item 41 : 정의하려는 것이 타입이라면 마커 인터페이스를 사용하라

1. 마커 인터페이스와 마커 애너테이션의 비교 및 활용

1) 마커 인터페이스란?

자바 프로그래밍에서 마커 인터페이스(marker interface)란 메서드를 하나도 담고 있지 않으면서, 자신을 구현하는 클래스가 특정 속성을 가짐을 표시해주는 인터페이스를 말한다. 대표적인 예로 Serializable 인터페이스를 들 수 있다. 이 인터페이스를 구현한 클래스의 인스턴스는 ObjectOutputStream을 통해 직렬화할 수 있음을 나타낸다.

2) 마커 애너테이션

반면에 마커 애너테이션(marker annotation)은 자바 5부터 도입된 애너테이션 기능을 활용하여, 클래스나 메서드 등에 특정 속성을 부여하는 데 사용된다. 예를 들어 @Deprecated 애너테이션은 해당 요소가 더 이상 사용되지 않음을 표시한다.

많은 개발자들이 마커 애너테이션이 등장하면서 마커 인터페이스는 구식이 되었다고 생각할 수 있지만, 실제로는 마커 인터페이스가 여전히 유용한 경우가 있다.

2. 마커 인터페이스의 장점

마커 어노테이션이 나왔는데 사용해야할 이유가 있을까?

마커 인터페이스는, 두 가지 면에서 애너테이션보다 장점을 가진다.

1) 마커 인터페이스는 타입이기 때문에 애너테이션을 사용했다면 런타임에나 발견될 오류를 컴파일 타임에 잡을 수 있다.

즉, 타입으로 사용할 수 있다

마커 인터페이스는 이를 구현한 클래스의 인스턴스들을 구분하는 타입으로 사용할 수 있다. 이는 마커 애너테이션으로는 불가능한 부분입니다. 타입으로 활용할 수 있다는 것은 컴파일 타임에 타입 체크를 통해 오류를 사전에 방지할 수 있다는 뜻이다.

예를 들어, 다음과 같이 Serializable을 구현한 클래스의 인스턴스를 받아들이는 메서드를 작성할 수 있다.

이렇게 하면 Serializable을 구현하지 않은 객체를 인수로 전달하려고 할 때 컴파일 오류가 발생한다. 즉, 런타임이 아닌 컴파일 타임에 오류를 발견할 수 있어 안정성을 높일 수 있다.

public void saveObject(Serializable obj) {
    // 객체를 저장하는 로직
}

마커 인터페이스는 어엿한 타입이기 때문에, 마커 애너테 이션을 사용했다면 런타임에야 발견될 오류를 컴파일타임 에 잡을 수 있다

하지만 자바의 직렬화는 컴파일 타임 오류 검출의 이점을 살리지 못했다.

Serializable 이 아닌 상위 타입인 Object 를 객체로 받도록 설계되어 런타임에야 문제가 발생했다는 것을 알 수 있기 때문이다.

2) 적용 대상을 더 정밀하게 지정할 수 있다

마커 인터페이스는 특정 클래스 계층에만 적용되도록 제한할 수 있다.

마크 애너테이션은 적용 대상( @Target )을 Element.Type 으로 선언한 애너테이션은 모든 타입(클래스, 인터페이스, 열거 타입, 애너테이션)에 달 수 있지만, 부착할 수 있는 타입을 더 세밀하게 제한할 수는 없다.

반면, 마크 인터페이스는 그냥 마킹하고 싶은 클래스에서만 그 인터페이스를 구현하면 마킹된 타입은 자동으로 그 인터페이스의 하위 타입임이 보장된다.

public interface SpecialFeature extends BaseFeature {
    // 마커 인터페이스이므로 메서드 없음
}

이렇게 하면 BaseFeature를 구현한 클래스들 중에서 SpecialFeature를 구현한 클래스만을 대상으로 특정 로직을 적용할 수 있다.

Set 인터페이스에 대한 생각

Set 인터페이스도 일종의 제약이 있는 마커 인터페이스로 볼 수 있다.

Set은 Collection의 하위 타입에만 적용할 수 있으며, Collection이 정의한 메서드 외에는 새로 추가한 것이 없다. 보통은 Set 을 마커 인터페이스로 생각하지 않는데, add, equals, hashCode 등 Collection 의 메서드 몇 개의 규약을 살짝 수정했기 때문이다. add, equals, hashCode 등의 메서드에 대한 동작 규약을 변경하여 집합(set)의 특성을 구현했다. 하지만 다시 말하지만 추가적인 메서드는 정의하지 않았다.

하지만 특정 인터페이스 의 하위 타입에만 적용할 수 있으며, 아무 규약에도 손대지 않은 마커 인터페이스는 충분히 있음직하다. 이런 마커 인터페이스는 객체의 특정 부분을 불 변식(invariant)으로 규정하거나, 그 타입의 인스턴스는 다른 클래스의 특정 메서드가 처리할 수 있다는 사실을 명시하는 용도로 사용할 수 있을 것이다

3. 마커 애너테이션의 장점

1) 애너테이션 프로세싱의 지원

마커 애너테이션은 자바의 강력한 애너테이션 프로세싱 기능을 활용할 수 있다. 이는 리플렉션(reflection)을 통해 런타임에 애너테이션이 달린 요소를 쉽게 찾고 처리할 수 있게 해준다.

또한, 애너테이션은 클래스뿐만 아니라 메서드, 필드, 모듈, 패키지 등 다양한 프로그램 요소에 적용할 수 있다. 따라서 클래스와 인터페이스 외의 요소에 마킹해야 할 때는 마커 애너테이션을 사용할 수밖에 없다.

4. 마커 인터페이스 vs 마커 애너테이션: 언제 사용해야 할까?

• 타입으로 활용해야 하는 경우: 마커 인터페이스를 사용한다. 이를 통해 컴파일 타임에 타입 체크를 할 수 있고, 해당 마커 인터페이스를 매개변수나 반환 타입으로 사용하여 코드의 안정성을 높일 수 있다.

• 클래스와 인터페이스 외의 요소에 적용해야 하는 경우: 마커 애너테이션을 사용한다. 메서드나 필드, 모듈 등에 마킹해야 할 때는 애너테이션이 유일한 선택지이다.

• 애너테이션을 적극 활용하는 프레임워크와 통합해야 하는 경우: 마커 애너테이션을 사용하는 것이 일관성을 유지하는 데 도움이 된다. 예를 들어, 스프링 프레임워크에서는 다양한 애너테이션을 통해 설정과 의존성 주입을 관리하므로, 마커 애너테이션을 사용하는 것이 적절하다.

5. 사용 예제

1) 마커 인터페이스 사용 예제

// 마커 인터페이스 정의
public interface Archivable {
    // 메서드 없음
}

// Archivable을 구현한 클래스
public class Document implements Archivable {
    private String content;
    // 기타 멤버
}

// Archivable을 구현하지 않은 클래스
public class Image {
    private byte[] data;
    // 기타 멤버
}

// Archivable 타입의 객체만을 처리하는 메서드
public void archive(Archivable item) {
    // 아카이브 로직
}

위 코드에서 archive 메서드는 Archivable 인터페이스를 구현한 객체만을 인수로 받는다. 따라서 Document 객체는 전달할 수 있지만, Image 객체는 컴파일 타임에 오류가 발생한다.

2) 마커 애너테이션 사용 예제

// 마커 애너테이션 정의
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Test {
}

// 애너테이션을 적용한 메서드
public class Calculator {
    @Test
    public void testAddition() {
        // 테스트 코드
    }
}

// 애너테이션 프로세서를 통해 @Test 애너테이션이 달린 메서드를 실행
public class TestRunner {
    public static void main(String[] args) {
        for (Method m : Calculator.class.getDeclaredMethods()) {
            if (m.isAnnotationPresent(Test.class)) {
                // 테스트 메서드 실행 로직
            }
        }
    }
}

위 예제에서 @Test 마커 애너테이션은 메서드에 적용되며, 리플렉션을 통해 해당 애너테이션이 달린 메서드를 찾아 실행할 수 있다.

마커 인터페이스와 마커 애너테이션은 각각의 장단점이 있으므로 상황에 맞게 선택하는 것이 중요

1. 컴파일 타임 안전성: 마커 인터페이스는 타입 시스템을 활용하므로, 컴파일 타임에 오류를 발견할 수 있다. 이는 대규모 프로젝트에서 매우 중요하며, 버그를 사전에 방지할 수 있다.

2. 리플렉션 및 메타데이터 활용: 마커 애너테이션은 런타임에 메타데이터로 활용할 수 있어, 동적인 기능 구현에 유리하다. 특히 테스트 프레임워크나 DI(Dependency Injection) 프레임워크에서 유용하다.

3. 적용 범위: 마커 인터페이스는 클래스와 인터페이스에만 적용할 수 있지만, 마커 애너테이션은 더 다양한 프로그램 요소에 적용할 수 있다.

4. 의도와 명확성: 마커 인터페이스를 구현한다는 것은 해당 클래스가 특정 타입의 일부임을 명시적으로 나타낸다. 반면에 마커 애너테이션은 해당 요소가 특정 속성을 가짐을 나타내지만, 타입으로서의 의미는 없다..

애너테이션 기반의 프레임워크를 많이 사용하는 현대의 개발 환경에서는 마커 애너테이션의 활용도가 높아지고 있다. 하지만 타입 안정성과 명확한 의도를 전달하기 위해서는 마커 인터페이스를 사용하는 것이 좋을 때도 있다.

언어의 특징과 개발 도구의 발전에 따라 코딩 스타일과 패턴이 변화하지만, 기본 원칙은 변하지 않는다는 것이다. 마커 인터페이스와 마커 애너테이션은 각각의 목적과 장점이 있으므로, 프로젝트의 요구 사항과 팀의 코딩 컨벤션에 맞게 적절히 활용하는 것이 중요하다.

또한, 타입 시스템을 적극적으로 활용하여 안정적인 코드를 작성하는 것의 중요성하다. 특히 대규모 시스템에서는 작은 오류가 큰 문제로 이어질 수 있으므로, 컴파일 타임에 잡을 수 있는 오류는 최대한 그 단계에서 해결하는 것이 좋다.

추가적인 고민

• 자바 8 이후의 기능과의 조합: 람다 표현식이나 스트림 API와 마커 인터페이스 또는 마커 애너테이션을 어떻게 조합하여 활용할 수 있을지 고민해볼 수 있다.

• 다른 언어에서의 적용 사례: 코틀린이나 스칼라 같은 JVM 언어에서 마커 인터페이스와 마커 애너테이션은 어떻게 활용되는지 비교해보는 것도 흥미로울 것 같다.

• 미래의 방향성: 애너테이션 프로세싱과 리플렉션의 성능 이슈, 그리고 모듈 시스템의 발전에 따라 마커 인터페이스와 마커 애너테이션의 사용 패턴이 어떻게 변화할지 예측해보는 것도 의미 있을 것이다.

6. 스프링에서의 사용

1) 마커 애너테이션과 마커 인터페이스의 차이점

• 마커 애너테이션: 클래스, 메서드, 필드 등에 애너테이션을 부여하여 특정 속성을 나타낸다. 스프링에서는 빈 스캐닝이나 AOP 등을 활용할 때 주로 사용한다.

• 마커 인터페이스: 메서드 없이 인터페이스를 정의하고, 이를 구현함으로써 클래스에 특정 타입을 부여한다.

2) 스프링에서 마커 인터페이스의 사용

스프링에서는 마커 인터페이스를 사용하는 경우가 상대적으로 적지만, 필요에 따라 활용할 수 있다. 예를 들어, 특정 타입의 빈만을 처리하고자 할 때 마커 인터페이스를 사용할 수 있다.

예시: 마커 인터페이스 사용

// 마커 인터페이스 정의
public interface SpecialService {
    // 메서드 없음
}

// 마커 인터페이스를 구현한 클래스
@Service
public class MySpecialService implements SpecialService {
    // 구현 내용
}

// 마커 인터페이스를 구현하지 않은 클래스
@Service
public class RegularService {
    // 구현 내용
}

특정 타입의 빈만 가져오기

@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;

public void processSpecialServices() {
    // SpecialService 타입의 빈만 가져옴
    Map<String, SpecialService> beans = applicationContext.getBeansOfType(SpecialService.class);
    for (SpecialService service : beans.values()) {
        // SpecialService를 구현한 빈에 대한 처리 로직
    }
}

이렇게 하면 SpecialService 인터페이스를 구현한 빈들만을 대상으로 로직을 수행할 수 있다.

스프링에서 마커 애너테이션의 사용

하지만 스프링에서는 마커 인터페이스보다 마커 애너테이션을 더 많이 사용한다. 이는 애너테이션이 더 유연하고, 다양한 프로그램 요소에 적용할 수 있기 때문이다.

예시: 마커 애너테이션 사용

// 마커 애너테이션 정의
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface SpecialComponent {
}

// 마커 애너테이션을 적용한 클래스
@SpecialComponent
@Service
public class MySpecialService {
    // 구현 내용
}

// 마커 애너테이션을 적용하지 않은 클래스
@Service
public class RegularService {
    // 구현 내용
}

특정 애너테이션이 붙은 빈만 가져오기

@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;

public void processSpecialComponents() {
    // 모든 빈 이름 가져오기
    String[] beanNames = applicationContext.getBeanDefinitionNames();
    for (String beanName : beanNames) {
        Object bean = applicationContext.getBean(beanName);
        // 클래스에 @SpecialComponent 애너테이션이 붙어 있는지 확인
        if (bean.getClass().isAnnotationPresent(SpecialComponent.class)) {
            // @SpecialComponent가 붙은 빈에 대한 처리 로직
        }
    }
}

또는 스프링 설정에서 빈 스캐닝 시 필터링을 통해 특정 애너테이션이 붙은 클래스만 빈으로 등록할 수 있다.

@Configuration
@ComponentScan(
    basePackages = "com.example",
    includeFilters = @ComponentScan.Filter(type = FilterType.ANNOTATION, classes = SpecialComponent.class)
)
public class AppConfig {
}

3) 마커 인터페이스 vs 마커 애너테이션: 스프링에서의 활용

• 마커 인터페이스

  • 컴파일 타임에 타입 체크 가능

  • 특정 타입의 빈만 주입받을 수 있음

  • 인터페이스를 구현해야 하므로, 클래스가 이미 다른 클래스를 상속하고 있다면 다중 상속이 불가능한 자바의 특성상 제한이 있음

• 마커 애너테이션

  • 클래스 외에도 메서드, 필드 등에 적용 가능

  • 리플렉션을 통해 런타임에 다양한 처리가 가능

  • 스프링의 빈 스캐닝, AOP 등과의 연동이 용이

스프링에서 특정 빈을 식별하거나 처리하기 위해서는 마커 애너테이션을 사용하는 것이 더 일반적이며 편리하다. 마커 인터페이스는 컴파일 타임 타입 체크 등의 장점이 있지만, 스프링의 기능과 결합하여 사용하기에는 마커 애너테이션이 더 적합하다.

따라서 제가 이전에 제시한 예시는 마커 인터페이스보다는 마커 애너테이션을 활용한 예시이며, 스프링에서는 이러한 방식을 통해 특정 클래스를 식별하고 처리한다.

추가적인 설명

• 마커 인터페이스의 사용 제한

  • 마커 인터페이스는 클래스에만 적용 가능하며, 인터페이스를 구현해야 하므로 다중 상속의 제약이 있다.

  • 스프링에서 빈으로 등록할 때는 클래스패스 스캐닝을 통해 애너테이션 기반으로 처리하는 경우가 많다.

• 마커 애너테이션의 장점

  • 다양한 프로그램 요소에 적용 가능

  • AOP 등의 기능과 결합하여 부가적인 처리를 쉽게 추가할 수 있음

  • 메타데이터로 활용되어 프레임워크와의 통합에 용이

4) 스프링의 서비스, 서비스impl과 마커 인터페이스 차이

항목	마커 인터페이스	스프링의 Service/ServiceImpl
목적	클래스에 특정 속성 부여	비즈니스 로직의 정의와 구현 분리
메서드 존재 여부	메서드 없음	인터페이스에 메서드 시그니처 정의
사용 방식	인터페이스 구현으로 타입 지정	인터페이스를 구현하여 로직 구현
예시	Serializable, Cloneable	UserService, UserServiceImpl

출처 및 참고

• https://velog.io/@semi-cloud/Effective-Java-%EC%95%84%EC%9D%B4%ED%85%9C-41-%EC%A0%95%EC%9D%98%ED%95%98%EB%A0%A4%EB%8A%94-%EA%B2%83%EC%9D%B4-%ED%83%80%EC%9E%85%EC%9D%B4%EB%9D%BC%EB%A9%B4-%EB%A7%88%EC%BB%A4-%EC%9D%B8%ED%84%B0%ED%8E%98%EC%9D%B4%EC%8A%A4%EB%A5%BC-%EC%82%AC%EC%9A%A9%ED%95%98%EB%9D%BC