Java final과 불변성

Java에서 final 키워드는 불변성을 보장하고 의도하지 않은 변경을 방지하기 위해 사용되는 강력한 기능이다. 이 포스트에서는 메서드 파라미터와 객체 필드에 final을 사용하는 이유에 대해 작성해보려고 한다.

 

final 이란?

final은 변수, 메서드, 클래스 등에 사용될 수 있는 키워드로, 변경이 불가능하거나 상속이나 오버라이딩을 금지할 때 사용되며 주로 불변성(immutability)을 보장하기 위해 사용된다.

 

메서드 파라미터에 final 사용 이유

의도하지 않은 수정 방지: 파라미터를 final로 선언하면 메서드 내부에서 해당 파라미터의 값을 재할당할 수 없게 된다. 이로 인해 파라미터를 의도하지 않게 변경하는 것을 방지할 수 있다.

public Player(final List<Integer> playerNumber, final int digitSize) {
        this.playerNumber = playerNumber;
        this.digitSize = digitSize;
        digitSize = 1; // 
    }

digitSize가 final이라 할당할 수 없다고 뜬다.

 

장점으로는 파라미터가 final로 선언되어 있으면, 다른 개발자에게 해당 파라미터의 값이 변경되지 않을 것임을 명시적으로 알릴 수 있어 코드의 가독성과 유지보수성이 향상된다.

 

final과 객체 불변성

final 은 유용하지만, 객체 불변성에 관한 한계도 있다.

다음과 같은 예시가 있다.

final Player player = new Player("아무 리스트", 10);
player.setDigitSize("5"); // 이 코드는 컴파일 단계에서 통과된다.

불변성이 아니다.

 

 

불변 객체 만들기

불변성을 달성하려면, 객체의 모든 필드를 final로 선언하고, 상태를 변경할 수 있는 메서드를 제공하지 않아야 한다.

package level4.domain;

import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import level4.exception.player.PlayerNumberDuplicateException;
import level4.exception.player.PlayerNumberRangeException;
import level4.exception.player.PlayerNumberSizeException;

public class Player {

    private static final int MAX_PLAYER_NUMBER_RANGE = 9;
    private static final int MIN_PLAYER_NUMBER_RANGE = 1;

    private final List<Integer> playerNumber;
    private final int digitSize;

    public Player(final List<Integer> playerNumber, final int digitSize) {
        validatePlayerNumberRange(playerNumber);
        validateDuplicateNumber(playerNumber);
        this.playerNumber = playerNumber;
        this.digitSize = digitSize;
        validatePlayerNumberSize(playerNumber);
    }

    private void validatePlayerNumberSize(final List<Integer> playerNumber) {
        if (playerNumber.size() != digitSize) {
            throw new PlayerNumberSizeException();
        }
    }

    private void validatePlayerNumberRange(final List<Integer> playerNumber) {
        for (Integer number : playerNumber) {
            if (number < MIN_PLAYER_NUMBER_RANGE || number > MAX_PLAYER_NUMBER_RANGE) {
                throw new PlayerNumberRangeException(MIN_PLAYER_NUMBER_RANGE, MAX_PLAYER_NUMBER_RANGE);
            }
        }
    }

    private void validateDuplicateNumber(final List<Integer> playerNumber) {
        final Set<Integer> numberSet = new HashSet<>(playerNumber);
        if (numberSet.size() != playerNumber.size()) {
            throw new PlayerNumberDuplicateException("중복된 숫자가 있으면 안됩니다.");
        }
    }

    public void setDigitSize(int digitSize) {
        this.digitSize = digitSize;
    }
    
    public List<Integer> getPlayerNumber() {
        return playerNumber;
    }
}

위 예시와 마찬가지로 컴파일 단계에서 통과되지도 않는다. 강제로 setter 사용을 막아준다.

 

위처럼 메서드 파라미터에 final 키워드를 붙이면, 재할당 시 컴파일 에러가 발생하여 예상치 못한 동작을 사전에 방지할 수 있을 것이다.

 

final 자동으로 붙이는 법

이를 위해 인텔리제이에서는 파라미터에 final 키워드를 자동으로 붙여주는 좋은 기능이 있다.

1. 설정(Preference) -> Editor -> Code Style -> Java 

2. Code Generation -> Make generated parameters final