1. Optional 소개
오직 값 한 개가 들어있을 수도 없을 수도 있는 컨테이너
등장배경
java 8 이전 에 null check를 했던 방식을 먼저 코드를 통해 살펴보자.
Progress.java
OnlineClass.java
위와같이 수업의 진행상황정보 객체(Progress)와 수업객체(OnlineClass)가 있다고할 때
public static void main(String[] args) {
List<OnlineClass> springClasses = new ArrayList<>();
springClasses.add(new OnlineClass(1, "spring boot", true));
springClasses.add(new OnlineClass(2, "spring data jpa", true));
springClasses.add(new OnlineClass(3, "spring mvc", false));
springClasses.add(new OnlineClass(4, "spring core", false));
springClasses.add(new OnlineClass(5, "rest api development", false));
OnlineClass spring_boot = new OnlineClass(1, "spring boot", true);
Duration studyDuration = spring_boot.getProgress().getStudyDuration();
System.out.println("studyDuration = " + studyDuration);
}
Java
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이렇게 특정 수업의 진행상황정보를 조회하면 제대로 조회가될까요?
당연히, Progress에는 값이 설정되지 않았기 때문에 NullPointException이 발생을 합니다.
그래서 java 8 이전에는 이런 Exception을 막기위해 아래와 같이 로직을 구현했습니다.
public static void main(String[] args) {
OnlineClass spring_boot = new OnlineClass(1, "spring boot", true);
Progress progress = spring_boot.getProgress();
if (progress != null) {
System.out.println(progress.getStudyDuration());
}
}
Java
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⇒ getter로 progress를 가져와 해당 값이 null인지 if문으로 조회 후 null이 아니라면 출력합니다.
근데, 이런식의 코드는 문제가 발생할 여지가 많습니다. 우리는 기계가 아닌 인간이기에 실수를 하거나 코드를 누락할 수 있고 null-check와 같은 작은 유효성검사는 놓칠수 있습니다. 그렇기에 종종 NullPointException을 볼수밖에 없습니다. 이러한 원인을 더 파고들면 결국 null 값이 반환되기 때문인데 java 8 이전에는 이를 막을 방법이 딱히 없기에 if문으로 유효성 검사를 하는수밖에 없었습니다.
아니면, 반환하는 측에서 해당 값이 null인 경우 의도적으로 Exception을 발생하는 수도 있지만, 이 역시 추천하기는 힘든 선택인게 에러 발생시 스택트레이스를 찍게되있고 이는 성능하락의 원인이 됩니다.
public Progress getProgress() {
if (this.progress == null) {
throw new IllegalStateException();
}
return progress;
}
Java
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Java 8 이후 Optional의 등장
java 8 이후 이런 null에 대한 처리를 위해 Optional이 등장했습니다. 이는 간혹 비어있는 객체를 반환할수 있는 상황에서 Optional 객체로 반환값을 래핑해준다면 반환되는 값이 null일지라도Optional 객체로 래핑되어 반환되기 때문에 null로부터 안전해집니다.
Optional은 클라이언트에 코드에게 명시적으로 빈 값일수도 있다는걸 알려주고 빈 값에 대한 처리를 강제합니다.
public Optional<Progress> getProgress() {
return Optional.ofNullable(progress);
}
Java
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주의사항
문법적으로 Optional은 어디에 들어가도 에러가 발생하거나 문제가되진 않습니다.
하지만 API공식문서에서는 Optional을 리턴값으로만 쓰기를 권장합니다. 이 말은 Optional 타입을 메소드 매개변수 타입, 맵의 키 타입, 인스턴스 필드 타입으로 쓰지말라는 의미가 되는데, 그 이유를 하나씩 알아보자면,
1.
메소드 매개변수 타입
public void setProgress(Optional<Progress> progress) {
if (progress != null) {
progress.ifPresent(p-> this.progress = p);
}
}
Java
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⇒ Optional이 null을 고려한 타입이지만 매개변수가 null로 들어오는경우를 고려해야 하기 때문에 결국 progress가 null인지 검사해야합니다. 그리고 그게 끝이아니라 그 다음 progress라는 Optional 타입안에 값이 제대로 들어있는지 확인하는 ifPresent메소드도 호출한 다음에서야 값을 넣을 수 있죠. 이는 차라리 optional이 없을때보다 번거로워집니다.
2.
맵의 키 타입
: 맵의 가장 큰 특징중 하나는 맵의 key는 not null이라는 점인데 key가 Optional 타입으로 null일수도 있다고 해버리면 맵의 가장 큰 특징을 어긋나는 것입니다.
3.
인스턴스 필드 타입
: 예를들어 필드가 progress라고하면 이 해당 필드가 있을수도 있고 없을수도 있다는 의민데
public class OnlineClass {
private Integer id;
private String title;
private boolean closed;
private Optional<Progress> progress;
...
}
Java
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⇒ 위와같은데 이는 도메인클래스 설계에 문제인데 권장되지 않고 분리하는게 좋습니다.
•
프리미티브 타입용 Optional은 따로 있다.
Optional.of(10);
Java
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⇒ int, long, boolean 등등 프리미티브 타입을 Optional에 넣게되면 박싱/언박싱이 이뤄지게되는데 이렇게 불필요한 박싱 언박싱이 반복될수록 성능이 떨어집니다. 그렇기 때문에 OptionalInt, OptionalLong등 프리미타입용 Optional이 있으니 해당 Optional을 쓰는게 좋습니다.
•
리턴타입이 Optional인 메소드에서 null을 리턴하지말자.
: Optional 반환타입인 메소드를 호출할 때는 반환 값이 null이 아니고 null일지라도 Optional 객체로 래핑되어 올 것을 고려하기 때문에 반환값이 null이라면 메소드 호출하는 위치에서 에러가 발생할 수 있기에 정 반환값이 없을 경우 Optional.empty()를 반환하도록 하자.
•
Collection, Map, Stream Array, Optional은 Optional로 감싸지 말 것
: 해당 컨테이너들은 모두 그 자체로 빈 값에대한 처리가 가능한 객체들인데 Optional로 감싸게되면 이중 랩핑이 되기때문에 번거롭고 효율도 떨어집니다. 그렇기에 Optional로 감싸는것은 좋지 않습니다.
2. Optional API
Optional을 다루는 Optional API에 대해 조금 더 알아보도록 합시다.
1. Optional 만들기
•
Optional.of()
•
Optional.ofNullable()
•
Optional.empty()
public static void main(String[] args) {
Optional<Integer> integer = Optional.of(10);
Optional<Integer> integerOptional =
Optional.ofNullable((Math.random() * 10) > 5 ? null : 1);
Optional<Object> empty = Optional.empty();
}
Java
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1.
Optional.of(10)
⇒ 값이 10인 Optional 객체를 만듭니다. 안의 객체로 들어갈 값은 null을 고려하지 않습니다.만일, null 값이 들어간다면 NullPointException이 발생합니다
2.
Optional.ofNullable((Math.random() * 10) > 5 ? null : 1);
⇒ 0~9까지의 실수가 5보다 클 경우 null을 아닐경우 1을 인자값으로 Optional을 만듭니다. 이처럼 값이 null일수도 있을 경우 of는 에러를 발생하기 때문에 ofNullable()을 사용합니다.
3.
Optional.empty()
⇒ 내부값이 비어있는 Optional을 반환합니다. 주로 반환값이 null일 때 사용합니다.
2. Optional에 값이 있는지 없는지 확인하기
•
isPresent()
•
isEmpty()(Java 11부터 제공)
public static void main(String[] args) {
Optional<Integer> integer = Optional.of(10);
Optional<Object> empty = Optional.empty();
System.out.println(integer.isPresent());
System.out.println(empty.isPresent());
System.out.println(integer.isEmpty());
System.out.println(empty.isEmpty());
}
Java
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1.
integer.isPresent()
⇒ Optional 내부에 값이 있는지 여부를 논리값으로 반환하는 메소드 입니다. integer는 내부에 10이라는 값을 가지고 있기 때문에 true를 반환합니다.
2.
empty.isPresent()
⇒ empty 의 값은 비어있기 때문에 false를 반환합니다.
3.
integer.isEmpty()
⇒ Optional 객체 integer의 값이 비어있는지(null)확인합니다. 비어있을 경우 true를 반환합니다.
3. Optional에 있는 값 가져오기
public static void main(String[] args) {
Optional<Integer> integer = Optional.ofNullable(10);
Optional<Object> empty = Optional.empty();
System.out.println(integer.get());
integer.ifPresent(System.out::println);
integer.orElse(testInteger());
integer.orElseGet(App::testInteger);
integer.orElseThrow(NoSuchElementException::new);
}
public static Integer testInteger(){
System.out.println("create integer test");
return (int)(Math.random() * 10);
}
Java
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•
get()
•
내부 값이 null인걸 고려하는 경우
◦
ifPresent(Consumer)
⇒Optional에 값이 있는 경우 그 값을 Consumer Functional Interface에 전달 후 로직을 수행.
◦
orElse(T)
⇒값이 있는 경우 가져오고 없는 경우 인자값으로 선언한 내용을 반환한다.
◦
orElseGet(Supplier)
⇒ 값이 있으면 가져오고 없는 경우에 Supplier Functional Interface로직을 수행한다.
◦
orElseThrow()
⇒ 값이 있으면 가져오고 없으면 에러를 던진다.
•
내부 값을 걸러내서 가져오기
◦
Optional filter(Predicate)
⇒Predicate Functional Interface를 수행 하여 조건에 부합하는 값을 가져온다.
•
내부 값 변환하기
◦
Optional map(Function)
⇒Function Functional Interface를 수행하여 내부 값을 순회하며 변경한 후 반환한다.
◦
Optional flatMap(Function)
⇒ Optional 안에 들어있는 인스턴스가 Optional인 경우 내부 원소값을 꺼낼 때 사용한다.
