모두 구현 할 필요 없이 , 

 

상속을 통해 나머지 부분만 구현해주면 깔끔하고 가독성 좋은 코드를 만들 수 있을 것이다.

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이 아이템은 이미 사용해 봤지만 템플릿 메서드 패턴이라는 이름이 있는지는 몰랐고, 해당 클래스가 추상 골격 클래스라고 불리는 지도 몰랐다..ㅜㅜ

 

애매하게 머릿속으로 기억하고 있는 코드스타일을 정확하게 명명을 파악하고,

 

정해진 기준을 숙지해서 적재적소에 사용하는 것이 실력 향상에 중요한 요소인 것 같다. 

 

 

무엇보다 남에게 설명해주기 위해선... ( 면접이라던가 ) 꼭 알아야 할 것 같다.