chapter01 자바 8, 9, 10, 11 무슨 일이 일어나고 있는가?

1.1 자바 8 버전 이후의 자바

자바8의 코드 간략화

<Java8 이전>
Collections.sort(inventory, new Comparator<Apple>(){
		public int compare(Apple a1, Apple a2) {
				return a1.getWeight().compareTo(a2.getWeight());	
		}
});

->

<Java8>
inventory.sort(comparing(Apple::getWeight));

위의 코드 예시와 같이 자바8에서는 비교 코드를 더욱 간략하게 표현이 가능해졌다.

자바언어의 가장 큰 변화를 가져왔던 자바 8이 들어오면서 바뀐 변화에 대해서 살펴볼 것이다.

• 멀티 코어를 활용한 연산 처리를 활용하기 쉬워졌다.
• 자바8 이전 버전에서는 싱글 코어가 아닌 방법을 활용하려면 스레드를 활용해서 병렬 실행 환경을 관리하는 형태였는데, 이는 구현부터 관리까지 비용이 많이 들었다. 이를 쉽게 해결하기 위한 방식을 소개해준다.
• 우리가 배울 자바8은 큰 틀로 보았을 때 세가지 기능이 추가되었다.
  • 스트림 API(Stream API)
  • 메서드에 코드를 전달하는 기법
  • 인터페이스의 디폴트 메서드

또 기존 버전과의 큰 변화점을 설명하자면

첫째, 병렬 연산이 쉬워졌다.

병렬연산을 지원하는 Stream API가 있는데 이를 활용하면 기존의 멀티코어 환경에서 사용하는 synchronized 키워드를 사용하지 않아도 된다.

또 Stream API에서 메서드에 코드를 전달하는 기법과 인터페이스의 디폴트 메서드를 전달해 줄 수 있을 것이다.

둘째, 코드가 간결해졌다.

메서드에 코드를 전달하는 기법이 생기면서(메서드 참조, 람다)

앞의 예시에서 보았던 짧은 코드가 된 것이다.

1.2 왜 아직도 자바는 변화하는가

많은 언어들이 등장하고 사라지는 와중에 자바 언어는 처음부터 객체지향의 특성을 살리고, 스레드와 락을 이용한 동시성도 지원을 했었다. 이로 인해 자바는

대중적인 언어로 발전했고, 빅데이터 트랜드가 생긴 이후로는

빅 데이터 처리를 할 때 효율적인 방법인 병렬프로세싱이 필요한데, 자바는 병렬에는 약했었다. 이와 같이 변화하는 트랜드에 맞춰서 개발 언어도 발전한 것이다.

자바 8버전의 프로그래밍 개념

첫번째 개념 - 스트림 처리

이는 한번에 하나의 항목을 처리하던 기존 방식이 아닌, 스트림 파이프라인을 통해 값을 처리할 때 여러 cpu에 할당하여 병렬 처리를 돕기도 하고, 스트림을 통해 한 데이터객체에 대한 동작처리를 다양하게 처리할 수 있다.

두번째 개념 - 동작 파라미터화

객체의 동작을 행할 때 동작 안에 다른 동작을 넣는 방법이라고 생각하면 된다. 객체 안의 메서드에서 다른 메서드를 같이 실행하는 것이다.

8버전 전에는 이러한 방식을 구현하려면 동작을 구현한 객체를 생성해서 해당 객체를 파라미터로 넣었어야 했다.

세번째 개념 - 병렬성

성능에 악영향을 끼치는 synchronized 키워드를 사용하지 않고도 병렬처리가 가능한데, 이 이유는 stream은 공유되지 않는 가변 데이터를 통해 처리가 이루어지기 때문에 해당 스트림이 진행되는 동안은 값이 변하지 않고 처리 마지막에 값이 변한다.

1.3 자바 함수

프로그래밍 언어에서는 값을 바꾸며, 전달하는 것이 핵심 가치인데, 이 핵심 가치를 이룰 수 있는 것에 일급 이라는 말이 붙는다.

이전의 버전에서는 메서드나 클래스 등이 일급 객체가 될 수 없었는데, 클래스나 메서드 등 자체의 값을 전달할 수 있는 값이 되도록 일급화 시키는게 가능해졌다.

메서드와 람다를 일급으로

<Java8 이전>
File[] hiddenFiles = new File(".").listFiles(new FileFilter(){
		public boolean accept(File file){
				return file.isHidden();
		}

}

->

<Java8>
File[] hiddenFiles = new File(".").listFiles(File::isHidden);

이러한 변경에서 사용한 기법을 메서드참조라고 하는데 File객체에 있는 isHidden()메서드가 구현되어있다면 위와 같이 불러올 수 있는 것이다.

이전의 자바 버전에서는 ::형태를 사용하지 못했기 때문에 이급 메서드였다.

하지만 버전이 바뀌고 8버전부터는 메서드참조가 가능하기 때문에 일급 메서드로 바뀌었다.

장점

• 코드의 간결성
• 직관적

람다(익명 함수)

람다도 값으로 취급할 수 있는데

(int x) -> x + 1

의 값이 있다면 ‘x라는 인수로 호출하면 x+1를 반환하라’라는 명령을 가진 함수를 만들 수 있는 것이다.

이런 람다 문법으로 구현된 프로그램을 함수형 프로그래밍, 즉 ‘함수를 일급값으로 넘겨주는 프로그램을 구현한다.’라고 한다.

코드 넘겨주기

전체 범위에서 특정 항목을 선택해서 반환하는 동작을 필터라고 하는데 이런 필터를 자바 8 이전에는 상당히 긴 코드로 구현되었을 것이다.

필터를 새로 생성하면 또 새로 메서드를 구현해야할 것이다. 비슷한 코드니 Copy&Paste를 할텐데 이렇게 구현을 지속하게되면 코드를 수정해야할 때 구현한 모든 메서드 내부를 수정하거나 할텐데 이는 상당히 비효율적이다.

자바 8버전 에서는 반복을 제거하면서 가독성까지 챙길 수 있는데 예시를 보면서 이해해보자

<Java8 이전>
public static List<Apple> filterGreenApples(List<Apple> inventory) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
      if ("green".equals(apple.getColor())) {
        result.add(apple);
      }
    }
    return result;
  }

  public static List<Apple> filterHeavyApples(List<Apple> inventory) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
      if (apple.getWeight() > 150) {
        result.add(apple);
      }
    }
    return result;
  }

->

<Java8 이후>
public static boolean isGreenApple(Apple apple) {
    return "green".equals(apple.getColor());
  }

  public static boolean isHeavyApple(Apple apple) {
    return apple.getWeight() > 150;
  }

  public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Predicate<Apple> p) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
      if (p.test(apple)) {
        result.add(apple);
      }
    }
    return result;
  }

이 코드에서 다른 점은

if ("green".equals(apple.getColor())) {
        result.add(apple);
      }

if (apple.getWeight() > 150) {
        result.add(apple);
      }
->

if (p.test(apple)) {
        result.add(apple);
      }

이 두곳이 주요한데, Predicate(함수형 인터페이스) p를 상속받은 filterApple이 되었고 해당 p에 있는 test를 실행할 뿐이다.

이를 호출할 때는 filterApples(inventory, Apple::isGreenApple);

형식으로 호출하는데, 여기서 알게 된 사실은 자바8에서는 이와 같이 메서드동작 자체를 전달할 수 있다는 것을 알 수 있게 되었다.

가장 대표적인 함수형 인터페이스 4가지

<aside> 💡 자바에서 지원하는 함수형 인터페이스로는 대표적으로 크게 네가지가 있다.

• Supplier<T> - 공급자 : 매개변수는 없고 반환값만 있다
  • get()
• Consumer<T> - 사용자 : 매개변수는 있고, 반환값이 없다
  • accept()
• Function<T, R> - 함수 : 일반적인 함수형태, 하나의 매개변수를 받아 결과를 반환
  • apply()
• Predicate<T> - 매개변수 하나를 받아서 boolean타입으로 반환한다
  • test()

T는 제네릭타입을 뜻하고, R은 리턴타입을 뜻한다.

추가로 Bi가 붙은 형태가 있는데 다른 방법은 똑같고 매개변수가 두개 들어간다는 의미이다.

</aside>

메서드 전달에서 람다로

아까 위에서 구현했던 함수형 인터페이스의 자리에 메서드가 아니라 람다로 익명 메서드를 사용해도 동일하게 동작할 수 있다.

public static List<Apple> filterApples(List<Apple> inventory, Predicate<Apple> p) {
    List<Apple> result = new ArrayList<>();
    for (Apple apple : inventory) {
      if (p.test(apple)) {
        result.add(apple);
      }
    }
    return result;
  }

<aside> 💡 filterApples(inventory, (Apple a) → GREEN.equals(a.getColor()));

filterApples(inventory, () → GREEN.equals(Apple::getColor));

filterApples(inventory, () → Apple::Weight() < 80);

…

</aside>

람다의 코드가 너무 길다면 메서드참조를 하는 것이 코드의 명확성을 위해 더 좋을 것이다.

1.4 스트림

거의 모든 자바 애플리케이션을 컬렉션을 만들고 활용한다. 이 컬렉션을 통해서 값을 추출하고 필터하고, 등등 여러 작업을 시행하는데 이 동작을 코드로 작성하려면 자바8 이전에는 많은 코드 구현이 필요했다.

자바8부터는 스트림API가 도입되면서 해당 코드들을 전부 돌면서 데이터를 확인해야하는 for문 제거가 가능하고, 또 라이브러리 내부에서 모든 데이터가 처리되기 때문에 기존의 방식보다 더욱 간편하고 흐름을 읽기가 쉬운 코드로 변경될 것이다.

또 api자체에서 지원하는 병렬처리도 손쉽게 가져올 수 있을 것이다.

멀티스레딩은 어렵다

자바8이전의 멀티스레딩 환경은 구현부터 어려움이 있었는데, 스트림API에서 지원하는 병렬처리로 손쉽게 멀티스레딩 환경을 구축할 수 있게 되었다.

1.5 디폴트 메서드와 자바 모듈

자바8 이전의 List 인터페이스는 List의 스트림을 처음에는 지원하지 않았기 때문에 .sort라는 코드가 없었는데, 이를 자바8에서는 어떻게 구현을 했을까 한다면

default void sort(Comparator<? super E> c) {
        Object[] a = this.toArray();
        Arrays.sort(a, (Comparator) c);
        ListIterator<E> i = this.listIterator();
        for (Object e : a) {
            i.next();
            i.set((E) e);
        }
    }

인터페이스에 sort메서드를 추가하는 방법도 있겠지만, 이를 넣는다면 List인터페이스를 상속하는 모든 코드에 sort의 세부 구현을 우리가 해야한다.

이를 방지하기 위해서 자바8 개발자는 default메서드를 인터페이스에도 넣을 수 있게 변경이 되었고, 이 인터페이스 변경과 함께 a.sort()같은 형태로도 구현이 가능하게 되었다.

코드를 보면 받은 객체를 Arrays.sort()로 보내주는 형식이다.