[이펙티브 자바] Item44- 표준 함수형 인터페이스를 사용하라

자바가 람다를 지원하면서 API를 작성하는 모범 사례도 바뀌었다. 대표적으로 상위 클래스의 기본 메서드를 재정의해 원하는 동작을 구현하는 템플릿 메서드 패턴을 예로 들 수 있다.

모던 자바에서는 템플릿 메서드 패턴 대신 함수 객체를 받는 정적 팩터리나 생성자를 제공하는 방식을 해법으로 제시하고 있다. 이 말은 함수 객체를 매개변수로 받는 생성자와 메서드를 더 많이 만들어야 한다는 뜻이다. 이 경우에는 함수형 매개변수 타입을 올바르게 선택해야 한다.

이미 자바 표준 라이브러리에는 다양한 용도의 표준 함수형 인터페이스를 제공하고 있다. 따라서 용도에 맞는 게 있다면, 직접 구현하기보다는 표준 함수형 인터페이스를 활용하자.

 

표준 함수형 인터페이스

java.util.function은 총 43개의 함수형 인터페이스를 제공한다. 그 중 다음 기본 인터페이스 6개만 기억하면 다른 인터페이스를 유추하기 쉬워진다.

 

1. UnaryOperator<T>

T타입 인수 하나를 받아서 T 타입을 반환하는 함수형 인터페이스

public static void main(String[] args) {
	UnaryOperator<Integer> plus10 = (i) -> i + 10;
	UnaryOperator<Integer> multiply2 = (i) -> i * 2;

	plus10.andThen(multiply2).apply(2); // (10 + 2) * 2 = 24
	plus10.compose(multiply2).apply(2); // (2 * 2) + 10 = 14
}

 

2. BinaryOperator<T>

T 타입 인수 두 개를 받아서 T 타입을 반환하는 함수형 인터페이스

public static void main(String[] args) {
	BinaryOperator<Integer> plus = (a,b) -> a + b;
	System.out.println(plus.apply(10, 20)); // 30 출력
}

 

3. Predicate<T>

T타입을 받아서 boolean을 리턴하는 함수형 인터페이스

public static void main(String[] args) {
	Predicate<String> isHello = (s) -> s.startWith("Hello");
	isHello.test("Hi"); // false
	isHello.test("Hello"); // true
}

 

4. Function<T, R>

T 타입을 받아서 R 타입을 리턴하는 함수형 인터페이스다. 인수와 리턴 타입이 다르다.

public static void main(String[] args) {
	Function<Integer, String> print10 = (s) -> String.valueOf(s);
	System.out.println(print10 .apply(10)); // "10" 출력
}

 

5. Supplier<T>

T 타입의 값을 제공하는 함수형 인터페이스로 공급자라고도 불린다. 인수를 받지 않고 값을 반환한다.

public static void main(String[] args) {
	Supplier<Integer> get10 = () -> 10; // 10을 리턴하겠다!
	get10.get();
}

 

6. Consumer<T>

T타입을 받아서 아무 값도 리턴하지 않는 함수형 인터페이스다. 소비자라고도 한다.

public static void main(String[] args) {
	Consumer<Integer> printT = (i) -> System.out.println(i);
	printT.accept(10); // 10 출력
}

 

추가

7. BiFunction<T, U, R>

두 개의 입력 값(T, U)를 받아서 R 타입을 리턴하는 함수형 인터페이스

public static void main(String[] args) {
	BiFunction<Integer, Integer, Integer> plus = (a, b) -> a + b;
	System.out.println(plus.apply(10, 20)); // 30 출력
}

 

기본 인터페이스는 기본 타입인 int, double, long으로 각 3개씩 변형이 생긴다. 예를 들면, int를 받는 Predicate는 IntPredicate가 되고, long을 받는 BinaryOperator는 LongBinaryOperator가 되는 식이다.

더 많은 인터페이스를 확인하고 싶다면 java.util.function을 참고하자.

 

기본 함수형 인터페이스 사용 시 주의사항

기본 함수형 인터페이스에 박싱 된 기본 타입을 넣어 사용하지 말자. 동작에는 이상이 없지만 계산량이 많을 경우 성능이 처참히 저하된다.

 

그렇다면 코드를 직접 작성해야 할 때는 언제일까?

표준 함수형 인터페이스를 사용하는 것이 직접 작성하는 것보다 대부분에 상황에 좋게 작용한다. 하지만 구조적으로 같은 표준 함수형 인터페이스가 있더라도 직접 작성해야 할 때가 있다.

다음 조건 중 하나 이상을 만족한다면 전용 함수형 인터페이스를 구현해야 하는 건 아닌지 고민해보자.

1. 자주 쓰이며, 이름 자체가 용도를 명확히 설명해준다.
2. 반드시 따라야 하는 규약이 있다.
3. 유용한 디폴트 메서드를 제공할 수 있다.

위 특징을 만족하는 대표적인 예가 바로 Comparator<T> 인터페이스다. 구조적으로는 표준 함수형 인터페이스인 ToIntBiFunction<T, U>와 같지만 Comparator<T>를 ToIntBiFunction<T, U>로 대체하지 않았다. 그 이유는 Comparator가 이름으로 용도를 아주 잘 나타내며, 반드시 지켜야 할 규약을 담고 있고 유용한 디폴트 메서드를 많이 제공하기 때문이다.

 

@FunctionalInterface

직접 만든 함수형 인터페이스에는 항상 @FunctionalInterface 애너테이션을 사용하자.

직접 만든 함수형 인터페이스에 @FunctionalInterface 애너테이션을 달아야 하는 이유는 크게 3가지가 있다.

1. 해당 클래스의 코드나 설명 문서를 읽을 이에게 람다용으로 설계된 것임을 알려준다.
2. 인터페이스가 하나의 추상 메서드만을 담고 있어야 컴파일되게 해 준다.
3. 유지보수 과정에서 누군가 실수로 메서드를 추가하지 못하게 막아준다.

 

함수형 인터페이스를 API에서 사용할 때 주의 사항

서로 다른 함수형 인터페이스를 같은 위치의 인수로 받는 메서드들을 다중 정의해서는 안된다. 클라이언트에게 모호함을 안겨주고 올바른 메서드를 알려주기 위해 형변환을 해줘야 하기 때문이다.

 

실제로 ExecutorService의 submit 메서드는 Callable<T>와 Runnable을 받는 것을 다중 정의했다. 그래서 가끔씩 올바른 메서드를 알려주기 위해 형변환을 해줘야 하는 상황이 생길 수 있다.

그러니 서로 다른 함수형 인터페이스를 같은 위치의 인수로 사용하는 다중 정의를 피하자.