제네릭 공식문서 파해치기 (9)

게시 2024/07/24 업데이트 2024/08/02

By 개발구리🐸 8 분읽는 시간

안녕하세요 오래만에 또 공부한 내용을 정리해 봅니다.

보잘 것 없는 영어 실력으로 번역기 알음알음 돌려가며 봤기 때문에 오역이 있을 수 있습니다.

최대한 혼자서 해보려 했지만 영어가 막혔을 때 큰 도움이 되었던 인파_ 님의 블로그가 정말 대단히 큰 도움이 되었습니다.

Non-Reifiable Types (비실체화 타입)

컴파일러가 타입소거하여 타입 정보가 제거되는 타입을 의미합니다.
무제한 와일드 카드를 제외한 모든 제네릭 타입으로 볼 수 있습니다.

reifiable type (실체화 타입)

실체화 타입은 런타임에 타입 정보를 온전히 사용하는 타입을 의미합니다.
여기에는

기본 타입
- ex) int, boolean, double
비제네릭 타입
- ex) String, Number, Integer
Raw Type
- ex) Map, List, HashMap, ArrayList
무제한 와일드카드 가 포함됩니다.

Heap Pollution (힙 오염)

힙 오염은 힙 영역에 모종의 이유로 잘못된 타입의 객체가 저장되거나 처리되는 것을 의미합니다.
공식 문서에서는

힙 오염은 파라미터화된 타입의 변수에 그 타입과 맞지 않는 객체가 참조될 때 발생합니다.

라고 설명 하고 있으며 아래와 같은 경우 발생할 수 있다 하고 있습니다.

원시 유형과 매개변수화된 유형을 혼합하거나 검사되지 않은 캐스트를 수행할 때 힙 오염이 발생합니다.

하지만 이해가 어렵습니다. 공식 문서의 예제를 보겠습니다.

먼저 아래와 같은 코드가 있다고 가정하겠습니다.

매개 변수의 가변 인수 메서드 예제)

  
public class ArrayBuilder {

  public static <T> void addToList (List<T> listArg, T... elements) {
    for (T x : elements) {
      listArg.add(x);
    }
  }

  public static void faultyMethod(List<String>... l) {
    Object[] objectArray = l;     // Valid
    objectArray[0] = Arrays.asList(42);
    String s = l[0].get(0);       // ClassCastException thrown here
  }

}

여기서 faultyMethod 메서드는 ClassCastException이 발생하게 됩니다.
에러 발생의 원인을 순서대로 따라가 본다면 아래의 순서와 같습니다.

가변 인수인 List<String>... l 은 컴파일 타임에 List<String>[] l 으로 사용됩니다.
이를 Object[] 로 업캐스팅 합니다.
이후 업캐스팅 된 변수 objectArray 의 0 번째에 Arrays.asList(42)로 인해 List<Integer> 가 저장 됩니다.
l[0].get(0) 의 호출 결과는 앞선 Arrays.asList(42)로 인해 Integer 타입을 갖게 되지만 String 으로 받아 ClassCastException 이 발생합니다.

이제 위의 문제가 있는 코드를 사용하는 구문이 있다 가정하겠습니다.

매개 변수의 가변 인수 사용 예제)

  
List<String> stringListA = new ArrayList<String>();
List<String> stringListB = new ArrayList<String>();

ArrayBuilder.addToList(stringListA, "Seven", "Eight", "Nine");
ArrayBuilder.addToList(stringListB, "Ten", "Eleven", "Twelve");
List<List<String>> listOfStringLists =
  new ArrayList<List<String>>();
ArrayBuilder.addToList(listOfStringLists,
  stringListA, stringListB);

ArrayBuilder.faultyMethod(Arrays.asList("Hello!"), Arrays.asList("World!"));

문서에서는 위와 같이 호출할 때 ArrayBuilder.addToList 구문에서 아래의 경고를 발생 시킨다고 합니다.

warning: [varargs] Possible heap pollution from parameterized vararg type T

IDE에 따라 다른 것인지는 모르겠지만 저의 경우에는 아래의 경고를 발생 시킵니다.

Type safety: A generic array of List<String> is created for a varargs parameter

결국 가변 인수가 문제가 된다는 것은 동일한 맥락입니다.

faultyMethod() 가 경고를 발생시키는 부분은 손쉽게 이해할 수 있습니다. 코드를 보면 에러가 발생할 수 밖에 없는 코드니까요. 하지만 ArrayBuilder.addToList 부분은 어째서 경고가 발생하는 것인지 이해가 바로 되지 않습니다. 이 부분에 대해 좀 더 알아보겠습니다.

자바에서는 매개 변수의 배열을 허용하지 않습니다. 가변 인수 제네릭은 컴파일 단계에서 Object[] 가 되기 때문에 어떤 타입이던지 저장할 수 있기 때문에 힙 오염을 발생시킬 위험이 있기 때문입니다.
매개 변수를 가변 인수로 사용할 경우 컴파일러에서는 T... elements 를 배열로 변환하여 T[] elements가 됩니다. 이후 타입 소거 단계에서 T[] elements는 Object[] elements 가 되어 결과적으로는 Object[] elements 가 되어버리는 것 입니다.

ArrayBuilder.addToList 에서 경고가 발생되는 부분은 코드가 틀렸기 때문에 발생하는 경고가 아니기 때문에 이해를 하기 위해선 에러를 발생시킬 수 있는 위험한 코드이기 때문에 우리는 이렇게 작성하지 않기로 약속했기 때문에 경고를 발생시킨다고 생각하면 되겠습니다.
사실 저는 직전까지만해도 경고는 정말 코드에 문제가 있으면 컴파일러가 발생시키는 것이라 생각했습니다.

비실체화 타입 가변 인수를 사용하는 메서드 경고 방지하기

@SafeVarargs 어노테이션 사용하기
@SuppressWarnings({"unchecked", "varargs"}) 어노테이션 사용하기

공식 문서의 내용을 그대로 번역하기에는 저도 이해가 되지 않는 부분이 많습니다. GPT를 활용했고 일부 의역이 있기 때문에 잘못된 부분이 있을 수 있습니다.

참조 : ☕ 자바 제네릭 타입 소거 컴파일 과정 알아보기
참조 : ☕ 힙 오염 (Heap Pollution) 이란?
참조 : 자바 공식 문서(Non-Reifiable Types)

Java

Java Generic