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SW LAB/Java

Effective Java : (11) 클래스 멤버 접근 권한 최소화

클래스 멤버의 접근 권한을 최소화하라

어설프게 설계된 컴포넌트와 잘 설계된 컴포넌트의 가장 큰 차이는 클래스 내부 데이터와 내부 구현 정보를 외부 컴포넌트로부터 얼마나 잘 숨겼느냐입니다.
잘 설계된 컴포넌트는 구현과 API를 깔끔하게 분리되어 있습니다.
정보 은닉, 캡슐화라고 하는 이 개념은 소프트웨어 설계의 근간이 되는 원리입니다.

정보 은닉의 장점

  • 시스템 개발 속도를 높입니다. 여러 컴포넌트를 병렬로 개발할 수 있기 때문입니다.
  • 시스템 관리 비용을 낮춘다. 각 컴포넌트를 더 빨리 파악하여 디버깅할 수 있고, 다른 컴포넌트로 교체하는 부담도 적기 때문입니다.
  • 정보 은닉 자체가 성능을 높여주지는 않지만, 성능 최적화에 도움을 줍니다.
    완성된 시스템을 프로파일링해 최적화할 컴포넌트를 정한 다음 다른 컴포넌트에 영향을 주지 않고 해당 컴포넌트만 최적화할 수 있기 때문입니다.
  • 소프트웨어 재사용을 높입니다. 외부에 거의 의존하지 않고 독자적으로 동작할 수 있는 컴포넌트라면 그 컴포넌트와 함꼐 개발되지 않은 낯선 환경에서도 유용하게 쓰일 가능성이 크기 때문입니다.
  • 큰 시스템을 제작하는 난이도를 낮춰줍니다. 시스템 전체가 아직 완성되지 않은 상태에서도 개별 컴포넌트의 동작을 검증할 수 있기 때문입니다.

기본원칙은 모든 클래스와 멤버의 접근성을 가능한 한 좁혀야 하는 것입니다.

톱 레벨 클래스와 인터페이스에 부여할 수 있는 접근 수준은 package-private, public 두 가지 입니다.
패키지 외부에서 사용할 일이 없다면 package-private로 선언하여 클라이언트에 아무런 피해 없이 언제든지 수정, 교체, 제거할 수 있도록 해야합니다.
public으로 선언한다면 API가 되므로 하위 호환을 위해 영원히 관리해줘야만 합니다.

멤버에 접근할 수 있는 수준은 네 가지 입니다.

  • private : 멤버를 선언한 톱레벨 클래스에서만 접근할 수 있습니다.
  • package-private : 멤버가 소속된 패키지 안의 모든 클래스에서 접근할 수 있습니다.
    접근 제한자를 명시하지 않았을 때 적용되는 패키지 접근 수준입니다. (단 인터페이스의 멤버는 기본적으로 public이 적용됩니다.)
  • protected : package-private의 접근 범위를 포함하며, 이 멤버로 선언한 클래스의 하위 클래스에서도 접근할 수 있습니다.
  • public : 모든 곳에서 접근할 수 있습니다.

멤버의 접근 제한자를 어떤 방식으로 부여할까요 ?

클래스의 공개 API를 설계하고, 이 외 모든 멤버는 private으로 만듭니다.
그리고 같은 패키지의 다른 클래스가 접근해야 하는 멤버에 한하여 package-private으로 합니다.

public 클래스의 인스턴스 필드는 되도록 public이 아니어야 합니다.

필드가 가변 객체를 참조하거나, final이 아닌 인스턴스 필드를 public으로 선언하면 그 필드에 담을 수 있는 값을 제한할 힘을 잃게 됩니다.
그 필드와 관련된 모든 것은 불변식을 보장할 수 없게 된다는 뜻입니다.
또한 필드가 수정될 때 다른 작업을 할 수 없에되어 public 가변 필드를 갖는 클래스는 일반적으로 스레드에 안전하지 않습니다.
따라서 클래스에 public static final 배열 필드를 두거나 이 필드를 반환하는 접근자 메서드를 제공하면 안됩니다.

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

다음 두 가지의 해결책이 있습니다.

// 방법 1
private static final Thing[] PRIVATE_VALUE = { ... };
public static final List<Thing> Values 
    = Collections.unmodifiableList.asList(PRIVATE_VALUES);

// 방법 2
private static final Thing[] PRIVATE_VALUE = { ... };
public static final Thing[] values() {
    return PRIVATE_VALUE.clone();
}

Java9의 모듈 시스템

Java9의 모듈 시스템에 의한 암묵적 접근 수준이 두 가지 추가되었습니다.
패키지가 클래스의 묶음이듯이, 모듈은 패키지의 묶음입니다.
모듈은 자신이 속하는 패키지 중 공개할 것들을 선언합니다. (관례상 module-info.java)
protected, public으로 선언했어도 공개하지 않으면 접근할 수 없습니다.

두 가지 암묵적 접근 수준은 바로 이 숨겨진 패키지 안에 있는 public 클래스의 public 혹은 protected 멤버와 관련이 있습니다.
이 두가지 접근 수준은 각각 public 수준과 protected 수준과 같으나, 그 효과가 모듈 내부로 한정되는 변종인 것입니다.
모듈 시스템 접근 수준을 적극적으로 활용한 대표적인 예가 JDK 입니다.
하지만 이 개념이 널리 받아들여질지 예측하기는 아직 이릅니다.
그러니 꼭 필요한 경우게 아니라면 당분간은 사용하지 않는게 좋을 듯 합니다.

핵심 정리
프로그램 요소의 접근성은 가능한 한 최소한으로 하라.
꼭 필요한 것만 골라 치소환의 public API를 설계하자.
그 외에는 클래스, 인터페이스, 멤버가 의도치 않게 API로 공개되는 일이 없도록 해야 한다.
public 클래스는 상수용 public static final 필드 외에는 어떠한 public 필드도 가져서는 안된다.
public static final 필드가 참조하는 객체가 불변인지 확인하라.