[Effective Java] 클래스와 멤버의 접근 권한을 최소화하라

들어가며

정보 은닉, 혹은 캡슐화라고 하는 이 개념은 소프트웨어 설계의 근간이 되는 원리다. 정보 은닉의 장점은 정말 많다. 그중 대부분은 시스템을 구성하는 컴포넌트들을 서로 독립시켜서 개발, 테스트, 최적화, 적용, 분석, 수정을 개별적으로 할 수 있게 해주는 것과 연관되어 있다. 정보 은닉의 장점은 다음과 같다.

시스템 개발 속도를 높인다. 여러 컴포넌트를 병렬로 개발할 수 있기 때문이다.
시스템 관리 비용을 낮춘다. 각 컴포넌트를 더 빨리 파악하여 디버깅할 수 있고, 다른 컴포넌트로 교체하는 부담도 적기 때문이다.
정보 은닉 자체가 성능을 높여주지는 않지만, 성능 최적화에 도움을 준다. 완성된 시스템을 프로파일링해 최적화할 컴포넌트를 정한 다음 다른 컴포넌트에 영향을 주지 않고 해당 컴포넌트만 최적화할 수 있기 때문이다.
소프트웨어 재사용성을 높인다. 외부에 거의 의존하지 않고 독자적으로 동작할 수 있는 컴포넌트라면 그 컴포넌트와 함께 개발되지 않은 낯선 환경에서도 유용하게 쓰일 가능성이 크기 때문이다.
큰 시스템을 제작하는 난이도를 낮춰준다. 시스템 전체가 아직 완성되지 않은 상태에서도 개별 컴포넌트의 동작을 검증할 수 있기 때문이다.

정보 은닉의 핵심

정보 은닉의 핵심은 접근 제한자를 제대로 활용하는 것이다. 기본 원칙은 모든 클래스와 멤버의 접근성을 가능한 한 좁혀야 한다. 즉 소프트웨어가 올바르게 동작하는 한 가장 낮은 접근 수준을 부여해야 한다. 멤버에 부여할 수 있는 접근 수준은 네 가지다.

private : 멤버를 선언한 톱레벨 클래스에서만 접근할 수 있다.
package-private : 멤버가 소속된 패키지 안의 모든 클래스에서 접근할 수 있다. 접근 제한자를 명시하지 않았을 때 적용되는 패키지 접근 수준이다. (단 인터페이스는 public이다.)
protected : package-private를 포함하여 이 멤버를 선언한 클래스의 하위 클래스에서도 접근이 가능하다.
public : 모든 곳에서 접근이 가능하다.

그런데 멤버 접근성을 좁히지 못하게 방해하는 제약이 있다. 상위 클래스의 메소드를 제정의할 때는 그 접근 수준을 상위 클래스에서 보다 좁게 설정할 수 없다. 이 제약은 상위 클래스의 인스턴스는 하위 클래스의 인스턴스로 대체해 사용할 수 있어야 한다는 LSP를 위해 필요하다.

public 클래스의 인스턴스 필드는 되도록 public이 아니여야 한다. 필드가 가변 객체를 참조하거나 final이 아닌 인스턴스 필드를 public으로 선언하면 그 필드에 담을 수 있는 값을 제한할 힘을 잃게 된다. 게다가 필드가 수정될 때 다른 작업을 할 수 없게 되므로 public 가변 필드는 갖는 클래스는 일반적으로 thread unsafe하다. 필드가 final이변서 불변 객체를 참조하더라도 public 필드를 없애는 방식으로 리팩터링을 하지 못하는 문제도 있다. 단, 해당 클래스가 표현하는 추상 개념을 완성하는데 꼭 필요한 구성요소의 상수라면 public static final 필드로 공개해도 좋다. 이런 필드는 반드시 기본 타입이나 불변 객체를 참조해야 한다. 다른 객체를 참조하지 못하지만 참조된 객체 자체는 수정될 수 있기 때문이다.

길이가 0이 아닌 배열은 모두 변경 가능하니 조심해야한다. 클래스에서 public static final 배열 필드를 두거나 이 필드를 반환하는 접근자 메소드를 두면 안된다. 그렇다면 이 배열의 내용을 수정할 수 있게 된다. 이에 대한 해결책은 두가지다. 첫째는 private로 만들고 public 불변 리스트를 추가한다.

1 2	private static fianl Thing[] PRIVATE_VALUES = { ... }; public static final List<Thing> VALUES = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES));

두번째는 배열을 private로 만들고 그 복사본을 반환하는 public 메소드를 추가하는 방법이다.

private static fianl Thing[] PRIVATE_VALUES = { ... };
public static final Thing[] values() {
	return PRIVATE_VALUES.clone();
}