서론
지난 포스팅 함수 파라미터의 final 키워드의 내용 중 final 키워드는 변경 불가능하다 라는 말에 핵심을 두고있다.라는 문구를 작성했었다.
불변하다는 의미로 해당 문구를 작성했으나 final은 불변이 아니다! 라는 피드백을 받게 되어 final에 대해 다시 알아보는 시간을 가져보게 되었다.
final이 뭔데?
Wikipedia의 final(Java) 항목에 서술되어있는 문구를 보면 다음과 같이 말하고있다.
In the Java programming language, the final keyword is used in several contexts to define an entity that can only be assigned once.
- Java 프로그래밍 언어에서 final 키워드는
한 번만 할당할 수 있는 엔터티를 정의하기 위해 여러 컨텍스트에서 사용됩니다.
불변이 아니라는 말을 듣고 나니 한 번만 할당할 수 있는 이라는 문구가 굉장히 신경쓰인다.
변경 불가능이 아닌 한 번만 할당할 수 있다 라는 문구로부터 final 키워드와 친해지는 시간을 가져보자
final의 사용
할당이라는 키워드에 초점을 두고 사용 위치에 따라 final이 어떤 역할을 하는지 알아보자.
final과 class
final 키워드를 클래스에 붙여줄 경우 해당 클래스는 상속할 수 없다.
final과 method
final 메소드는 override 할 수 없다.
override : 자식 클래스가 함수를 재정의할 수 있게 해주는 기능이다.
final과 변수
final 변수는 값을 재할당할 수 없다.
재할당 할 수 없다 != 불변이다
원시타입(primitive type)에 대해서 재할당 할 수 없다라는 말을 불변과 연관지을 수는 있어보인다.
하지만 객체에 대해서는 상황이 다르다.
불변 객체를 예로 들어보자.
불변 객체란 객체 생성 이후 내부 상태가 변하지 않는, 변경할 수 없는 객체를 의미한다.
final로 선언한 Hello라는 객체가 있다고 가정해보자
Hello 객체를 final로 선언했음에도 setNumber() 메소드를 통해 객체 내부의 상태값이 변경되는 것을 볼 수 있다.
객체의 내부 상태가 변하는 상황을 불변이라고 보기는 어렵다.
@Test
void final_키워드가_불변이라고_들었습니다() {
Hello hello = new Hello();
List<String> words = hello.getWords();
words.add("hello");
words.add("world");
Assertions.assertThat(words).containsExactly("hello", "world");
Assertions.assertThat(hello.getWords()).containsExactly("hello", "world");
}
public class Hello {
private final List<String> words = new ArrayList<>();
public List<String> getWords() {
return words;
}
}내부에 List를 가지고있는 Hello 객체를 살펴보자.
해당 List를 꺼내와서 임의로 값을 조작할 수 있기 때문에 위와같은 상황도 불변이라고 보기 어렵다.
그래서 불변 어떻게하는건데?
불변객체에 보다 가까워지기 위해서 다음과 같은 시도를 할 수 있다.
생성자 초기화
public class Hello {
private final String word;
public Car(String word) {
this.word = word;
}
}final로 선언된 필드값을 생성자에서만 주입 받는다면 해당 상태에 대해서는 불변을 보장할 수 있다.
객체를 필드로 가지고있다면?
무한 루프로 이야기가 흘러간다. (무시해도 좋다)
필드로 가지고있는 객체에 대해 선언된 필드값을 생성자에서만 주입받도록 하고,
그 객체가 필드로 가지고있는 객체에 대해 선언된 필드값을 생성자에서만 주입받도록 하고,
그 객체가 필드로 가지고있는 객체가 필드로 가지고 있는 객체에 대해 선언된 필드값을 생성자에서만 주입받도록 하고 ... 😅
Immutable Collection
객체 내부에서 Collection을 사용한다면 Unmodifiable Collection을 사용하여 List에 대한 불변을 고려할 수 있다.
public class Hello {
private final List<String> words;
public Car(List<String> words) {
this.words = words;
}
public List<String> toUnmodifiableWords() {
Collections.unmodifiableList(words);
}
}위와같은 방식을 사용할 경우 List 그 자체로는 불변일지 모르지만 내부에 존재하는 객체에 대해서 해당 객체의 주소값을 알 접근 및 변경 가능성이 존재하기 때문에 불변을 보장한다고 보기 어렵다.
List의 내부까지 불변으로 만들고 싶다면 다음과 같은 방법으로 값을 복사하여 Unmodifiable List로 반환하는 방법이 있다.
public class Hello {
private final List<String> words;
public Car(List<String> words) {
this.words = words;
}
public List<String> toUnmodifiableWords() {
Collections.unmodifiableList(new ArrayList<String>(words));
}
}복사 비용을 고려하여 어디까지 방어적 복사를 고려할지 생각해보고 사용하는것이 좋아보인다.
+ final은 상수인가요?
우리는 수식에서 변하지 않는 값을 상수라 칭한다.
final은 재할당이 되지 않으므로 상수라고 할 수 있을까?
public class Hello {
private final String word = "hello World!";
public String getWord() {
this.word;
}
}위와 같은 간단한 예제를 통해서는 Yes라는 답을 할 수도 있겠다.
한 발짝 물러서서 보다 넓은 관점에서 바라보면 "이 말이 옳은걸까?" 라는 의문을 가지게 될것이다.
public class Hello {
private final String word;
public Car(String word) {
this.word = word;
}
public String getWord() {
this.word;
}
}생성자 주입을 통해 필드를 초기화하는 객체의 관점에서 보면 final 필드는 객체마다 다르고 생성자의 인수로 초기화되면서 여러가지 값을 가질 수 있기 때문에 final을 상수라고 보기 어려울 것 같다.
public class Hello {
private final String word;
...
}
public class Hello {
private static final String word;
...
}여기서 한 발짝 더 물러나서 메모리의 관점에서 보면 static이 아닌 단순한 final로 선언한 변수는 객체마다 저장되기 때문에 메모리 측면에서 상수로 보기가 어렵다.
그래서 상수가 뭔데?
따라서
한번 초기화 되면 변하지않고,
클래스에만 포함되고,
객체별로 저장되지 않는
static final 키워드를 통해 선언된 필드를 상수라고 할 수 있겠다.
Reference
한 번만 할당 할 수 있는! 잘 읽고 갑니다~ 🙆♂️