☕️[Java] 불변 객체 - 도입.

1️⃣ 불변 객체 - 도입.

공유하면 안되는 객체를 여러 변수에서 공유하기 때문에 문제가 발생했었습니다.
- 그렇다고 객체의 공유를 막을 수 있는 방법은 없습니다.
  - 그러나 사이드 이펙트의 더 근본적인 원인을 고려해보면, 객체를 공유하는 것 자체는 문제가 아닙니다.
  - 객체를 공유한다고 바로 사이드 이펙트가 발생하지 않습니다.
    - 문제의 직접적인 원인은 공유된 객체의 값을 변경한 것에 있습니다.
"a", "b" 는 처음 시점에는 둘 다 "서울" 이라는 주소를 사용해야 합니다.
- 그리고 이후에 "b" 의 주소를 "부산" 으로 변경해야 합니다.
```
Address a = new Address("서울");
Address b = a;
```
따라서 처음에는 "b = a" 와 같이 "서울" 이라는 "Address" 인스턴스를 "a", "b" 가 함께 사용하는 것이, 다음 코드와 같이 서로 다른 인스턴스를 사용하는 것 보다 메모리와 성능상 더 효율적입니다.
- 인스턴스가 하나이니 메모리가 절약되고, 인스턴스를 하나 생성하지 않아도 되니 생성 시간이 줄어서 성능상 효율적입니다.
```
Address a = new Address("서울");
Address b = new Address("서울");
```
여기까지는 "Address b = a" 와 같이 공유 참조를 사용해도 아무런 문제가 없습니다.
- 오히려 더 효율적입니다.

진짜 문제는 이후에 b가 공유 참조하는 인스턴스의 값을 변경하기 때문에 발생합니다.

b.setValue("부산"); // b의 값을 부산으로 변경해야함
System.out.println("부산 -> b");
System.out.println("a = " + a); // 사이드 이펙트 발생
System.out.println("b = " + b);

자바에서 여러 참조형 변수가 하나의 객체(인스턴스)를 참조하는 공유 참조 문제는 피할 수 없습니다.
- 기본형과 다르게 참조형인 객체는 처음부터 여러 참조형 변수에서 공유될 수 있도록 설계되었습니다.
  - 따라서 이것은 문제가 아닙니다.
    - 문제의 직접적인 원인은 공유될 수 있는 Address 객체의 값을 어디선가 변경했기 때문입니다.
      - 만약 "Address" 객체의 값을 변경하지 못하게 설계했다면 이런 사이드 이펙트 자체가 발생하지 않을 것입니다.

2️⃣ 불변 객체 도입.

객체의 상태(객체 내부의 값, 필드, 멤버 변수)가 변하지 않는 객체를 불변 객체(Immutable Object)라 합니다.
- "Address" 클래스를 상태가 변하지 않는 불변 클래스로 만들어 보겠습니다.

public class ImmutableAddress {
	private final String value;

	public ImmutableAddress(String value) {
		this.value = value;
	}

	public String getValue() {
		return value;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Address{" +
				"value='" + value + '\'' +
				'}';
	}
}

내부 값이 변경되면 안됩니다.
- 따라서 "value" 의 필드를 "final" 로 선언했습니다.
- 값을 변경할 수 있는 "setValue()" 를 제거했습니다.
  - 이 클래스는 생성자를 통해서만 값을 설정할 수 있고, 이후에는 값을 변경하는 것이 불가능합니다.
불변 클래스를 만드는 방법은 아주 단순합니다.
- 어떻게든 필드 값을 변경할 수 없게 클래스를 설계하면 됩니다.
```java
public class RefMain2 {
public static void main(String[] args) {
ImmutableAddress a = new ImmutableAddress(“서울”);
ImmutableAddress b = a; // 참조값 대입을 막을 수 있는 방법이 없다.
System.out.println(“a = “ + a);
System.out.println(“b = “ + b);
```
  // b.setValue("부산"); // 컴파일 오류 발생
  b = new ImmutableAddress("부산");
  System.out.println("부산 -> b");
  System.out.println("a = " + a); // 사이드 이팩트 발생
  System.out.println("b = " + b);   } } ```
```
"ImmutableAddress" 의 경우 값을 변경할 수 있는 "b.setValue()" 메서드 자체가 제거되었습니다.
- 이제 "ImmutableAddress" 인스턴스의 값을 변경할 수 있는 방법은 없습니다.
  - "ImmutableAddress" 를 사용하는 개발자는 값을 변경하려고 시도하다가, 값을 변경하는 것이 불가능하다는 사실을 알고, 이 객체가 불변 객체인 사실을 깨닫게 됩니다.
    - 예를 들어 "b.setValue("부산")" 을 호출하려고 했는데, 해당 메서드가 없다는 사실을 컴파일 오류를 통해 인지합니다.
      - 따라서 어쩔 수 없이 새로운 "ImmutableAddress("부산")" 인스턴스를 생성해서 "b" 에 대입합니다.
        
        결과적으로 "a", "b" 는 서로 다른 인스턴스를 참조하고, "a" 가 참조하던 "ImmutableAddress" 는 그대로 유지됩니다.

실행 결과

a = Address{value='서울'}
b = Address{value='서울'}
부산 -> b
a = Address{value='서울'}
b = Address{value='부산'}

실행 결과를 보면 "a" 의 값은 그대로 유지되는 것을 확인할 수 있습니다.

자바에서 객체의 공유 참조는 막을 수 없습니다.

"ImmutableAddress" 는 불변 객체입니다.
- 따라서 값을 변경할 수 없습니다.

"ImmutableAddress" 은 불변 객체이므로 "b" 가 참조하는 인스턴스의 값을 서울에서 부산으로 변경하려면 새로운 인스턴스를 생성해서 할당해야 합니다.

3️⃣ 정리

불변이라는 단순한 제약을 사용해서 사이드 이펙트라는 큰 문제를 막을 수 있습니다.
- 객체의 공유 참조는 막을 수 없습니다.
  - 그래서 객체의 값을 변경하면 다른 곳에서 참조하는 변수의 값도 함께 변경되는 사이드 이펙트가 발생합니다.
  - 사이드 이펙트가 발생하면 안되는 상황이라면 불변 객체를 만들어서 사용하면 됩니다.
  - 불변 객체는 값을 변경할 수 없기 때문에 사이드 이펙트가 원천 차단됩니다.
- 불변 객체는 값을 변경할 수 없습니다.
  - 따라서 불변 객체의 값을 변경하고 싶다면 변경하고 싶은 값으로 새로운 불변 객체를 생성해야 합니다.
    - 이렇게 하면 기존 변수들이 참조하는 값에는 영향을 주지 않습니다.

🙋‍♂️ 참고 - 가변(Mutable) 객체 vs 불변(Immutable) 객체
가변은 이름 그대로 처음 만든 이후 상태가 변할 수 있다는 뜻입니다.
가변은 사전적으로 사물의 모양이나 성질이 달라질 수 있다는 뜻입니다.
불변은 이름 그대로 처음 만든 이후 상태가 변하지 않는다는 뜻입니다.
불변은 사전적으로 사물의 모양이나 성질이 달라질 수 없다는 뜻입니다.

"Address" 는 가변 클래스입니다.
- 이 클래스로 객체를 생성하면 가변 객체가 됩니다.
"ImmutableAddress" 는 불변 클래스입니다.
- 이 클래스로 객체를 생성하면 불변 객체가 됩니다.

devkobe24.com

Contact

☕️[Java] 불변 객체 - 도입.

1️⃣ 불변 객체 - 도입.

2️⃣ 불변 객체 도입.

3️⃣ 정리