클래스와 인터페이스 - 아이템 20. 추상 클래스보다는 인터페이스를 우선하라

추상 클래스보다는 인터페이스를 우선하라

자바가 제공하는 다중 구현 메커니즘

자바가 제공하는 다중 구현 메커니즘은 인터페이스와 추상 클래스, 두 가지가 존재한다. Java 8부터는 인터페이스도 디폴트 메서드를 제공할 수 있게 되었다. 이제는 두 메커니즘 모두 인스턴스 메서드를 구현 형태로 제공할 수 있다.

 

추상 클래스 vs 인터페이스

둘의 가장 큰 차이는 추상 클래스가 정의한 타입을 구현하는 클래스는 반드시 추상 클래스의 하위 클래스가 되어야 한다는 점이다.

자바는 단일 상속만 지원하니, 추상 클래스 방식은 새로운 타입을 정의하는 데 커다란 제약을 안게 되는 셈이다. 반면, 인터페이스가 선언한 메서드를 모두 정의하고 그 일반 규약을 잘 지킨 클래스라면 다른 어떤 클래스를 상속했든 같은 타입으로 취급된다.

 

인터페이스의 장점

인터페이스의 경우 기존 클래스에도 손쉽게 구현해 넣을 수 있다. 인터페이스가 요구하는 메서드를 추가하고, 클래스 선언에 implements 구문만 추가하면 끝이다.

반면 기존 클래스 위에 새로운 추상 클래스를 끼워넣기는 어려운 게 일반적이다. 두 클래스가 같은 추상 클래스를 확장하길 원한다면, 그 추상 클래스는 계층구조상 두 클래스의 공통 조상이어야 한다. 안타깝게도 이 방식은 클래스 계층구조에 커다란 혼란을 일으킨다.

 

인터페이스는 믹스인 정의에 안성맞춤이다. 믹스인이란 클래스가 구현할 수 있는 타입으로, 믹스인을 구현한 클래스에 원래의 '주된 타입' 외에도 특정 선택적 행위를 제공한다고 선언하는 효과를 준다.

반면에, 추상 클래스로는 믹스인을 정의할 수 없다. 이유는 앞서와 같이, 기존 클래스에 덧씌울 수 없기 때문이다. 클래스는 두 부모를 섬길 수 없고, 클래스 계층구조에는 믹스인을 삽입하기에 합리적인 위치가 없기 때문이다.

 

인터페이스로는 계층구조가 없는 타입 프레임워크를 만들 수 있다. 타입을 계층적으로 정의하면 수많은 개념을 구조적으로 잘 표현할 수 있지만, 현실에는 계층을 엄격히 구분하기 어려운 개념도 있다.

 

public interface Singer {
    AudioClip sing(Song s);
}

public interface Songwriter {
    Song compose(int chartPosition);
}

예를 들어, 위와 같이 가수(Singer) 인터페이스와 작곡가(Singwriter) 인터페이스가 있다고 해보자.

 

public interface SingerSongwriter extends Singer, Songwriter {
    AudioClip strum();
    void actSensitive();
}

우리 주변에는 작곡도 하는 가수가 제법 있다. 위 코드와 같이 타입을 인터페이스로 정의하면 가수 클래스가 Singer, Songwriter 모두를 구현해도 전혀 문제 되지 않는다.

 

래퍼 클래스 관용구와 함께 사용하면 인터페이스는 기능을 향상시키는 안전하고 강력한 수단이 된다. 타입을 추상 클래스로 정의해두면 그 타입에 기능을 추가하는 방법은 상속뿐이다. 상속해서 만든 클래스는 래퍼 클래스보다 활용도가 떨어지고 깨지기는 더 쉽다.

 

인터페이스의 메서드 중 구현 방법이 명백한 것이 있다면, 그 구현을 디폴트 메서드로 제공해 프로그래머들의 일감을 덜어줄 수 있다. 디폴트 메서드를 제공할 때는 상속하려는 사람을 위한 설명을 @implSpec 자바독 태그를 붙여 문서화해야 한다. 

디폴트 메서드에도 제약은 있다. 많은 인터페이스가 equals()와 hashCode() 같은 Object의 메서드를 정의하고 있지만, 이들은 디폴트 메서드로 제공해서는 안 된다. 또한 인터페이스는 인스턴스 필드를 가질 수 없고 public이 아닌 정적 멤버도 가질 수 없다. 마지막으로, 여러분이 만들지 않은 인터페이스에는 디폴트 메서드를 추가할 수없다.

 

골격 구현

인터페이스와 추상 골격 구현 클래스를 함께 제공하는 식으로 인터페이스와 추상 클래스의 장점을 모두 취하는 방법도 있다. 인터페이스로는 타입을 정의하고, 필요하면 디폴트 메서드 몇 개도 함께 제공한다. 그리고 골격 구현 클래스는 나머지 메서드들까지 구현한다. 이렇게 하면, 단순히 골격 구현을 확장하는 것만으로 이 인터페이스를 구현하는 데 필요한 일이 대부분 완료된다. 이것이 바로 템플릿 메서드 패턴이다.

관례상 인터페이스 이름이 Interface라면 그 골격 구현 클래스의 이름은 AbstractInterface로 짓는다.

 

아래 예제를 통해 골격 구현 클래스의 활용 방안을 살펴보겠다.

 

1. 일반적인 인터페이스의 활용

public interface Athlete {
    void 근육을_키우자();
    void 지구력을_기르자();
    void 연습하자();
    void 루틴();
}

Athlete 인터페이스는 4가지 행위를 추상화한 인터페이스다.

 

public class SoccerPlayer implements Athlete {
    @Override
    public void 근육을_키우자() {
        System.out.println("1. 헬스장에서 운동");
    }

    @Override
    public void 지구력을_기르자() {
        System.out.println("2. 청계천에서 러닝");
    }

    @Override
    public void 연습하자() {
        System.out.println("3. 슈팅 연습");
    }

    @Override
    public void 루틴() {
        근육을_키우자();
        지구력을_기르자();
        연습하자();
    }
}

SoccerPlayer는 Athlete 인터페이스를 구현하고 있으며, 각 행위를 클래스에 의도에 맞게 재정의하였다.

 

public class BaseballPlayer implements Athlete {
    @Override
    public void 근육을_키우자() {
        System.out.println("1. 헬스장에서 운동");
    }

    @Override
    public void 지구력을_기르자() {
        System.out.println("2. 청계천에서 러닝");
    }

    @Override
    public void 연습하자() {
        System.out.println("3. 배팅 연습");
    }

    @Override
    public void 루틴() {
        근육을_키우자();
        지구력을_기르자();
        연습하자();
    }
}

BaseballPlayer 또한 Athlete 인터페이스를 구현하고 있으며, 각 행위를 클래스에 의도에 맞게 재정의하였다.

 

2. 골격 구현 클래스의 활용

public interface Athlete {
    void 근육을_키우자();
    void 지구력을_기르자();
    void 연습하자();
    void 루틴();
}

Athlete 인터페이스는 4가지 행위를 추상화한 인터페이스다.

 

public abstract class AbstractAthlete implements Athlete {

    @Override
    public void 근육을_키우자() {
        System.out.println("1. 헬스장에서 운동");
    }

    @Override
    public void 지구력을_기르자() {
        System.out.println("2. 청계천에서 러닝");
    }

    @Override
    public void 루틴() {
        근육을_키우자();
        지구력을_기르자();
        연습하자();
    }
}

AbstractAthlete 클래스는 Athlete 인터페이스로 타입을 정의하고, 몇 가지 디폴트 메서드를 제공하고 있다.

 

public class SoccerPlayer extends AbstractAthlete {
    @Override
    public void 연습하자() {
        System.out.println("3. 슈팅 연습");
    }
}

public class BaseballPlayer extends AbstractAthlete {
    @Override
    public void 연습하자() {
        System.out.println("3. 배팅 연습");
    }
}

SoccerPlayer와 BaseballPlayer 클래스는 AbstractAthlete 클래스를 상속받고 있으며, 클래스의 의도에 맞게 연습하자() 메서드를 재정의하고 있는 형태이다.

 

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        List<Athlete> athletes = new ArrayList<>();
        Athlete soccerPlayer = new SoccerPlayer();
        Athlete baseballPlayer = new BaseballPlayer();
        athletes.add(soccerPlayer);
        athletes.add(baseballPlayer);

        for (Athlete athlete : athletes) {
            System.out.println("===" + athlete.getClass() + "===");
            athlete.루틴();
        }
    }
}

===class SoccerPlayer===
1. 헬스장에서 운동
2. 청계천에서 러닝
3. 슈팅 연습
===class BaseballPlayer===
1. 헬스장에서 운동
2. 청계천에서 러닝
3. 배팅 연습

 

SoccerPlayer와 BaseballPlayer 객체를 생성하고 루틴() 메서드를 호출한 결과이다.

 

일반적인 인터페이스의 활용과 비교해 볼 때 골격 구현 클래스를 활용함으로써, 코드의 중복을 없앨 수 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 골격 구현 클래스는 추상 클래스처럼 구현을 도와주는 동시에, 추상 클래스로 타입을 정의할 때 따라오는 심각한 제약에서 자유롭다. 

 

최종 정리

일반적으로 다중 구현용 타입으로는 인터페이스가 가장 적합하다. 복잡한 인터페이스라면 구현하는 수고를 덜어주는 골격 구현을 함께 제공하는 방법을 꼭 고려해봐야 한다. 골격 구현은 가능한 인터페이스의 디폴트 메서드로 제공하여 그 인터페이스를 구현한 모든 곳에서 활용하도록 하는 것이 좋다.

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출처

ㆍ 이펙티브 자바 Effective Java 3/E. 조슈아 블로크 저자(글) · 개앞맵시(이복연) 번역