함수형 인터페이스

지난번 포스팅에서는 람다(Lambda) 표현식이라는 간단하게 함수를 정의하는 개념에 대해 알아보았습니다.

2016/07/27 - [개발이야기/함수형 프로그래밍] - 람다 표현식 

이번 포스팅에서는 JAVA8 에서 이러한 람다를 지원할 수 있겠금 등장한 함수형 인터페이스에 대해 알아보려 합니다.

JAVA8에서는 새로운 어노테이션이 생겼습니다!!!!

@FunctionalInterface

어노테이션의 이름에서 다들 눈치를 체셨을 겁니다. 

네, 바로 함수형 인터페이스를 선언을 위해 등장한 어노테이션 입니다. (종류는 Built in annotation)

그렇다고 모든 interface에 저 어노테이션을 붙일 수는 없습니다. 

저 어노테이션이 오직 한 개의 추상메소드가 있는 인터페이스만 선언할 수 있습니다. 다음 아래와 같이 말이죠.

@FunctionalInterface
public interface CreateObjInterface {
    People createObject(int age, String name);
}

왜 꼭 한개의 추상메소드를 가진 인터페이스만 선언이 가능하게 만들었을까요? 제가 읽고 있는 JAVA 8 IN ACTION 에서는 함수 형식을 표현하기 위해서라는 이유와 이미 많은 JAVA 프로그래머들이 추상 메소드 한개를 갖는 인터페이스에 익숙하기 때문이라고 합니다.

인터페이스에 여러 메소드가 정의되어야 한다면, 차라리 클래스로써, concrete 하게 가지고 있는게 더 좋겠죠. 이 것에 대한 내용은 아래 포스팅에 조금 더 자세히 적었습니다.

2016/07/25 - [개발이야기/함수형 프로그래밍] - 동작 파라미터화와 함수형 프로그래밍 (2)

우리는 함수형 인터페이스를 사용하여 람다표현식을 사용할 수 있게 되었습니다. 앞서, 정의한 CreateObjInterface를 사용하여 다음과 같이 코드를 작성할 수 있습니다. 

/**
 * 사람의 정보를 저장하는 Vo 클래스
 * 
 * @author Doohyun
 *
 */
public class People {
    private int age;
    private String name;
 
    public int getAge() {
        return age;
    }
 
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
}
 
// 객체 생성을 하는 방식의 람다식을 사용하여, 인스턴스를 생성
CreateObjInterface obj = (int age, String name) -> {
    People ret = new People();
    ret.setAge(age);
    ret.setName(name);
    return ret;
};
 
People doohyun = obj.createObject(27, "남두현");
 

여기에서 주목할 점은 람다표현식이 CreateObjInterface 의 인스턴스로 취급이 된다는 것입니다. (객체지향적으로 봤을 때는 interface를 구현(implement)하는 concrete 클래스를 만든 것이라고 할 수 있습니다.)

즉 이러한 특성을 이용해 함수를 인수로 가지고 있으며, 코드로 넘길 수 있는 것이 가능해졌다는 것을 알 수 있습니다.

이렇게, 람다를 사용하기 위해 함수형 인터페이스를 정의해야하는 이유는 사용할 람다의 시그니처가 되기 때문입니다. 시그니처란 파라미터 형식, 반환값 등을 말할 수 있는데요. (객체지향에서는 Access 수준, 메소드명, final 정도가 더있을 것 같습니다.) 람다가 어떻게 쓰일 것이다라는 규칙을 명시한 것이라 볼 수 있을 것 같습니다. 함수형 프로그래밍에서는 이것을 함수 디스크럽터 라고 합니다.

즉 람다가 익명의 추상 메소드라는 점에서, 기존 메소드 정의해야할 대부분을 똑같이 따라가줘야함을 알 수 있습니다. 그렇기 때문에 기존 익명 클래스 제작 시, 생겼던 규칙 역시 그대로 안고 갑니다.

1. checked exception

람다 내부에서 checked exception이 발생할 수 있는 로직의 경우, 해당 예외를 어떻게 처리를 할 것인지 명시해주어야합니다. 먼저 상위로 throw 하기 위해서는 아래와 같이 interface에 넘길 exception 명시를 해주어야 합니다. 

 
@FunctionalInterface
public interface CreateObjInterface throws NameEmptyException {
    People createObject(int age, String name);
}
 

물론 람다 내에서 try-catch 문으로 처리가 가능합니다.

(int age, String name) -> {
    People ret = new People();
    try {
        ret.setName(name);
        ret.setAge(age);
    } catch (NameEmptyException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return ret;
};

2. 변수 접근

기존 익명 클래스를 만들어 인터페이스를 제작했던 것 처럼 람다 역시 외부에 정의된 자유 변수(파라미터로 넘어가지 않는 변수)를 사용할 수 있습니다. 이와 같은 동작을 람다 캡처링이라고 부른다고 합니다. 

이러한 변수는 static 변수나 인스턴스 변수의 값을 자유롭게 변경할 수 있지만 지역변수 (함수 내부에 선언된 변수) 는 final인 상태로 밖에 가지고 있지 못합니다.

기존 자바에서는 익명 클래스 내부 구현 메소드에서 지역변수의 final을 강제화했지만 람다는 그렇지 않습니다. 람다의 경우 final 를 강제화 하지는 않지만 지역변수의 값을 변경 시 문법오류를 일으키게 됩니다.

이 것에 대한 자세한 포스팅은 람다와 함수형 인터페이스간의 해석 방법에 대한 포스팅에서 자세히 다루도록 하겠습니다.

자바 8 인 액션 국내도서 저자 : 라울-게이브리얼 우르마(RAOUL-GABRIEL URMA),마리오 푸스코(MARIO FUSCO),앨런 마이크로프트(ALAN MYCROFT) / 우정은역 출판 : 한빛미디어 2015.04.01 상세보기