<aside> 💡 불변 클래스란, 그 인스턴스의 내부 값을 수정할 수 없는 클래스다!

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• 불변 인스턴스의 정보는 고정되어 객체가 파괴되는 순간까지 절대 달라지지 않는다.
  • 가변 클래스보다 설계하고 구현하고 사용하기 쉽고, 오류가 생길 여지도 적고, 훨씬 안전하다.

클래스를 불변으로 만들기 위한 다섯 가지 규칙들

1. 객체의 상태를 변경하는 메서드를 제공하지 않는다.
2. 클래스를 확장할 수 없도록 한다.
   • 하위 클래스에서 부주의하거나 나쁜 의도로 객체의 상태를 변하게 만드는 사태를 막아준다.
3. 모든 필드를 final 로 선언한다.
   • 시스템이 강제하는 수단을 이용해 설계자의 의도를 명확히 드러낸다.
4. 모든 필드를 private 으로 선언한다.
   • 필드가 참조하는 가변 객체를 클라이언트에서 직접 접근해 수정하는 일을 막아준다.
5. 자신 외에는 내부의 가변 컴포넌트에 접근할 수 없도록 한다.
   • 클래스에 가변 객체를 참조하는 필드가 하나라도 있다면, 클라이언트에서 그 객체의 참조를 얻을 수 없게 해야 한다.

조금 복잡한 예시를 통해 알아보자!

• 사칙연산 메서드들이 인스턴스 자신은 수정하지 않고, 새로운 인스턴스를 만들어 반환한다.
  • 함수형 프로그래밍 : 피연산자에 함수를 적용해 결과를 반환하지만, 피연산자 자체는 그대로!

public final class Complex {

		private final double re;
		private final double im;

		public Complex(final double re, final double im) {
				this.re = re;
				this.im = im;
		}

		public double realPart() {
				return re;
		}

		public double imaginaryPart() {
				return im;
		}

		public Complex plus(final Complex c) {
				return new Complex(re + c.re, im + c.im);
		}

		public Complex minus(final Complex c) {
				return new Complex(re - c.re, im - c.im);
		}

		public Complex times(final Complex c) {
				return new Complex(re * c.re - im * c.im, re * c.im + im * c.re);
		}

		public Complex dividedBy(final Complex c) {
				final double tmp = c.re * c.re + c.im * c.im;
				return new Complex(re * c.re + im * c.im) / tmp, (im * c.re - re * c.im) / tmp);
		}

		@Override
		public boolean equals(final Object o) {
				if (o == this) {
						return true;
				}
				if (!(o instanceof Complex)) {
						return false;
				}
				Complex c = (Complex) o;

				return Double.compare(c.re, re) == 0 && Double.compare(c.im, im) == 0;
		}

		@Override
		public int hashCode() {
				return 31 * Double.hashCode(re) + Double.hashCode(im);
		}

		@Override
		public String toString() {
				return "(" + re " + " + im + "i)";
		}
}

• 함수형 프로그래밍에 익숙하지 않다면 부자연스러워 보일 수 있다.
  • 하지만, 코드에서 불변이 되는 영역의 비율이 높아지는 장점이 있다!

불변 클래스의 장점들

1. 불변 객체는 단순하다.

   • 모든 생성자가 클래스 불변식으로 보장한다면, 그 클래스를 사용하는 프로그래머가 다른 노력을 들이지 않아도 영원히 불변이다.
   • 반면, 가변 객체는 임의의 복잡한 상태에 놓일 수 있다.

2. 불변 객체는 근본적으로 스레드 안전하여 따로 동기화할 필요가 없다.

   • 클래스를 스레드 안전하게 만드는 가장 쉬운 방법이다.

   • 그 어떤 스레드도 다른 스레드에 영향을 줄 수 없으니, 불변 객체는 안심하고 공유할 수 있다.

   • 불변 클래스라면 한 번 만든 인스턴스를 재활용하기 쉽다.

     public static final Complex ZERO = new Complex(0, 0);
     public static final Complex ONE = new Complex(1, 0);
     public static final Complex I = new Complex(0, 1);
     

   • 불변 클래스는 자주 사용되는 인스턴스를 캐싱하여 같은 인스턴스를 중복 생성하지 않게 해주는 정적 팩터리를 제공할 수 있다.