Optional 잘 쓰는 법1 - 언제 쓸까?

Optional을 사용하는 이유?

Optional은 null일 가능성이 있는 객체를 wrapping한다. (Optional 또한 객체이다) 왜 객체를 wrapping할까?

null 객체를 참조하여 메소드 호출 시, NPE(NullPoiterException)가 발생한다. 따라서 객체가 null일 가능성이 있다면, 객체 참조 전에 null 인지 검사하는 코드가 있어야 한다. 그러나 검사 코드를 추가하면 가독성이 떨어지고 복잡해진다(프로그램이 커질수록 더). Optional은 null일 수도 있는 객체를 NPE 없이, null 처리하기 위해 사용한다.

✨ 반환값이 null일 가능성이 있을 때, NPE를 방지하고 null 처리를 간단하기 위해 사용한다.

물론 NPE를 무조건 피해야 하는 건 아니다. NPE가 발생하여 개발자에게 보고하는 게 좋은 상황도 있다. 체크예외를 언체크 예외로 던져주는 게 좋은 이유랑 같다. 관련 설명 참고 (댓글 중에...) , it's much better to use [NPE가 발생하는 상황] as you will see a NullPointerException which will indicate that your program has a bug

아래처럼 객체가 null일 가능성이 있는 경우, Optional을 사용하여 간단하고 안전하게 null 처리를 할 수 있다.

// 객체가 null이면 NPE 발생
Person p = <value or null> ; // 만약 반환값이 null이라면
p.doSomeThing(); // NPE 발생

// NPE 방지 위해 객체가 null인지 사전 검사해야 한다.
if (person != null) {
	Company compay = person.getCompany();
	if (compay != null) {
		return person.doSomeThing();	// 이런 식으로 계속 if문 검사를 해주면 가독성이 떨어지고 복잡하다.
	} else {
		// ...
	}
} else {
	// ...
}

아래는 Optional 클래스이다. 감싸고자하는 객체를 value에 저장한다. 따라서 null 이더라도 객체 참조 시 NPE가 발생하지 않는다.

public final class Optional<T> {

  private final T value;
  ...
}

Optional 사용하기

Optional 객체 생성하기

Optional.empty() : 비어있는 객체 생성용
Optional.of() : 값이 있는 객체 생성용
- 이 메소드로 null 객체를 생성할 수 없다. null을 넣으면 NPE 발생한다. 참고 링크
- 일부러 null이면 NPE를 발생시켜 개발자에게 보고해야 할 경우 사용할 수도 있다.
Optional.ofNullbale() : 값이 null일 수도, 아닐 수도 있는 경우
- 값이 없을 때 NPE를 발생시키지 않고, 로직을 계속 진행할 때 사용

// 1) null일 경우
Optional<String> opt = Optional.empty(); 

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

// 2) 객체가 있는 경우
Optional<String> opt = Optional.of(value);

// 3) 객체가 있을 수도 있고, null일 수도 있는 경우
Optional<String> opt = Optional.ofNullable( <value or null> );
System.out.println(opt); //Optional.empty 혹은 객체

Null인지 체크하기

isPresent() : Optional에 값이 있으면 True
isEmpty() : Optional에 값이 없으면 True
ifPresent() : 만약 값이 있는 경우 ( 괄호 ) 내부 로직을 처리한다.

위 메소드들은 Optional에서 값을 꺼낼 때, get() 사용전에 값의 null여부를 체크하기 위해 사용한다. 만약 Optional 안에 null인데 get()을 호출할 경우 NoSuchElementException 이 발생한다. ⇒ Optional을 사용해서 NPE는 피했지만 다른 에러 발생하여, Optional을 쓰는 의미가 없다.

Optional<Integer> opt = Optional.ofNullbale(<value or null>);

// Bad : Optional 안에 null이라면 NoSuchElementException 발생
Integer data = opt.get();

// Good : Optional 안에 null 여부를 체크 해주어야 한다.
if (opt.isPresent()){ 
	Integer data = opt.get();
}

여기서는 isPresent()로 null여부를 판단한 뒤, get()으로 값을 꺼냈다. 그러나 이 두 가지를 한번에❗ 처리할 수 있는 메소드가 있다. null 체크 후에 값을 꺼내야하는 상황이면 다음의 메소드를 사용하는 게 간결하고 가독성 좋다.

Null일 경우 대체할 값 정하기

다음 메소드들은 Optional에 값이 있으면 가져오고,

Optional 안에 null이라면,

orElse(T) : 괄호 내부 값을 리턴한다.
orElseGet(Supplier) : 괄호 내부의 메소드를 실행한다.
orElseThrow() : 에러를 던진다.

orElse와 orElseGet의 차이 ? ⇒ 내용이 좀 있어서 다음 글에서 자세히 다룬다.

비싼 Optional은 잘 써야 한다.

Optional은 객체를 한번 감싸기 때문에 오버헤드가 발생한다. 일반 객체를 한번 더 감싸기에 메모리도 더 사용하고, 접근도 오래 걸린다. 따라서 꼭 필요한 상황에서만 써야한다. 잘못 사용하는 경우, 비싼 Optional보다 null 검사(if문)이 더 효율적일 수 있다.

글 초반에 Optional을 사용하는 이유를 다음과 같이 이야기했다.

❕ 반환값이 null일 가능성이 있는 객체인 경우, NPE를 방지하고 null 처리를 간단하기 위해 사용한다.

위 문장에 언제 사용해야 하는 지가 다 담겨있다.

반환값이 → 반환값에만O, 멤버필드/파라미터/생성자 등에 사용X
null일 가능성이 있는 객체인 경우 → 확실히 null인 경우 사용X
NPE를 방지하고 → NPE를 발생시키는 게 더 좋은 상황은 사용X
null 처리를 간단하기 위해 → Optional 사용해서 null 처리가 더 번거로워 질 경우 사용X

구체적인 예를 보자

Optional은 이렇게 쓰자

Optional 변수가 값이 없다면 null을 할당하지 말자. (단, 단순 값이 없음을 표현하려면 null을 쓰자! 참조할 상황에서는 NPE 발생할 수 있으니까 Optional을 쓰는 것이다!) 대신에 Optional.empty()를 사용하자. Optional.empty()는 싱글톤 패턴으로 되어있기 때문에 효율적으로 사용할 수 있다.

파라미터/생성자/필드 타입 등에는 쓰지 말자. 파라미터로 받은 함수 내부에서는 어차피 null인지 검사해주어야 한다. 굳이 비싼 Optional을 쓰지 말자. → 반환값에만 사용하자.

// Bad
public void countCookie(Optional<Cookie> myCookie) {
	myCookie.ifPresent(~).get(~);
}

// Good : 파라미터는 그냥 null체크를 해주자
public void countCookie(Cookie myCookie) {
	if (myCookie != null) {
		// 로직
	}
}

Optional은 직렬화할 수 없다. 따라서 직렬화 + Optional이 둘다 필요하다면 ⇒ 멤버필드로 설정하지 말고, 다음처럼 메소드의 리턴값을 Optional으로 설계하자.

// Bad : Optional + 직렬화X
public class Person {
    private String name;
    private Optional<String> email = Optional.empty(); // 직렬화X!
}

// Good : Optional + 직렬화O
public class Person {
    private String name;
    public Optional<Car> getCarAsOptional() {
        return Optional.ofNullable(car);
    }
}

Optional은 비싸기 때문에 단순 값을 꺼낼 거라면 사용하지 말자. (참조해서 NPE가 발생할 경우에만 사용하자) 혹은 Collection/배열의 비어있음을 표현하려면 Optional이 아닌 빈 Collection/배열을 사용하자.

정리하면

Optional은 null인 객체에 잘못 접근하여 NPE가 발생하는 상황을 방지하고, 효율적으로 대처할 수 있다. Optional을 사용하면 빈 객체이더라도 참조하여 메소드를 실행시킬 때 NPE를 발생시키지 않는다. 뿐만 아니라 null일 때의 대처 전략을 효율적으로 세울 수 있다. (단순 if문의 반복이 아니라 메소드 하나로 처리 가능)
그러나 Optional은 객체를 한번 더 감싸기에 오버헤드가 있다. 따라서 꼭 필요한 상황들에 적용해야 한다. ⇒ 반환값이 null일 가능성이 있는 객체인 경우, NPE를 방지하고 null 처리를 간단하기 위해 사용하자❗

Reference

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Last updated 1 year ago