Live Study - Java Interface

인터페이스를 정의하는 방법

public interface 인터페이스명 {
    
    public static final 타입 상수변수명 = 값; // public static final 생략 가능
    
    public abstract 반환타입 메서드명(); // public abstarct 생략 가능
    
    static 반환타입 메서드명() {
    }

    default 반환타입 메서드명() {
    }
    
    private 반환타입 메서드명() {
    }
    
    private static 반환타입 메서드명() {
    }
    
}

인터페이스에는
- 상수
- abstract method (Java 7 부터)
- static method (Java 8 부터)
- default method (Java 8 부터)
- private method (Java 9 부터)
- private static method (Java 9 부터)

위의 6가지 항목을 Java 버전에 따라 제공한다.

- 인터페이스는 interface 키워드를 사용해 정의한다. 클래스와 마찬가지고 public, default 접근제어자를 적용할 수 있다.
- 모든 상수는 public static final 으로 선언되어야 하고, 생략할 수 있다. 생략된 제어자는 컴파일러가 자동으로 추가해준다.
- 모든 메서드는 public abstract 이어야 하고, 생략할 수 있다. 역시 컴파일러가 자동으로 추가해준다.

 

인터페이스를 구현하는 방법

클래스를 상속 받기 위해선 부모 클래스를 선택해 extends 키워드를 붙여 선언하듯이, 인터페이스를 구현하기 위해서는 implements 키워드를 사용해 선언하면 된다.

interface Movable {
    void walk();
    void run();
}

class Character implements Movable {
    @Override
    public void walk() {
        
    }

    @Override
    public void run() {

    }
}

클래스를 상속받을 때는 1개의 클래스만 상속이 가능했는데, 인터페이스는 여러개를 구현할 수 있다.

interface Flyable {
    void fly();
}

class Character implements Movable, Flyable {
    @Override
    public void walk() {

    }

    @Override
    public void run() {

    }

    @Override
    public void fly() {
        
    }
}

 

익명 클래스를 이용한 인터페이스 구현

Java 는 익명 클래스라는 것이 있다. 이름이 없는 클래스라고 해서 익명 클래스라고 하고, 일회용 클래스로 쓰인다. 클래스의 선언과 객체의 생성을 동시에 하는 것이다.

interface Movable {
    void walk();
    void run();
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Movable movable = new Movable() {
            @Override
            public void walk() {
                
            }

            @Override
            public void run() {

            }
        };
    }

}

익명 클래스는 생성자를 가질 수 없다. 단 하나의 클래스를 상속받거나, 단 하나의 인터페이스만을 구현할 수 있다.

 

인터페이스 상속

인터페이스는 인터페이스로부터만 상속 받을 수 있다. 그리고 클래스와는 다르게 인터페이스는 다중 상속 받을 수 있다.
extends 키워드를 사용해 다른 인터페이스를 상속 받을 수 있다.

interface InterfaceA {
    void methodA();
}

interface InterfaceB {
    void methodB();
}

interface InterfaceC extends InterfaceA, InterfaceB {
    void methodC();
}

InterfaceC 인터페이스를 구현하면 InterfaceA, B, C 에 있는 메서드를 모두 구현해야 한다.

class ClassA implements InterfaceC {
    @Override
    public void methodA() {
        
    }

    @Override
    public void methodB() {

    }

    @Override
    public void methodC() {

    }
}

 

인터페이스 레퍼런스를 통해 구현체를 사용하는 방법

인터페이스를 구현한 클래스는 인터페이스와 부모 - 자식 관계라고 할 수 있기 때문에,
해당 인터페이스 타입의 참조변수로 이를 구현한 클래스의 인스턴스를 참조할 수 있다.

interface InterfaceA {
    void methodA();
}

interface InterfaceB {
    void methodB();
}

interface InterfaceC extends InterfaceA, InterfaceB {
    void methodC();
}

class ClassA implements InterfaceC {
    @Override
    public void methodA() {

    }

    @Override
    public void methodB() {

    }

    @Override
    public void methodC() {

    }
}

 

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        InterfaceA interfaceA = new ClassA();
        interfaceA.methodA();

        InterfaceB interfaceB = new ClassA();
        interfaceB.methodB();

        InterfaceC interfaceC = new ClassA();
        interfaceC.methodA();
        interfaceC.methodB();
        interfaceC.methodC();
    }

}

당연히, 참조변수의 타입에 따라 참조할 수 있는 멤버는 달라진다.

 

인터페이스의 기본 메서드 (Default Method), 자바 8

JDK 1.8 부터 인터페이스에 Default Method 를 추가할 수 있게 되었다.

public interface 인터페이스명 {

    default 반환타입 메서드명() {
    }
    
}

인터페이스에 메서드를 하나 추가한다는 것은 해당 인터페이스를 구현한 기존의 모든 클래스들이 새로 추가된 메서드를 구현해야한다는 것이다. 

인터페이스가 변경되지 않으면 가장 좋겠지만, 아무리 설계를 잘해도 언젠가 변경은 발생하기 때문에, 결국 Default Method 는 하위 호환성을 위해서 고안된 것이다.

Default Method 는 구현체를 제공하는 것이고, 추상 메서드가 아니기 때문에 해당 인터페이스를 구현한 클래스들은 변경하지 않아도 된다.

아래는 이펙티브 자바에서 나온 디폴트 메서드에 대한 내용이다.

이펙티브 자바 Item 20 참고, '추상 클래스보다는 인터페이스를 우선하라'

... 디폴트 메서드를 제공할 때는 상속하려는 사람을 위한 설명을 문서화 해야한다. (@implSpec 사용)
... 많은 인터페이스가 equals, hashCode 와 같은 Object 의 메서드를 정의하고 있지만, 이들은 디폴트 메서드로 제공해서는 안된다.

이펙티브 자바 Item 21 참고, '인터페이스는 구현하는 쪽을 생각해 설계하라'

... 디폴트 메서드를 선언하면, 그 인터페이스를 구현한 후 디폴트 메서드를 재정의하지 않은 모든 클래스에서 디폴트 구현이 쓰이게 된다. 이처럼 자바에도 기존 인터페이스에 메서드를 추가하는 길이 열렸지만 모든 기존 구현체들과 매끄럽게 연동되리라는 보장은 없다. 자바 7 까지의 세상에서는 모든 클래스가 "현재의 인터페이스에 새로운 메서드가 추가될 일은 영원히 없다"고 가정하고 작성됐으니 말이다. 디폴트 메서드는 구현 클래스에 대해 아무것도 모른 채 합의 없이 무작정 '삽입' 될 뿐이다.
... 하지만 생각할 수 있는 모든 상황에서 불변식을 해치지 않는 디폴트 메서드를 작성하기란 어려운 법이다.
... 디폴트 메서드는 컴파일에 성공하더라도 기존 구현체에 런터임 오류를 일으킬 수 있다.

인터페이스를 설계는 언제나 많은 것을 고려하고 생각해서 해야하는 것 같다.

 

인터페이스의 static 메서드, 자바 8

JDK 1.8 부터 인터페이스에 Static Method 를 추가할 수 있게 되었다. static 메서드는 인스턴스와 관계가 없는 독립적인 메서드이기 때문에 예전부터 인터페이스에 추가하지 못할 이유가 없었다.

public interface 인터페이스명 {
    
    static 반환타입 메서드명() {
    }
    
}

자바의 정석 참고

... 자바를 보다 쉽게 배울 수 있도록 규칙을 단순히 할 필요가 있어서 인터페이스의 모든 메서드는 추상 메서드이어야 한다는 규칙에 예외를 두지 않았다. 덕분에 인터페이스와 관련된 static 메서드는 별도의 클래스에 따로 두어야 했다.

대표적인 예로 java.util.Collection 인터페이스가 있다. static 메서드를 추가할 수 없었기 때문에 별도의 Collections 라는 클래스에 들어가게 되었다. 만약 인터페이스에 static 메서드를 추가할 수 있었다면, Collections 클래스는 존재하지 않았을 것이다. 

(이런 이유가!!)

인터페이스의 private 메서드, 자바 9

자바 9 부터 인터페이스에 private method, static private method 를 추가할 수 있다.

private 메서드를 추가함으로써 인터페이스 내부에서 코드 재사용성을 높일 수 있게 되었다. 외부에 메서드를 노출시킬 필요 없이 디폴트 메서드에서 코드를 공유해 사용할 수 있다.

interface MyInterface {
    default void methodA() {
        calculateSomething();
    }

    default void methodB() {
        calculateSomething();
    }

    private void calculateSomething() {

    }
}

private 메서드는 4가지 규칙이 있다.

1. Private interface method 는 추상 메서드가 될 수 없다. 메서드를 정의해놔야 한다.
2. Private method 는 인터페이스 내부에서만 사용될 수 있다.
3. Private static method 는 다른 static 메서드, non-static 메서드에서 사용될 수 있다.
4. Private non-static methods 는 private static methods 내부에서 사용될 수 없다.

 

References

자바의 정석 (www.yes24.com/Product/Goods/24259565)
이펙티브 자바 (www.yes24.com/Product/Goods/65551284)
howtodoinjava.com/java9/java9-private-interface-methods/