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Java 21 - Sequenced Collections

Java 21?

• 2021년 출시된 Java 17 이후 2년만에 출시된 Java의 4번째 LTS(Long Term Support) 버전
• 주요 변화는 다음과 같다.
  • Sequenced Collections
  • Virtual Thread
  • Record, Switch 개선
• 이 글에서는 Sequenced Collections에 대해 다룬다.

Sequenced Collections

기존 컬렉션은 순서를 다루기 불편함

• 기존 컬렉션 프레임워크는 컬렉션 내 원소들에 순서가 존재할 때 사용되는 문법이 제각각이고, 일부는 가독성도 좋지 않았다.

• 예를 들어, List 인터페이스의 첫 번째와 마지막 원소 접근 코드는 아래와 같다.

  List<String> wordList = new ArrayList<>();
  String firstWord = wordList.get(0); // 첫 번째 원소
  String lastWord = wordList.get(wordList.size() - 1); // 마지막 원소

  마지막 원소 접근의 경우 리스트의 길이에서 1을 뺀 값이 마지막 원소의 인덱스이기 때문에 이를 이용해 획득하고 있음을 알 수 있다.

  알고리즘 문제를 많이 풀어 본 사람들에게는 익숙한 표현법이라 이상함을 느끼지 못할 수도 있겠지만, 메서드명과 파라미터 어디에도 마지막을 의미하는 표현이 없다.

• 이와 달리 Deque 인터페이스의 첫 번째와 마지막 원소 접근 코드는 아래와 같다.

  Deque<String> wordList = new ArrayDeque<>();
  wordList.getFirst();
  wordList.getLast();

  List와 달리 처음과 끝의 원소를 반환한다는 의미가 확실한 두 메서드를 지원하고 있다.

• 문제는, List 구현체를 사용하던 객체에 Deque 구현체를 할당하면서 발생한다.

  • 기존에 get을 통해 원소를 획득하던 부분을 모두 getFirst와 getLast로 바꿔주어야 한다.
  • 이는 확장성 면에서 좋지 않은 변화를 일으킨다고 볼 수 있다.

Sequenced Collections

• 위에서 설명한 바와 같이, 일부 인터페이스에서 가독성이 나쁜 문제도 있었지만 가장 큰 문제는 원소를 다루는 방식이 일관되지 않다는 점이다.

• 이러한 불편함을 해결하기 위해 Java 21에서 도입된 것이 바로 Sequenced Collections이다.

• 추가된 Sequenced Collections의 인터페이스 계층 구조는 아래와 같다.

  

  • 추가된 인터페이스가 기존 List, Deque와 같은 인터페이스의 공통 조상임을 알 수 있다.

• SequencedCollection 인터페이스는 아래와 같은 메서드를 제공한다.

  interface SequencedCollection<E> extends Collection<E> {
      // 역순 조회
      SequencedCollection<E> reversed();
      
  		// 기존 Deque와 동일한 첫/마지막 원소의 생성, 조회, 삭제
      void addFirst(E);
      void addLast(E);
      E getFirst();
      E getLast();
      E removeFirst();
      E removeLast();
  }

• 따라서, 이제 아래와 같은 방식으로 List에서도 명시적으로 첫 번째와 마지막 원소에 접근 또는 추가/삭제가 가능하며, 추후 구현체를 다른 것으로 대체해도 메서드를 일일이 수정하지 않아도 되도록 개선되었다.

  List<String> wordList = new ArrayList<>();
  
  // 생성
  wordList.addFirst(element);
  wordList.addLast(element);
  
  // 조회
  wordList.getFirst();
  wordList.getLast();
  
  // 삭제
  wordList.removeFirst();
  wordList.removeLast();

집합과 맵에 특화된 Sequenced Collections

• 위의 계층도를 확인해보면, 집합과 맵 관련된 인터페이스 2가지가 함께 추가되었음을 알 수 있다.

  

• SequencedSet은 단순히 역순 컬렉션 반환 메서드가 SequencedSet을 반환하도록 재정의하고 있다.

  interface SequencedSet<E> extends Set<E>, SequencedCollection<E> {
      SequencedSet<E> reversed();
  }

• SequencedMap은 단순 원소가 아닌, key 값에 대한 순서를 다루기 위해 존재하며, 아래와 같은 메서드들을 제공한다.

  interface SequencedMap<K,V> extends Map<K,V> {
  		// key 기준 역순 맵 반환
      SequencedMap<K,V> reversed();
  
  		// key 기준 순차적 key, value, entry에 대한 collection 반환
      SequencedSet<K> sequencedKeySet();
      SequencedCollection<V> sequencedValues();
      SequencedSet<Entry<K,V>> sequencedEntrySet();
  
  		// 첫 번째, 마지막 entry의 추가, 조회, 삭제
      V putFirst(K, V);
      V putLast(K, V);
      Entry<K, V> firstEntry();
      Entry<K, V> lastEntry();
      Entry<K, V> pollFirstEntry();
      Entry<K, V> pollLastEntry();
  }

주의할 점 - reversed()는 새로운 객체를 반환하는 것이 아님

• oracle 공식문서에서도 다음과 같이 명시하고 있다.

  reversed() method provides a reverse-ordered view of the original collection. Any modifications to the original collection are visible in the view. (reversed() 메서드는 원본 컬렉션의 역순 view를 제공하는 것으로, 원본 컬렉션의 수정은 이 view에서도 확인할 수 있다.)

• 즉, 해당 메서드의 호출 시점에 새 역순 컬렉션 객체를 생성해 반환하는 것이 아니라, 단순히 역순 시점만 가진 동일 객체의 view를 반환하는 것이다.

• 따라서, 원본 객체의 수정이 reversed()를 통해 획득한 객체에도 반영됨을 주의해야 한다.

출처

오라클 openjdk 공식 문서