Optional이란?

1. Optional이란? Optional 개념 및 사용법

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[ NPE(NullPointerException) 이란? ]

개발을 할 때 가장 많이 발생하는 예외 중 하나가 바로 NPE(NullPointerException)이다. NPE를 피하려면 null 여부를 검사해야 하는데, null 검사를 해야하는 변수가 많은 경우 코드가 복잡해지고 번거롭다. 그래서 null 대신 초기값을 사용하길 권장하기도 한다.

List<String> names = getNames();
names.sort(); // names가 null이라면 NPE가 발생함

List<String> names = getNames();
// NPE를 방지하기 위해 null 검사를 해야함
if(names != null){
    names.sort();
}

 

 

[ Optional이란? ]

Java8에서는 Optional<T> 클래스를 사용해 NPE를 방지할 수 있도록 도와준다. Optional<T>는 null이 올 수 있는 값을 감싸는 Wrapper 클래스로, 참조하더라도 NPE가 발생하지 않도록 도와준다. Optional 클래스는 아래와 같은 value에 값을 저장하기 때문에 값이 null이더라도 바로 NPE가 발생하지 않으며, 클래스이기 때문에 각종 메소드를 제공해준다.

public final class Optional<T> {

  // If non-null, the value; if null, indicates no value is present
  private final T value;
   
  ...
}

출처: https://mangkyu.tistory.com/70 [MangKyu's Diary:티스토리]

 

2. Optional 활용하기

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[ Optional 생성하기 ]

Optional.empty() - 값이 Null인 경우

Optional은 Wrapper 클래스이기 때문에 값이 없을 수도 있는데, 이때는 Optional.empty()로 생성할 수 있다.

Optional<String> optional = Optional.empty();

System.out.println(optional); // Optional.empty
System.out.println(optional.isPresent()); // false

 

 

Optional 클래스는 내부에서 static 변수로 EMPTY 객체를 미리 생성해서 가지고 있다. 이러한 이유로 빈 객체를 여러 번 생성해줘야 하는 경우에도 1개의 EMPTY 객체를 공유함으로써 메모리를 절약하고 있다.

public final class Optional<T> {

    private static final Optional<?> EMPTY = new Optional<>();
    private final T value;
    
    private Optional() {
        this.value = null;
    }

    ...

}

 

 

 

 

Optional.of() - 값이 Null이 아닌 경우

만약 어떤 데이터가 절대 null이 아니라면 Optional.of()로 생성할 수 있다. 만약 Optional.of()로 Null을 저장하려고 하면 NullPointerException이 발생한다.

// Optional의 value는 절대 null이 아니다.
Optional<String> optional = Optional.of("MyName");

 

 

 

 

 

Optional.ofNullbale() - 값이 Null일수도, 아닐수도 있는 경우

만약 어떤 데이터가 null이 올 수도 있고 아닐 수도 있는 경우에는 Optional.ofNullbale로 생성할 수 있다. 그리고 이후에 orElse 또는 orElseGet 메소드를 이용해서 값이 없는 경우라도 안전하게 값을 가져올 수 있다.

// Optional의 value는 값이 있을 수도 있고 null 일 수도 있다.
Optional<String> optional = Optional.ofNullable(getName());
String name = optional.orElse("anonymous"); // 값이 없다면 "anonymous" 를 리턴

 

 

 

[ Optional 사용법 예시 코드 ]

Optional 사용법 예시 (1)

기존에는 아래와 같이 null 검사를 한 후에 null일 경우에는 새로운 객체를 생성해주어야 했다. 이러한 과정을 코드로 나타내면 다소 번잡해보이는데, Optional<T>와 Lambda를 이용하면 해당 과정을 보다 간단하게 표현할 수 있다.

// Java8 이전
List<String> names = getNames();
List<String> tempNames = list != null 
    ? list 
    : new ArrayList<>();

// Java8 이후
List<String> nameList = Optional.ofNullable(getNames())
    .orElseGet(() -> new ArrayList<>());

 

 

 

Optional 사용법 예시 (2)

예를 들어 아래와 같은 우편번호를 꺼내는 null 검사 코드가 있다고 하자. 이 코드는 null 검사 때문에 상당히 복잡하다.

public String findPostCode() {
    UserVO userVO = getUser();
    if (userVO != null) {
        Address address = user.getAddress();
        if (address != null) {
            String postCode = address.getPostCode();
            if (postCode != null) {
                return postCode;
            }
        }
    }
    return "우편번호 없음";
}

 

 

하지만 Optional을 사용하면 이러한 코드를 아래와 같이 표현할 수 있다.

public String findPostCode() {
    // 위의 코드를 Optional로 펼쳐놓으면 아래와 같다.
    Optional<UserVO> userVO = Optional.ofNullable(getUser());
    Optional<Address> address = userVO.map(UserVO::getAddress);
    Optional<String> postCode = address.map(Address::getPostCode);
    String result = postCode.orElse("우편번호 없음");

    // 그리고 위의 코드를 다음과 같이 축약해서 쓸 수 있다.
    String result = user.map(UserVO::getAddress)
        .map(Address::getPostCode)
        .orElse("우편번호 없음");
}

 

 

 

Optional 사용법 예시 (3)

예를 들어 아래와 같이 이름을 대문자로 변경하는 코드에서 NPE 처리를 해준다고 하자.

String name = getName();
String result = "";

try {
    result = name.toUpperCase();
} catch (NullPointerException e) {
    throw new CustomUpperCaseException();
}

 

 

위의 코드는 다소 번잡하고 가독성이 떨어지는데 이를 Optional를 활용하면 아래와 같이 표현할 수 있다.

Optional<String> nameOpt = Optional.ofNullable(getName());
String result = nameOpt.orElseThrow(CustomUpperCaseExcpetion::new)
                  .toUpperCase();

 

 

 

[ Optional 정리 ]

Optional은 null 또는 값을 감싸서 NPE(NullPointerException)로부터 부담을 줄이기 위해 등장한 Wrapper 클래스이다. Optional은 값을 Wrapping하고 다시 풀고, null 일 경우에는 대체하는 함수를 호출하는 등의 오버헤드가 있으므로 잘못 사용하면 시스템 성능이 저하된다. 그렇기 때문에 메소드의 반환 값이 절대 null이 아니라면 Optional을 사용하지 않는 것이 좋다. 즉, Optional은 메소드의 결과가 null이 될 수 있으며, null에 의해 오류가 발생할 가능성이 매우 높을 때 반환값으로만 사용되어야 한다. 또한 Optional은 파라미터로 넘어가는 등이 아니라 반환 타입으로써 제한적으로 사용되도록 설계되었는데, 이것은 이어지는 포스팅에서 살펴보도록 하자.

 

출처: https://mangkyu.tistory.com/70 [MangKyu's Diary:티스토리]