JDK 8 특징

JDK 8 특징을 알아보자

Lambda expressions

람다란 무엇인가?

람다 표현식은 메서드로 전달할 수 있는 익명 함수를 단순화한 것이다.

  • 익명 : 보통의 메서드와 달리 이름이 없으므로 익명이라 표현한다.

  • 함수 : 람다는 메서드처럼 특정 클래스에 종속되지 않으므로 함수라고 부른다.

  • 전달 : 람다 표현식을 메서드 인수로 전달하거나 변수로 저장할 수 있다.

  • 간경성 : 익명 클래스처럼 많은 자질구레한 코드를 구현할 필요가 없다.

람다의 구성 요소

  • 파라미터 리스트

  • 화살표 : 파라미터 리스트와 바디를 구분한다.

  • 바디 : 람다의 반환값에 해당하는 표현식

형식 검사, 형식 추론, 제약

람다 표현식 자체에는 람다가 어떤 함수형 인터페이스를 구현하는지의 정보가 포함되어 있지 않다. 따라서 람다 표현식을 더 제대로 이해하려면 람다의 실제 형식을 파악해야 한다.

람다 표현식의 형식 검사 과정의 재구성

형식 검사

List<Apple> heavierThan150g = filter(inventory, (Apple a) -> a.getWeight() > 150);

  1. 람다가 사용된 콘텍스트는 무엇인가? 우선 filter의 정의를 확인하다.

  2. 대상 형식은 Predicate<Apple>이다.

  3. Predicate<Apple>인터페이스의 추상 메서드는 무엇인가?

  4. Apple을 인수로 받아 boolean을 반환하는 test 메서드다

  5. 함수 디스크립터는 Apple → boolean이므로 람다의 시그니처와 일치한다. 람다도 Apple을 인수로 받아 boolean을 반환하므로 코드 형식 검사가 성공적으로 완료된다.

형식 추론

자바 컴파일러는 람다 표현식이 사용된 콘텍스트를 이용해서 람다 표현식과 관련된 함수형 인터페이스를 추론한다. 결과적으로 컴파일러는 람다 표현식의 파라미터 형식에 접긍할 수 있으므로 람다 문법에서 이를 생략할 수 있다.

Method Reference

메서드 레퍼런스는 특정 메서드만을 호출하는 람다의 축약형이다.

메서드 레퍼런스를 새로운 기능이 아니라 하나의 메서드를 참조하는 람다를 편히라게 표현할 수 있는 문법으로 간주 할 수 있다.

람다와 메서드 레퍼런스 단축 표현 예

람다

메서드 레퍼런스

(Apple a) -> a.getWeight()

Apple::getWeight

() -> Thread.currentThread().dumpStack()

Thread.currentThread()::dumpStack

(str, i) -> str.substring(i)

String::substring

(String s) -> System.out.println(s)

System.out::println

Stream

스트림이란 무엇인가?

스트림이란 '데이터 처리 연산을 지원하도록 소스에서 추출된 연속된 요소'로 정의할 수 있다. 또한 스트림을 이용하면 멀티 스레드 직접 코드를 구현하지 않아도 데이터를 투명하게 병렬로 처리할 수 있다.

  • 연속된 요소

    컬렉션과 마찬가지로 스트림은 특정 요소 형식으로 이루어진 연속된 값 집합의 인터페이스를 제공한다. 컬렉션의 주제는 데이터이고 스트림의 주제는 계산이다. 추후 이 차이에 대해 더 살펴보겠다.

  • 소스 스트림은 컬렉션, 배열, I/O 자원 등의 데이터 제공 소스로부터 데이터를 소비(consume)한다.

  • 데이터 처리 연산 스트림 연산은 순차적으로 또는 병렬로 실행할 수 있다.

스트림 핵심 요소

  • 파이프라이닝 연산 파이프라인은 데이터 소스에 적용하는 데이터베이스 질의와 비슷하다.

  • 내부 반복 반복자를 이용해서 명시적으로 반복하는 컬렉션과 달리 스트림은 내부 반복을 지원한다.

스트림을 사용하여 얻는 이점은 무엇이 있을까?

  • 선언형으로 코드를 구현할 수 있다. 즉, 루프와 if 조건문 등의 제어 블록을 사용해서 어떻게 동작을 구현할지 지정할 필요 없이 ' 저칼로리의 요리만 선택하라' 같은 동작의 수행을 지정할 수 있다.

  • 위의 코드에서와 같이 filter, sorted, map, collect 같은 여러 빌딩 블록 연산을 연결해서 복잡한 데이터 처리 파이프라인을 만들 수 있다.

자바 8의 스트림 API의 특징을 다음처럼 요약할 수 있다.

  • 선언형 : 더 간결하고 가독성이 좋아진다.

  • 조립할 수 있음 : 유연성이 좋아진다.

  • 병렬화 : 성능이 좋아진다.

Default Method

자바 8에서는 호환성을 유지하면서 API를 바꿀 수 있도록 새로운 기능인 디폴트 메서드를 제공한다.

자바 8 API 에서는 디폴트 메서드가 상당히 많이 활용 되었을 것 임을 추측할 수 있다. Collection 인터페이스의 stream 메서드처럼 부지불식간에 많은 디폴트 메서드를 사용했다. List 인터페이스의 sort 메서드도 디폴트 메서드다. 이전에 살펴본 Predicate, Function, Comparator 등 많은 함수형 인터페이스도 Predicate.and 또는 Function.andThen 같은 다양한 디폴트 메서드를 포함한다.

디폴트 메서드 활용 패턴

디폴트 메서드를 생성하는 두 가지 방식에 대해서 살펴보자.

선택형 메서드

Iterator는 hasNext와 next뿐 아니라 remove 메서드도 정의한다. 사용자들이 remove 기능은 잘 사용하지 않으므로 자바 8 이전에는 remove 기능을 무시했다. 결과적으로 Iterator를 구현하는 많은 클래스에서는 remove에 빈 구현을 제공했다.

interface Iterator<T> {
	boolean hasNext();
	T next();
	default void remove() {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
}

default 메서드를 활용하여 Iterator 인터페이스를 구현하는 클래스는 빈 remove 메서드를 구현할 필요가 없어졌고, 불필요한 코드를 줄일 수 있다.

동작 다중 상속

디폴트 메서드를 이용하면 기존에는 불가능했던 동작 다중 상속 기능도 구현할 수 있다. 자바 8에서는 인터페이스가 구현을 포함할 수 있으므로 클래스는 여러 인터페이스에서 동작(구현 코드)을 상속받을 수 있다.

인터페이스에 디폴트 구현을 포함시키면 또 다른 장점이 있다. 인터페이스를 구현한 클래스들의 공통 구현을 변경해야 할 경우 디폴트 메서드만 수정하면 일괄적으로 변경이 가능하다는 점이다. (물론 구현 클래스에서 메서드를 정의하지 않은 상황에 한해서다.)

옮지 못한 상속 상속으로 코드 재사용 문제를 모두 해결할 수 있는 것은 아니다. 예를 들어 한 개의 메서드를 재사용하려고 100개의 메서드와 필드가 정의되어 있는 클래스를 상속받는 것은 좋은 생각이 아니다. 이럴 때는 delegation, 즉 멤버 변수를 이용해서 클래스에서 필요한 메서드를 직접 호출하는 메서드를 작성하는 것이 좋다. 종종 'final'로 선언된 클래스를 볼 수 있다. 이는 다른 클래스를 상속받지 못하게 함으로써 원래 동작이 바뀌지 않길 원하기 때문이다. (ex. String)

우리의 디폴트 메서드에도 이 규칙을 적용할 수 있다. 필요한 기능만 포함하도록 인터페이스를 최소한으로 유지한다면 필요한 기능만 선택할 수 있으므로 쉽게 기능을 조립할 수 있다.

Optional

NPE(NullPointerException)

NullPointerException은 초급자, 중급자, 남녀노소를 불문하고 모든 자바 개발자를 괴롭히는 예외이다.

토니 호어라는 영국 컴퓨터과학자가 처음 null 레퍼런스를 도입하였다. 그 당시에는 null 레퍼런스 및 예외로 값이 없는 상황을 가장 단순하게 구현할 수 있다고 판단했고 결과적으로 null 및 관련 예외가 탄생했다. 호어는 억만 달러짜리 실수라고 했지만 50년이라는 null 레퍼런스의 역사에 비추어볼 때 null로 인한 실질적인 피해비용은 이보다 클 수 있다.

null 때문에 발생하는 문제

자바에서 null 레퍼런스를 사용하면서 발생할 수 있는 이론적, 실용적 문제를 확인하자.

  • 에러의 근원이다 : NullPointerException은 자바에서 가장 흔히 발생하는 에러다

  • 코드를 어지럽힌다 : null 확인 코드를 추가해야 하므로 과도한 체크 로직으로 가독성이 떨어진다.

  • 아무 의미가 없다 : 정적 형식 언어에서 값이 없음을 표현하는 방법으로는 적절하지 않다.

  • 자바 철학에 위배된다

  • 형식 시스템에 구멍을 만든다

Optional이란?

Optional은 선택형값을 캡슐화하는 클래스다. 값이 있으면 Optional 클래스는 값을 감싼다. 반면 값이 없으면 Optional.empty 메서드로 Optional을 반환한다. 의미상으론 둘이 비슷하지만 실제로는 차이점이 많다. null을 참조하려 하면 NullPointerException이 발생하지만 Optional.empty()는 Optional 객체이므로 이를 다양한 방식으로 활용할 수 있다.

CompletaleFuture

  • Future의 기능을 확장시켜준다

  • 두 개의 비동기 계산 결과를 하나로 합친다

    • 각 계산 결과는 독립적이거나 종속적일 수 있다

  • Future 집합이 실행하는 모든 태스크의 완료를 기다린다

  • Future 집합에서 가장 빨리 완료되는 태스크를 기다렸다가 결과를 얻는다

  • Future가 완료되면 추가 작업을 수행 할 수 있다

New date / time APIs

Date 이슈

자바 1.0에서는 java.util.Date 클래스 하나로 날짜와 시간 관련 기능을 제공했다. 날짜를 의미하는 Date라는 클래스의 이름과 달리 Date 클래스는 특정 시점을 날짜가 아닌 밀리초 단위로 표현한다. 게다가 1900년을 기준으로 하는 오프셋, 0에서 시작하는 달 인덱스 등 모호한 설계로 유용성이 떨어졌다. 그리고 Date는 JVM 기본시간대인 CET, 즉 중앙 유럽 시간대를 사용하였다.

자바 1.0의 Date 클래스에 문제가 있다는 의문이 있었지만 과거 버전과 호환성을 깨뜨리지 않으면서 이를 해결할 수 있는 방법이 없었다. DateFormat에도 문제가 있었다. 예를 들어 DateFormat은 스레드에 안전하지 않다. 즉, 두 스레드가 동시에 하나의 포매터로 날짜를 파싱할 때 예기치 못한 결과가 일어날 수 있었다.

LocalDate와 LocalTime 사용

LocalDateTime은 LocalDate와 LocalTime을 쌍으로 갖는 복합 클래스다.

LocalDate date = LocalDate.of(2014, 3, 18); // 2014-03-18
int year = date.getYear // 2014
DayOfWeek dow = date.getDayOfWeek(); // TUESDAY

LocalTime time = LocalTime.of(13, 45, 20);
int hour = time.getHour(); // 13
int minute = time.getMinute(); // 45

LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(2014, Month.MARCH, 18, 13, 45, 20);
LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(date, time);

Instant : 기계의 날짜와 시간

사람은 보통 주, 날짜, 시간, 분으로 날짜와 시간을 계산한다. 하지만 기계에서는 이와 같은 단위로 시간을 표현하기 어렵다. 기계의 관점에서는 연속된 시간에서 특정 지점을 하나의 큰 수로 표현하는 것이 가장 자연스러운 시간 표현 방법이다.

Instant.ofEpochSecond(3);
Instant.ofEpochSecond(2, 1_000_000); // 2초 이후의 1억 나노초

Duration과 Period 정의

Duration 클래스의 정적 팩토리 메서드 between으로 두 시간 객체 사이의 지속시간을 만들 수 있다.

Duration d1 = Duration.between(time1, time2);
Duration d1 = Duration.between(dateTime1, dateTime2);

Period tenDays = Period.ofDays(10);
Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3);

TemporalAdjusters 사용하기

지금까지 살펴본 날짜 조정 기능은 비교적 간단한 편에 속한다. 때로는 다음 주 일요일, 돌아오는 평일, 어떤 달의 마지막 날 등 좀 더 복잡한 날짜 조정 기능이 필요할 것이다.

import static java.time.temporal.TemporalAdjusters.*;
LocalDate date1 = LocalDate.of(2014, 3, 18); // 2014-03-18
LocalDate date2 = date1.with(nextOrSame(DayOfWeek.SUNDAY)); // 2014-03-23
LocalDate date3 = date2.with(lastDatOfMonth()); // 2014-03-31

참고

PrevioushashCode()와 equals()Nextbreak 와 continue 사용

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