아이템15 클래스와 멤버의 접근 권한을 최소화하라

Effective Java 3e 아이템 15를 요약한 내용 입니다.

어설프게 설계된 컴포넌트와 잘 설계된 컴포넌트의 가장 큰 차이는 바로 클래스 내부 데이터와 내부 구현 정보를 외부 컴포넌트로부터 얼마나 잘 숨겼느냐이다.

정보 은닉의 장점을 구체적으로 한번 알아보자.

시스템 개발 속도를 높인다. 여러 컴포넌트를 병렬로 개발할 수 있기 때문이다.
시스템 관리 비용을 낮춘다. 각 컴포넌트를 더 빨리 파악하여 디버깅할 수 있고, 다른 컴포넌트로 교체하는 부담도 적기 때문이다.
정보 은닉 자체가 성능을 높여 주지는 않지만, 성능 최적화에 도움을 준다.
소프트웨어 재사용성을 높인다. 외부에 거의 의존하지 않고 독자적으로 동작할 수 있는 컴포넌트라면 그 컴포넌트와 함께 개발되지 않은 낯선 환경에서도 유용하게 쓰일 가능성이 크기 때문이다.
큰 시스템을 제작하는 난이도를 낮춰준다.

기본 원칙은 간단하다.

모든 클래스와 멤버의 접근성을 가능한 한 좁혀야 한다. 달리 말하면, 소프트웨어가 올바로 동작하는 한 항상 가장 낮은 접근 수준을 부여해야 한다는 뜻이다.

멤버에 부여할 수 있는 접근 수준

private : 멤버를 선언한 톱 레벨 클래스에서만 접근할 수 있다.
package-private : 멤버가 소속된 패키지 안의 모든 클래스에서 접근할 수 있다.
protected : package-private의 접근 범위를 포함하며 이 멤버를 선언한 클래스의 하위 클래스에서도 접근할 수 있다.
public : 모든 곳에서 접근할 수 있다.

클래스의 공개 API를 세심히 설계한 후, 그 외의 모든 멤버는 private으로 만들자. 그런 다음 오직 같은 패키지의 다른 클래스가 접근해야 하는 멤버에 한하여 (private 제한자를 제거해) package-private으로 풀어주자

그런데 멤버 접근성을 좁히지 못하게 방해하는 제약이 하나 있다. 상위 클래스의 메서드를 재정의할 때는 그 접근 수준을 상위 클래스 에서 보다 좁게 설정할 수 없다는 것이다. 이 제약은 상위 클래스의 인스턴스는 하위 클래스의 인스턴스로 대체해 사용할 수 있어야 한다는 규칙(리스코프 치환 원칙)을 지키기 위해 필요하다.

public 클래스의 인스턴스 필드는 되도록 public이 아니어야 한다.

public 가변 필드를 갖는 클래스는 일반적으로 스레드 안전하지 않다. 심지어 필드가 final이면서 불변 객체를 참조 하더라도 문제는 여전히 남는다. 내부 구현을 바꾸고 싶어도 그 public 필드를 없애는 방식으로는 리팩터링 할 수 없게 된다.

해당 클래스가 표현하는 추상 개념을 완성하는 데 꼭 필요한 구성요소 로써의 상수 라면 public static final 필드로 공개해도 좋다.

길이가 0이 아닌 배열은 모두 변경 가능하니 주의하자. 따라서 클래스에서 public static final 배열 필드를 두거나 이 필드를 반환하는 접근자 메서드를 제공해서는 안 된다. 이런 필드나 접근자를 제공한다면 클라이언트에서 그 배열의 내용을 수정할 수 있게 된다. 예컨대 다음 코드에는 보안 허점이 존재한다.

    // 보안 허점이 숨어 있다. 
    public static final Thing[] VALUES = { ... };

해결책은 두 가지다.

첫 번째 방법은 앞 코드의 public 배열을 private으로 만들고 public 불변 리스트를 추가하는 것이다.

    private static final Thing[] PRIVATE_VALUES = { ... };
    public static final List<Thing> VALUES = 
        Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES));

두 번째는 배열을 private으로 만들고 그 복사본을 반환하는 public 메서드를 추가하는 방법이다(방어적 복사)

    private static final Thing[] PRIVATE_VALUES = { ... };
    public static final Thing[] values)_ {
        return PRIVATE_VALUES.clone();
    }

자바 9에서는 모듈 시스템이라는 개념이 도입되면서 두 가지 암묵적 접근 수준이 추가되었다. 패키지가 클래스들의 묶음이듯, 모듈은 패키지들의 묶음이다.

모듈 시스템에서 도입도니 두 가지 암묵적 접근 수준이란?

앞서 다룬 4개의 기존 접근 수준과 달리, 모듈에 적용되는 새로운 두 접근 수준은 상당히 주의해서 사용해야 한다. 여러분 모듈의 JAR 파일을 자신의 모듈 경로가 아닌 애플리케이션의 클래스패스(classpath)에 두면 그 모듈 안의 모든 패키지는 마치 모듈이 없는 것처럼 행동한다. 즉, 모듈이 공개 했는지 여부와 상관없이, public 클래스가 선언한 모든 public 혹은 protected 멤버를 모듈 밖에서도 접근할 수 있게 된다. 새로 등장한 이 접근 수준을 적극 활용한 대표적인 예가 바로 JDK 자체다. 자바 라이브러리에서 공개하지 않은 패키지들은 해당 모듈 밖에서는 절대로 접근할 수 없다.

JDK 외에도 모듈 개념이 널리 받아들여질지 예측하기는 아직 이른 감이 있다. 그러니 꼭 필요한 경우가 아니라면 당분간은 사용하지 않는 게 좋을 것 같다.

정리

프로그램 요소의 접근성은 가능한 한 최소한으로 하라. 꼭 필요한 것만 골라 최소한의 public API를 설계하자. 그 외에는 클래스, 인터페이스, 멤버가 의도치 않게 API로 공개 되는 일이 없도록 해야 한다. public 클래스는 상수용 public static final 필드 외에는 어떠한 public 필드도 가져서는 안 된다. public static final 필드가 참조하는 객체가 불변 인지 확인하라.

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