[아이템 32] 제네릭과 가변인수를 함께 쓸 때는 신중하라

[아이템 32] 제네릭과 가변인수를 함께 쓸 때는 신중하라.

가변인수와 제네릭은 자바 5에 함께 추가되었는데 이 둘은 서로 어울리지 않습니다.
가변인수(varargs)란 메서드에 넘기는 인수의 개수를 클라이언트가 조절할 수 있게 해주는 것입니다. 구현 방식에 허점이 있습나다. 가변인수 메서드를 호출하면 가변인수를 담기 위한 배열이 자동으로 하나 만들어집니다. 그런데 내부로 감춰야 했을 이 배열을 그만 클라이언트에 노출하는 문제가 생겼습니다. 그 결과 verargs 매개변수에 제네릭이나 매개변수화 타입이 포함되면 알기 어려운 컴파일 경고가 발생합니다.

실체화 불가 타입은 런타임에 컴파일보다 타입 관련 정보를 적게 담고 있습니다. 그리고 거의 모든 제네릭과 매개변수화 타입은 실체화되지 않습니다. 메서드 선언할 때 실체화 불가 타입으로 varargs 매겨변수를 선언하면 컴파일러가 경고를 보냅니다. 가변인수 메서드를 호출할 때도 varags 매개변수가 실체화 불가 타입으로 추론되면, 그 호출에 대해서도 경고를 냅니다.

매개변수화 타입의 변수가 타입이 다른 다른 객체를 참조하면 힙 오염이 발생합니다. 이렇게 다른 타입 객체를 참조하는 상황에서는 컴파일러가 자동 생성한 형변환이 실패할 수 있으니, 제네릭 타입 시스템이 약속한 타입 안전성의 근간이 흔들려버립니다. 다음 메서드를 예로 생각해봅시다.

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  static void dangerous(List<String>... stringList) {
    List<Integer> integerList = Collections.singletonList(42);
    Object[] objects = stringList;
    objects[0] = integerList;  // 힙 오염
    String s = stringList[0].get(0); // ClassCaseException
  }

가변인수와 제네릭을 사용하는 메서드는 대표적으로 Arrys.asList, Collections.addAll등이 있습니다. JAVA 7부터는 @SafeVarargs 에너테이션을 사용해서 그 메서드가 타입 안전성을 보장한다는 걸 알려줄 수 있습니다.

메서드가 이 배열에 아무것도 저장하지 않는다면 괜찮지만 아무것도 저장하지 않고도 타입 안전성을 깨뜨릴 수 있습니다.

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static <T> T[] toArrays(T... args) {
    return args;
}

이 메서드가 반환하는 타입은 이 메서드에 인수를 넘기는 컴파일타임에 결정되는데, 그 시점에는 컴파일러에게 충분한 정보가 주이지지 않아 타입을 잘못 판단할 수 있습니다. 따라서 varargs 매개변수 배열을 그대로 반환하면 힙 오염을 이 메서드를 호출한 쪽의 콕스 택으로 까지 전이할 수도 있습니다.

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  static <T> T[] pickTwo(T a, T b, T c) {
    switch (ThreadLocalRandom.current().nextInt(3)) {
      case 0: return toArrays(a, b);
      case 1: return toArrays(a, c);
      case 2: return toArrays(c, b);
    }
    throw new AssertionError();
  }

toArray 메서드가 돌려준 이 배열이 그대로 pickTwo를 호출한 클라이언트까지 전달되는데 항상 Object[] 타입 배열을 반환하게 됩니다.

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String[] attributes = pickTwo("좋은", "빠른", "저렴한");

런타임시 ClassCastException을 던집니다. pickTwo에서 Object[]을 반환하는데 String[]으로 변환하려고 해서 예외가 발생합니다.
배열 내용의 일부 함수를 호출하는(varargs를 받지 않는)일반 메서드에 넘기는 것은 안전합니다.

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  @SafeVarargs
  static <T> List<T> flatten(List<? extends T>... lists) {
    List<T> result = new ArrayList<>();
    for (List<? extends T> list : lists) {
      result.addAll(list);
    }
    return result;
  }

임의 개수의 리스트를 받아서, 순서대로 그 안의 모든 원소를 하나의 리스트로 옮겨 반환하는 메서드입니다. @SafeVarargs 애너테이션은 안전하지 않은 varargs 메서드에는 절대 작성해서는 안 됩니다. 힙 오염 경고가 뜨면 무조건 검증을 해야합니다. 그리고 재정의할 수 없는 메서드에만 달아야 합니다. 재정의한 메서드도 안전할지는 보장할 수 없기 때문입니다.

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  static <T> List<T> flatten(List<List<? extends T>> lists) {
    List<T> result = new ArrayList<>();
    for (List<? extends T> list : lists) {
      result.addAll(list);
    }
    return result;
  }

위와 같이 @SafeVarargs 애너테이션을 사용하지 않고 verargs 매개변수를 List 매개변수로 바꿀 수도 있습니다.

정리

가변인수와 제네릭은 궁합이 좋지 않습니다.
가변인수 기능은 배열을 노출하여 추상화가 완벽하지 못하고, 배열과 제네릭의 타입 규칙이서 서로 다르기 때문입니다.
제네릭 verargs 매개변수는 type safe하지 않지만, 허용됩니다.
verargs 매개변수를 사용하려면 타입이 안전한지 확인하고 @SafeVarargs 애너테이션을 이용합시다.

Effective Java 3E - 4장 제네릭

[아이템 32] 제네릭과 가변인수를 함께 쓸 때는 신중하라.

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