[Java] 커스텀 불변 클래스란? Immutable Class 특징, 예, 이점

커스텀 불변 클래스란?

자바에서 불변 클래스(Immutable Class)를 만드는 것은 객체의 상태를 한 번 설정하면 변경할 수 없도록 하는 것을 의미합니다. 불변 클래스는 여러 가지 이점을 제공합니다. 예를 들어, 멀티스레드 환경에서 안전하게 사용할 수 있으며, 객체의 불변성 때문에 예상치 못한 부작용을 방지할 수 있습니다.

 

불변 클래스의 특징

1. 객체의 상태를 변경할 수 없다: 모든 필드는 final이어야 한다.
2. 객체를 확장할 수 없다: 클래스를 final로 선언하여 상속을 방지한다.
3. 모든 필드는 private이어야 한다: 직접 접근을 막기 위해.
4. 필드에 대한 setter 메서드를 제공하지 않는다.
5. 모든 가변 필드는 복사본을 제공한다: 깊은 복사(deep copy) 또는 불변성 확보를 위해.
   
   

불변 클래스 만들기

다음은 불변 클래스를 만드는 예입니다:

public final class ImmutableClass {
    private final int value;
    private final String name;
    private final List<String> list;

    public ImmutableClass(int value, String name, List<String> list) {
        this.value = value;
        this.name = name;
        // 깊은 복사를 통해 리스트의 불변성을 확보
        this.list = new ArrayList<>(list);
    }

    public int getValue() {
        return value;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public List<String> getList() {
        // 방어적 복사를 통해 리스트의 불변성을 유지
        return new ArrayList<>(list);
    }
}

 

 

자바에서의 불변 클래스 예

자바 표준 라이브러리에서 불변 클래스의 가장 대표적인 예는 String 클래스입니다. String 클래스는 한 번 생성된 문자열 객체의 내용을 변경할 수 없도록 설계되었습니다.

String 클래스 예시

public final class String {
    private final char[] value;

    public String(char[] value) {
        this.value = Arrays.copyOf(value, value.length);
    }

    public char charAt(int index) {
        return value[index];
    }

    // 기타 메서드들...
}

 

String 클래스는 다음과 같은 불변 클래스의 특성을 가집니다:

1. final로 선언되어 상속을 방지.
2. 내부 상태를 변경할 수 없도록 모든 필드가 final로 선언.
3. 모든 메서드는 객체의 상태를 변경하지 않음.
   
   

불변 클래스의 이점

1. 스레드 안전성: 불변 객체는 변경할 수 없기 때문에 여러 스레드가 동시에 접근해도 안전합니다.
2. 단순성: 불변 객체는 상태 변화를 고려할 필요가 없어 설계와 구현이 단순해집니다.
3. 캐싱 및 재사용 가능성: 불변 객체는 상태가 변하지 않기 때문에 캐싱하거나 재사용하기에 적합합니다.
   
   

결론

불변 클래스를 만드는 것은 객체 지향 프로그래밍에서 안전하고 예측 가능한 코드를 작성하는 데 큰 도움이 됩니다. 특히, 멀티스레드 환경에서 안전성을 보장하고, 코드의 복잡성을 줄일 수 있는 유용한 방법입니다. 자바의 String 클래스와 같은 불변 클래스의 예를 참고하여, 자체적으로 불변 클래스를 구현할 때 이러한 원칙을 따르는 것이 중요합니다.