04.매일 자바와 함께

Optional Class

Optional 형식을 통해 도메인 모델의 의미를 명확히 만들고, null 참조 대신 값이 없는 상황을 표현해 보자.

Null 참조의 문제점

• 에러의 근원 : NullPointerException

• 코드를 어지럽힘 : null 확인 코드

• 아무 의미가 없음 : null 은 아무 의미도 표현하지 않는다.

• 자바 철학에 위배 : 자바는 개발자로부터 모든 포인터를 숨겼지만 null 포인터는 예외

• 형식 시스템에 구멍을 만듦 : null의 의미를 알 수 없음

java.util.Optional<T>

• 값이 있을 경우 Optional 클래스는 값을 감싼다.

• 값이 없으면 Optional.empty

Optional 적용 패턴

Optional 객체 만들기

• 빈 Optional

  Optional<Car> optCar = Optional.empty();

• null이 아닌 Optional

  Optional<Car> optCar = Optional.of(car);

• null 값으로 Optional 만들기

  Optional<Car> optCar = Optional.ofNullable(car);

Map으로 Optional 값을 추출하고 변환하기

Optional<Insurance> optInsurance = Optional.ofNullable(insurance);
Optional<String> name = optInsurance.map(Insurance::getName);

flatMap으로 Optional 객체 연결

Optional<Person> optPerson = Optional.of(person);
Optional<String> name = optPerson.flatMap(Person::getCar)
    							.flatMap(Car::getInsurance)
							    .map(Insurance::getName)
    							.orElse("Unkown");

Optional의 직렬화 불가

• Optional은 Serializable Interface를 구현하지 않는다.

• Optional 클래스를 필드 형식으로 사용할 수 없으니, Optional 로 값을 반환받을 수 있는 메서드를 추가하자.

  public class Person {
      private Car car;
      public Optional<Car> getCarAsOptional() {
          return Optional.ofNullable(car);
      }
  }

Optional 스트림 조작

public Set<String> getCarInsuranceNames(List<Person> persons) {
    Stream<Optional<String>> stream =  persons.stream()
        .map(Person::getCar) //return Stream<Optional<Car>>
        .map(optCar -> optCar.flatMap(Car::getInsurance)) //return Optional<Insurance>
        .map(optInsurance -> optInsurance.map(Insurance::getName)) //return Optional<String> mapping
        .flatMap(Optional::stream) //return Stream<Optional<String>>
        .collect(toSet());
    
    return stream.filter(Optional::isPresent) //null이 아닌 값만 전달
        		.map(Optional::get)
        		.collect(toSet());
}

Default Action & Optional unwrap

• get() : Optional 에 값이 반드시 있을 경우 사용하자. (없을 경우 NoSuchElementException 발생)

• orElse(T other) : Optional이 값을 포함하지 않을 때 기본값 제공

• orElseGet(Supplier<? extends T> other) : Optional 이 비어있을 경우 기본값 생성

• orElseThrow(Supplier<? extends X> exceptionSupplier) : Optional이 비어있을 때 예외 발생

• ifPresent(Comsumer<? super T> consumer) : 값이 존재할 경우 인수로 넘겨준 동작 실행

• ifPresentOrElse(Comsumer<? super T> action, Runnable emptyAction) : Optional 이 비었을 때 실행할 수 있는 Runnable을 인수로 받음

두 Optional 합치기

• Before

public Optional<Insurance> nullSafeFindCheapestInsurance(Optional<Person> person, Optional<Car> car) {
    if (person.isPresent() && car.isPresent()) {
        return Optional.of(findCheapestInsurance(person.get(), car.get()));
    } else {
        return Optional.empty();
    }
}

• After

public Optional<Insurance> nullSafeFindCheapestInsurance(Optional<Person> person, Optional<Car> car) {
    return person.flatMap(p -> car.map(c -> findCheapestInsurance(p, c)));
}

필터로 특정 값 거르기

• Optional 에 값이 있을 경우 filter 동작

Optional<Insurance> optInsurance = Optional.of(insurance);
optInsurance.filter(insurance ->
                   "CambridgeInsurance".equals(insurance.getName()))
    			.ifPresent(x -> System.out.pringln("ok"));

int minAge = 20;
Optional<Person> optPerson = Optional.of(person);
//Person이 minAge 이상의 나이일 경우에만 보험회사 이름 반환
Optional<String> name = optPerson.filter(p -> p.getAge() >= minAge)
							    .flatMap(Person::getCar)
    							.flatMap(Car::getInsurance)
							    .map(Insurance::getName)
    							.orElse("Unkown");

Reference

• Optional Class Method

Optional 활용

잠재적으로 null이 될 수 있는 대상을 Optional로 감싸기

Optional<Object> value = Optional.ofNullable(map.get("key"));

예외와 Optional 클래스

• 예외를 빈 Optional로 처리하기

  //OptionalUtility.java
  public static Optional<Integer> stringToInt(String s) {
      try {
          return Optional.of(Integer.parseInt(s));
      } catch {
          return Optional.empty();
      }
  }

기본형 Optional 을 사용하지 말자

• 기본형 Optional 에는 OptionalInt, OptionalLong, OptionalDouble 등이 있다.

  • 이 기본형 특화 Optional은 다른 일반 Optional과 혼용할 수 없다.

응용

• Optional로 프로퍼티에서 지속 시간 읽기

  public int readDuration(Properties props, String name) {
      return Optional.ofNullable(props.getProperty(name)) //null일 경우 Optional 처리
          			.flatMap(OptionalUtility::stringToInt) //OptionalUtility.stringToInt 메서드 참조
          			.filter(i -> i > 0) //음수 필터링
          			.orElse(0); //기본값 0
  }

Date & Time API

java.time

• java.time package 는 LocalDate, LocalTime, LocalDateTime, Instant, Duration, Period 등 새로운 클래스를 제공

LocalDate

• 시간을 제외한 날짜를 표현하는 불변 객체

• 생성

  LocalDate date = LocalDate.of(2022, 1, 1);
  
  //현재 날짜 정보
  LocalDate today = LocalDate.now();
  
  //parse 정적 메서드 사용
  LocalDate date = LocalDate.parse("2022-01-01");

• 사용

  int year = date.getYear(); // 2022
  int monthValue = date.getMonthValue(); // 1
  Month month = date.getMonth(); // JANUARY
  int day = date.getDayOfMonth(); // 1
  DayOfWeek dow = date.getDayOfWeek(); // SATURDAY
  int len = date.lengthOfMonth(); // 31 (days in JANUARY)
  boolean leap = date.isLeapYear(); // false (not a leap year), 윤년 여부
  System.out.println(date); //2022-01-01
  
  //TemporalField를 이용한 LocalDate 값 읽기
  int year = date.get(ChronoField.YEAR); // 2022
  int month = date.get(ChronoField.MONTH_OF_YEAR); // 1
  int day = date.get(ChronoField.DAY_OF_MONTH); // 1

LocalTime

• 날짜를 제외한 시간을 표현하는 불변 객체

• 생성

  LocalTime time = LocalTime.of(12, 34, 56); // 12:34:56
  
  //parse 정적 메서드 사용
  LocalTime time = LocalTime.parse("12:34:56");

• 사용

  int hour = time.getHour(); // 12
  int minute = time.getMinute(); // 34
  int second = time.getSecond(); // 56

LocalDateTime

• 날짜와 시간을 모두 표현

• 생성

  //2022-01-01T12:34:56
  LocalDateTime dt1 = LocalDateTime.of(2022, Month.JANUARY, 1, 12, 34, 56);
  
  // LocalDate + LocalTime
  LocalDateTime dt2 = LocalDateTime.of(date, time);
  
  // LocalDate <- atTime
  LocalDateTime dt3 = date.atTime(12, 34, 56);
  
  // LocalDate <- LocalTime
  LocalDateTime dt4 = date.atTime(time);
  
  // LocalTime <- LocalDate
  LocalDateTime dt5 = time.atDate(date);

• 사용

  LocalDate date1 = dt1.toLocalDate();
  LocalTime time1 = dt1.toLocalTime();

Instant

• 기계 전용 유틸리티

• Unix epoch time 기준으로 특정 지점까지의 시간을 초로 표현

• 나노초(10억분의 1초)의 정밀도 제공

  Instant.ofEpochSecond(3);
  Instant.ofEpochSecond(3, 0);
  Instant.ofEpochSecond(2, 1_000_000_000); //1초 후의 나노초
  Instant.ofEpochSecond(4, -1_000_000_000); //4초 전의 나노초

Duration

• 두 시간 객체 사이의 지속시간 Docs

  Duration d1 = Duration.between(time1, time2);
  Duration d2 = Duration.between(dateTime1, dateTime2);
  Duration d3 = Duration.between(instant1, instant2);
  
  //시간 객체를 사용하지 않고 생성
  Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3);
  Duration threeMinutes = Duration.ofMinutes(3, ChronoUnit.MINUTES);

Period

• 두 시간 객체 사이의 지속 시간을 년,월,일로 표현할 경우 Docs

  Period tenDays = Period.between(LocalDate.of(2022, 1, 1),
                                 LocalDate.of(2022, 1, 11));
  
  //시간 객체를 사용하지 않고 생성
  Period tenDays = Period.ofDays(10);
  Period threeWeeks = Period.ofWeeks(3);
  Period twoYearsSixMonthsOneDay = Period.of(2, 6, 1);

간격을 표현하는 날짜와 시간 클래스의 공통 메서드

- between
- from
- of
- parse
- addTo
- get
- isNegative
- isZero
- minus
- multipliedBy
- negated
- plus
- subtractFrom