Item18. 상속보다는 Composition을 사용해라

상속의 단점

• 상속은 캡슐화를 꺠트린다.

상위 class 내부 구현 변경에 따라 하위 class가 영향을 받을 수도 있다. 상위 class가 확장을 충분히 고려해두고 설계되지 않으면 하위 class는 상위 class의 변화맞추어 수정되야 한다.

hashSet에서 원소가 하나 추가될떄마다 count해주기 위해서 다음과 같이 HashSet을 상속받은 클래스가 있다고 가정하자.

public class InstrumentedHashSet<E> extends HashSet<E> {

    private int addCount = 0;

    public InstrumentedHashSet() {
    }

    public InstrumentedHashSet(int initialCapacity, float loadFactor) {
        super(initialCapacity, loadFactor);
    }

    @Override
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        addCount += c.size();
        return super.addAll(c);
    }


    @Override
    public boolean add(E e) {
        addCount++;
        return super.add(e);

    }
}

위 class는 실제로 Test해보면 정상작동하지 않는다는 것을 알 수 있다. HashSet의 addAll이 내부적으로 add를 호출하기 떄문이다. addAll을 overriding안하면 해결되겠지만, 이는 HashSet의 내부구현방식이 변경되면 작동하지 않는다.

class InstrumentedHashSetTest {

    @Test
    void test(){
        InstrumentedHashSet<String> s = new InstrumentedHashSet<>();
        s.addAll(List.of("str1","str2","str3"));
        Assertions.assertThat(s.getAddCount()).isEqualTo(3); // fail
    }

}

또한 상위 class에서 추가된 methoid가 하위 classs의 method와 동일한 시그니처,다른 반환타입을 가진다면 컴파일 에러가 날 것이다.

Composition

• 기존 class를 확장하는 대신 , private 필드로 기존 class의 인스턴스를 참조하도록 하는 방식

• 기존 class가 새로운 class의 구성요소로 쓰인다는 점에서 Composition (구성) 이라고 부른다.

• Forwarding: 새로운 class의 method(forwarding method) 들이 기존 class 에 대응되는 method를 호출하여 결과를 반환하는 방식
  (새로운 class가 wrapper class로 작동하고 , 반환하는 과정에서 기능 추가가 가능하다)

//Wrapper Class
public class ForwardingSet<E> implements Set<E>{

    // composition
    private final Set<E> s;

    public ForwardingSet(Set<E> s) {
        this.s = s;
    }
    // forwarding method 
    public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {return s.addAll(c); }

    public boolean add(E e) { return s.add(e); }

• Proxy 를 활용한 여러 디자인 패턴에서 활용된다. 대표적으로 Decorator 패턴이 존재한다.

Decorator pattern

객체에 추가적인 요건을 동적으로 첨가한다.
Decorator pattern은 서브 클래스를 만드는 것을 통해서 기능을 유연하게 확장할 수 있는 방법을 제공한다.

public interface Beverage {
    double getCost();
}

public class Coffee implements Beverage{

    private final double cost = 2000;

    @Override
    public double getCost() {
        return cost;
    }
}

public class Whipping implements Beverage{

    // Composition 
    private final Beverage beverage;
    private final double cost = 500;

    public Whipping(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
    // 기능 추가
    @Override
    public double getCost() {
        // forwarding 
        double cost = beverage.getCost();
        return cost + this.cost;
    }
}

Beverage beverage = new Whipping(new Coffee());

• Composition과 전달의 조합은 넓은 의미로는 위임(delegation)이라고 하는데, 정확히는 Wrapper 객체가 내부 객체에 자기 자신의 참조를 넘기는 경우만 위임에 해당 된다.

• 구현체가 여러개 있을떄, 전달 method을 매 구현체마다 작성하는 대신 공통적인 전달 method 묶음을 인터페이스로 만들어두면 편리하게 구현할 수 있다.

Composition의 단점

• callback framework 와 같이 자기 자신의 참조를 다른 객체 넘겨서 다른 객체에서 호출하는 경우 문제가 생길수도 있다.

(코드 예시 참조 : https://coderanch.com/t/670687/java/wrapper-class-suitable-callback-framework)

상속을 사용하는 상황

클래스 A를 상속하는 클래스 B를 작성하려고 하면 , B is-a A 관계일떄만 클래스를 상속해야 한다.

정리

상속은 상위 class가 변경됨에따라 하위class가 영향을 받으므로, 캡슐화를 해친다는 문제가 있다. 순수한 is-a관계일떄만 사용을 지향해야하고, 상속의 문제점을 피하려면 Composition과 전달을 사용하자