null이 주는 문제

앞선 글에서는 자바 언어에서 null의 특징과 함께 잘못된 null 참조로 인해 발생하는 문제들에 대해서 알아보았다. 내용을 정리해보면, 런타임에서 null을 잘못 참조하는 경우에는 NullPointerException이 발생하여 문제가 발생할 수 있고 이를 피하고자 생겨나는 체크 로직으로 인해 코드가 복잡해지는 문제가 있다.

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사실 null 처리를 개선하려는 노력은 Optional 클래스 이전에도 있었다. 자바7 의 “Project Coin”에서는 안전 호출(safe call)을 위한 엘비스 연산자(elvis operator)가 제안되었으나 결과적으로는 승인되지 않았다.

엘비스 연산자는 보통 ?:을 말한다. 시계방향으로 90도 회전하면 엘비스 프레슬리(Elvis Presley) 의 모습이 연상된다.

새로운 안전장치를 적용하는 이점이 도입하는 비용보다 좋지 않았기 때문이겠지만, 제안이 승인되었다면 우리는 자바에서 null이 주는 문제들을 아래와 같은 코드로 회피했을지도 모른다.

// 혹시나 이런 코드가 가능하지 않았을까?
public String getPhoneManufacturerName(Person person) {
    // 체이닝 중에서 null이 있다면, "Samsung"을 반환한다.
    return person?.getPhone()?.getManufacturer()?.getName() : "Samsung";
}

그렇다면, 보다 나은 null 처리를 위해 탄생한 Optional 클래스는 무엇일까?

Optional 클래스

java.util.Optional<T> 클래스는 함수형(Functional) 언어인 스칼라(Scala)와 하스켈(Haskell)의 영향을 받아서 탄생했다. 아마 스칼라의 Optional과 하스켈의 Maybe의 영향이 아닐까 싶지만, 자바의 Optional의 목적은 반환되는 값이 ‘없음’을 나타내는 것이다. 이는 클래스에 달린 주석을 통해서도 알 수 있는데, API Note 부분에 아래와 같이 개발자의 의도가 명시돼있다.

Optional is primarily intended for use as a method return type where there is a clear need to represent “no result,” and where using null is likely to cause errors. A variable whose type is Optional should never itself be null; it should always point to an Optional instance.

옵셔널은 주로 “결과 없음”을 나타낼 필요가 분명하고 null을 사용하면 오류가 발생할 가능성이 있는 메서드 리턴 타입으로 사용하기 위한 것이다. 옵셔널 타입의 변수는 그 자체가 null이면 안 되며 항상 Optional 인스턴스를 가리켜야 한다.

Optional은 빗대어 말하면 유리같이 파손되기 쉬운 것을 포장할 때 감싸는 에어캡(일명 뽁뽁이)과 같다. 쉽게 깨져버리는 유리처럼, 잘못 다루면 심각한 오류를 일으킬 수 있는 null을 안전하게 다룰 수 있게 해준다.

그럼 이제부터 Optional을 사용하는 방법에 대해서 하나씩 알아보자.

Optional 객체 선언

Optional 클래스의 명세를 보면 알 수 있듯이, 제네릭 타입으로 제공된다. 따라서 선언과 동시에 타입 매개변수를 지정한다. 즉, Optional이 감싸는 객체의 타입을 지정한다.

Optional<Person> person; // Person 타입의 `Optional` 변수
Optional<Phone> phone; // phone 타입의 `Optional` 변수

Optional 객체 생성

Optional 객체를 만들기 위한 정적 팩터리 메서드(static factory method)가 제공된다.

Optional.empty()

비어있는 Optional 객체를 생성한다. 내부적으로는 Optional 클래스가 가진 싱글턴 인스턴스를 반환하게 된다. “비어있다” 라는 의미에서 null과 비슷하지만, Optional.empty()는 참조하더라도 NullPointerException과 같은 예외가 발생하지 않는 점이 다르다.

// `Optional` 클래스의 정적 멤버로 선언되어 있음
private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();

public static<T> Optional<T> empty() {
    Optional<T> t = (Optional<T>) EMPTY;
    return t;
}

Optional.of(T value)

null이 아닌 값을 감싸는 Optional 객체를 생성한다. 여기서 값이 null인 경우 NullPointerException이 발생한다.

public static <T> Optional<T> of(T value) {
    return new Optional<>(value);
}

Optional.ofNullable(T value)

null 값을 저장할 수 있는 Optional 객체를 생성한다. 값이 null인 경우 빈 Optional 객체를 반환한다. 따라서 인자로 넘겨지는 값이 null일지도 모르는 상황에서 사용하면 된다.

public static <T> Optional<T> ofNullable(T value) {
    return value == null ? empty() : of(value);
}

객체는 생성했는데, 어떻게 사용하지?

이번글에서는 Optional 클래스에 대한 소개와 Optional 객체를 생성하는 방법에 대해서 알아보았다. 이어지는 글에서는 Optional 객체의 값을 필터링 하거나 다른 형태로 변환시키는 방법에 대해서 소개한다.

다음글: “자바 Optional: 3. Optional 중간 처리 메서드”

자바 Optional: 2. Optional 소개

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