Interface
소프트웨어 엔지니어링에서는 서로 다른 프로그래머 그룹이 소프트웨어의 상호 작용 방식을 명시하는 '계약'에 동의하는 것이 중요한 여러 상황이 있다.
이때 각 그룹은 다른 그룹의 코드가 어떻게 작성되었는지에 대한 지식 없이도 자신의 코드를 작성할 수 있어야 한다.
일반적으로 인터페이스는 이러한 계약을 말한다.
Interface in Java
Java 프로그래밍 언어에서 인터페이스는 클래스와 유사한 참조 타입으로 상수, 메서드 시그니처, 디폴트 메서드, 정적 메서드 및 중첩된 타입을 포함할 수 있다.
이때 메서드 바디는 디폴트 메서드와 정적 메서드에만 존재한다.
인터페이스는 인스턴스화할 수 없으며 클래스에 의해서만 구현되거나 다른 인터페이스로 확장될 수 있다.
Defining an Inteface
인터페이스 선언은 수정자, 인터페이스 키워드, 인터페이스 이름, 쉼표로 구분된 상위 인터페이스 목록(있는 경우) 및 인터페이스 바디로 구성된다.
공용 액세스 지정자는 모든 패키지의 모든 클래스에서 인터페이스를 사용할 수 있음을 나타낸다.
인터페이스가 공용임을 지정하지 않으면 인터페이스와 동일한 패키지에 정의된 클래스만 인터페이스에 액세스할 수 있다.
인터페이스는 클래스 서브클래스처럼 다른 인터페이스를 확장하거나 다른 클래스를 확장할 수 있다.
그러나 클래스는 다른 클래스를 하나만 확장할 수 있지만, 인터페이스는 인터페이스를 얼마든지 확장할 수 있다.
인터페이스 선언에는 확장하는 모든 인터페이스의 쉼표로 구분된 목록이 포함된다.
Interface Body
인터페이스 바디에는 추상 메서드, 디폴트 메서드, 정적 메서드가 포함될 수 있다.
인터페이스 내의 추상 메서드 뒤에는 세미콜론이 오지만 중괄호는 없다(추상 메서드에는 구현이 포함되지 않음).
디폴트 메서드는 default 수정자로, 정적 메서드는 정적 키워드로 정의된다.
인터페이스의 모든 추상, 디폴트 및 정적 메서드는 암시적으로 공용이므로 공용 수정자를 생략할 수 있다.
또한 인터페이스에는 상수 선언이 포함될 수 있다.
인터페이스에 정의된 모든 상숫값은 암시적으로 공용, 정적, 최종적(final)이다.
Implementing an Interface
인터페이스를 구현하는 클래스를 선언하려면 클래스 선언에 구현을 포함하면 된다.
클래스는 둘 이상의 인터페이스를 구현할 수 있으므로 구현 키워드 뒤에는 클래스가 구현하는 인터페이스의 쉼표로 구분된 목록이 이어진다.
관례에 따라 구현 절은 extends 절(있는 경우)이 있는 경우 그 뒤에 온다.
Using an Interface as a Type
새로운 인터페이스를 정의하는 것은 새로운 타입의 데이터를 정의하는 것이다.
데이터 타입을 사용할 수 있는 곳이면 어디에서나 인터페이스를 사용할 수 있다.
그리고 만약 유형이 인터페이스인 참조 변수를 정의하는 경우, 여기에 할당하는 모든 객체는 인터페이스를 구현하는 클래스의 인스턴스여야 한다.
Evolving Interfaces
public interface DoIt {
void doSomething(int i, double x);
int doSomethingElse(String s);
}위의 DoIt과 같은 인터페이스를 선언하였다고 가정해 보자.
그런데 시간이 흐른 후, DoIt에 새로운 메서드를 추가하고 싶다면 어떻게 해야 할까?
가장 먼저 떠오르는 생각은 DoIt에 아래처럼 새로운 메서드를 추가하는 것이다.
public interface DoIt {
void doSomething(int i, double x);
int doSomethingElse(String s);
boolean didItWork(int i, double x, String s); // 새로운 메서드
}하지만 이러한 변경으로 인해 이전 DoIt 인터페이스를 구현하는 모든 클래스는 새로 추가된 메서드 때문에 더 이상 인터페이스를 구현하지 않은 상태가 된다.
그렇기에 인터페이스의 경우 모든 용도를 예상하고 처음부터 완벽히 선언하는 것이 중요하다.
하지만 이미 선언된 인터페이스에 메서드를 추가하는 몇 가지 방법이 존재한다.
우선 인터페이스를 확장하는 방법이다.
위의 코드처럼 새로운 메서드를 DoIt에 추가하는 것이 아닌 DoIt을 확장한 DoItPlus를 만들어 그곳에 새로운 메서드를 추가하는 것이다.
public interface DoItPlus extends DoIt {
boolean didItWork(int i, double x, String s);
}이렇게 확장을 하여 새로운 메서드를 추가하면 코드 사용자는 이전 인터페이스를 계속 사용할지 아니면 새 인터페이스로 업그레이드할지 선택할 수 있게 된다.
다른 방법으로는 디폴트 메서드를 사용하는 방법이 있다.
public interface DoIt {
void doSomething(int i, double x);
int doSomethingElse(String s);
default boolean didItWork(int i, double x, String s) {
// Method body
}
}이때 디폴트 메서드의 경우 구현을 제공해야 한다.
새로운 디폴트 메서드로 추가 메서드를 코드 사용자는 추가 메서드를 수용하기 위해 클래스를 수정하거나 다시 컴파일할 필요가 없다.
(정적 메서드를 추가하는 방법도 있지만 이는 코드 사용자가 필수 핵심 메서드가 아닌 유틸리티 메서드로 간주할 가능성이 크다.)
Default Methods
디폴트 메서드를 사용하면 라이브러리 인터페이스에 새로운 기능을 추가하고 해당 인터페이스의 이전 버전용으로 작성된 코드와의 바이너리 호환성을 보장할 수 있다.
public interface TimeClient {
void setTime(int hour, int minute, int second);
void setDate(int day, int month, int year);
void setDateAndTime(int day, int month, int year,
int hour, int minute, int second);
LocalDateTime getLocalDateTime();
}위와 같은 TimeClient 인터페이스가 선언되어 있고 ZonedDateTime getZonedDateTime(String zoneString);와 같은 메서드가 추가되어야 한다고 생각해 보자.
이는 디폴트 메서드를 활용하여 아래와 같이 추가할 수 있다.
public interface TimeClient {
void setTime(int hour, int minute, int second);
void setDate(int day, int month, int year);
void setDateAndTime(int day, int month, int year,
int hour, int minute, int second);
LocalDateTime getLocalDateTime();
static ZoneId getZoneId (String zoneString) {
try {
return ZoneId.of(zoneString);
} catch (DateTimeException e) {
System.err.println("Invalid time zone: " + zoneString +
"; using default time zone instead.");
return ZoneId.systemDefault();
}
}
default ZonedDateTime getZonedDateTime(String zoneString) {
return ZonedDateTime.of(getLocalDateTime(), getZoneId(zoneString));
}
}이렇게 디폴트 메서드를 통해 메서드를 추가하면 구현 클래스를 수정할 필요가 없다.
이미 디폴트 메서드가 정의되어 있을 것이다.
Extending Interfaces That Contain Default Methods
디폴트 메서드가 포함된 인터페이스를 확장할 때 아래의 경우가 있을 수 있다.
- 디폴트 메서드를 전혀 언급하지 않음 : 확장된 인터페이스가 디폴트 메서드를 상속할 수 있다.
- 디폴트 메서드를 추상화한다.
- 디폴트 메서드를 오버라이드하여 디폴트 메서드를 재정의한다.
이를 위의 TimeClient 인터페이스를 확장하며 하나씩 살펴보자.
디폴트 메서드를 전혀 언급하지 않음
public interface AnotherTimeClient extends TimeClient { }AnotherTimeClient 인터페이스를 구현하는 모든 클래스는 디폴트 메서드 TimeClient.getZonedDateTime으로 지정된 구현을 갖는다.
디폴트 메서드를 추상화 한다.
public interface AbstractZoneTimeClient extends TimeClient {
public ZonedDateTime getZonedDateTime(String zoneString);
}하지만 위와 같이 TimeClient 인터페이스를 확장한다면 getZonedDateTime가 다른 인터페이스 메서드와 마찬가지로 메서드가 추상화 된다.
즉, AbstractZoneTimeClient 인터페이스를 구현하는 모든 클래스는 getZonedDateTime를 구현해야 하는 것이다.
디폴트 메서드를 오버라이드하여 디폴트 메서드를 재정의 한다.
public interface HandleInvalidTimeZoneClient extends TimeClient {
default public ZonedDateTime getZonedDateTime(String zoneString) {
try {
return ZonedDateTime.of(getLocalDateTime(),ZoneId.of(zoneString));
} catch (DateTimeException e) {
System.err.println("Invalid zone ID: " + zoneString +
"; using the default time zone instead.");
return ZonedDateTime.of(getLocalDateTime(),ZoneId.systemDefault());
}
}
}위와 같은 경우는 HandleInvalidTimeZoneClient 인터페이스가 TimeClient의 디폴트 메서드를 재정의한 것이다.
Static Methods
기본 메서드 외에도 인터페이스에 정적 메서드를 정의할 수 있다.
이렇게 하면 라이브러리에서 헬퍼 메서드를 더 쉽게 구성할 수 있으며, 인터페이스에 특정한 정적 메서드를 별도의 클래스가 아닌 동일한 인터페이스에 보관할 수 있다.
Summary of Interfaces
인터페이스 선언에는 메서드 서명, 디폴트 메서드, 정적 메서드 및 상수 정의가 포함될 수 있다.
구현이 있는 메서드는 디폴트 메서드와 정적 메서드뿐이다.
인터페이스를 구현하는 클래스는 인터페이스에 선언된 모든 메서드를 구현해야 한다.
인터페이스 이름은 유형을 사용할 수 있는 모든 곳에서 사용할 수 있다.
