Optional<T> 클래스란 무엇인지 알아보자!

1) 옵셔널 (Optional)

 

(1) 개요

Optional is primarily intended for use as a method return type where there is a clear need to represent "no result" and where using null is likely to cause errors. A variable whose type is Optional should never itself be null. it should always point to an Optional instance.

• 위의 내용은 JDK 8 API Document에 주석으로 적혀있는 부분 중 일부를 발췌한 것으로, 의역하자면 Java Optional 클래스는 Java 8에서 추가된 클래스로 Java의 고질적인 문제인 NPE (NullPointer Exception) 문제를 해결할 수 있는 방법을 제공한다.

 

• 즉, Optional 클래스를 사용함으로써 프로그램 실행 중 Null 값으로 인해 발생할 수 있는 런타임 에러를 효율적으로 방지할 수 있는 것이다!

 

(2) Optional 클래스

• Optional 클래스는 Integer나 Double 클래스처럼 “T” 타입의 객체를 포장해주는 래퍼 클래스 (Wrapper Class)로, Optional 인스턴스는 모든 타입의 참조 변수를 저장할 수 있다.

 

• 기존에는 NPE 예외를 복잡한 조건문을 통해 처리했지만 Optional 객체를 사용하면 제공되는 메소드를 통해 간단히 회피할 수 있다.

 

• 그럼 이제 코드를 통해 Optional 객체를 생성하고 사용하면서 이해해보자!

 

(3) Optional 객체 생성

• Optional 객체를 생성하는 메소드는 크게 of(), ofNullable(), empty() 메소드가 있다.

 

① Optional.of()

• null이 아닌 명시된 값을 가지는 Optional 객체를 반환한다.

Optional<String> hello = Optional.of("Hello World!!");

→ OK!

Optional<Object> nullTest = Optional.of(null);

→ NPE 예외 발생!!

• of() 메소드 안의 파라미터로 null 값을 주게 되면 NPE 예외가 발생한다.

 

• 즉, null 값을 허용하지 않으므로 파라미터로 null 값이 올 수 있는 경우에는 아래의 ofNullable() 메소드를 사용해야 한다.

 

② Optional.ofNullable()

• 명시된 값이 null이 아니면 명시된 값을 가지는 Optional 객체를 반환하며, 명시된 값이 null 이면 비어있는 Optional 객체를 반환한다.

Optional<String> hello = Optional.ofNullable("Hello World!!");
Optional<Object> nullTest = Optional.ofNullable(null);

 

③ Optional.empty()

• 아무런 값도 가지지 않는 비어있는 Optional 객체를 반환하며, of() 메소드와 다른 점은 참조하더라도 NPE 예외가 발생하지 않는다는 것이다.

Optional<Object> emptyTest = Optional.empty();

→ Optional.ofNullable(null) == Optional.empty()

 

(4) Optional 객체 사용

 

① get()

• Optional 객체에 저장된 값을 반환한다.

Optional<String> hello = Optional.ofNullable("Hello World!!");
String s = hello.get();

→ 참조변수 s 에는 "Hello World!!" 가 저장된다.

Optional<Object> nullTest = Optional.ofNullable(null);
Object o = nullTest.get();

→ NoSuchElement Exception 발생

• get() 메소드를 통해 Optional 객체에 저장된 값을 가져오고자 할 때, 값이 null 이면 NoSuchElementException 예외가 발생하므로 이러한 경우에는 아래의 orElse() 메소드를 사용해서 대체할 값을 지정할 수 있다.

 

• 그리고 orElse() 메소드의 변형으로 null을 대체할 값을 반환하는 람다식을 지정할 수 있는 orElseGet() 메소드와 null일 때, 지정된 예외를 발생시키는 orElseThrow() 메소드가 있다.

 

② orElse()

• Optional 객체에 저장된 값을 반환하지만 null이 저장된 경우에는 파라미터로 전달된 값을 반환한다.

[코드]
Optional<String> hello = Optional.ofNullable("Hello World!!");
String s = hello.orElse("기본값");
System.out.println(s);

Optional<Object> nullTest = Optional.ofNullable(null);
Object o = nullTest.orElse("기본값");
System.out.println(o);

[결과]
Hello World!!
기본값

• 추가적으로 orElse() 메소드는 사용할 때, 주의할 점이 있는데 아래의 코드를 보도록 하자!

[코드]
class OrElse {
        public static int sequence = 0;

        OrElse() {
            ++sequence;
            System.out.println(sequence + "번쨰 OrElse 객체 생성!!!");
        }
}    

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            OrElse orElse = new OrElse();
            Optional<OrElse> first = Optional.ofNullable(orElse);
            OrElse test = first.orElse(new OrElse());
        }
}

[결과]
1번쨰 OrElse 객체 생성!!!
2번쨰 OrElse 객체 생성!!!

• orElse() 메소드는 위 코드 결과처럼 인수로 전달받은 내용을 값이 있든 없든 무조건 실행된다.

 

• 따라서, orElse() 메소드 보다는 아래의 orElseGet() 메소드를 사용하도록 하자!

 

③ orElseGet()

• Optional 객체에 저장된 값을 반환하지만 null이 저장된 경우에는 파라미터로 전달된 람다식의 결과값을 반환한다.

[코드]
class OrElse {
        public static int sequence = 0;

        OrElse() {
            ++sequence;
            System.out.println(sequence + "번쨰 OrElse 객체 생성!!!");
        }
}    

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            OrElse orElse = new OrElse();
            Optional<OrElse> first = Optional.ofNullable(orElse);
            OrElse test = first.orElseGet(() -> {
                    return new OrElse();
            });
        }
}

[결과]
1번쨰 OrElse 객체 생성!!!

 

④ orElseThrow()

• Optional 객체에 저장된 값을 반환하지만 null이 저장된 경우에는 파라미터로 전달된 예외를 발생시킨다.

Optional<String> hello = Optional.ofNullable(null);

String s = hello.orElseThrow(() -> {
    throw new IllegalArgumentException();
});

 

⑤ isPresent()

• Optional 객체에 저장된 값이 존재하면 true를 반환하고, null이 저장된 경우에는 false를 반환한다.

[코드]
Optional<String> True = Optional.ofNullable("hello");
Optional<String> False = Optional.ofNullable(null);

System.out.println(True.isPresent());
System.out.println(False.isPresent());
[결과]
true
false

 

⑥ ifPresent()

• Optional 객체에 저장된 값이 존재하면 파라미터로 전달받은 람다식을 실행하며, null이 저장된 경우에는 실행하지 않는다.

Optional<String> True = Optional.ofNullable("hello");
Optional<String> False = Optional.ofNullable(null);

True.ifPresent((data) -> { 
    System.out.println("값이 존재함 : " + data); 
});

False.ifPresent((data) -> { 
    System.out.println("값이 없어서 해당 로직은 실행되지 않음"); 
});

→ Optional을 사용하지 않고 null 값을 체크하여 특정 로직을 실행하도록 코드를 짜보자!

String s = "hi";

if (s != null) {
    System.out.println("값이 존재함 : " + s);
}

→ Optional을 사용하지 않으면 위 코드처럼 null 값을 체크하는 if문을 써주고 코드가 길어지기 때문에 왠만하면 Optional을 사용해서 쉽고 편리하게 코딩하자!

 

(5) 기본 타입의 Optional 클래스

• Java에서는 기본 타입을 위한 별도의 Optional 클래스를 제공한다.

 

• 만약, Optional 객체에 저장되는 값이 int, long, double 이라면 Auto Boxing / UnBoxing이 발생하는 Optional<\Integer>, Optional<\Long>, Optional<\Double>을 사용하지 않고 OptionalInt, OptionalLong, OptionalDouble을 사용하는 것이 좋다.

 

• 이처럼 기본 타입을 위한 Optional 클래스는 반환 타입이 Optional<\T> 타입이 아니라 해당 기본 타입이라는 사실만 제외하면 거의 모든 면에서 비슷하다.

 

• 따라서, Optional 객체에서 get() 등을 사용하여 저장된 값에 접근할 수 있는 것처럼 클래스 별로 저장된 값에 접근할 수 있는 다음과 같은 메소드를 제공하는데 코드를 통해 알아보도록 하자!

 

① OptionalInt 클래스

OptionalInt optionalInt = OptionalInt.of(100);
int number = optionalInt.getAsInt();
System.out.println(number);

 

② OptionalLong 클래스

OptionalLong optionalLong = OptionalLong.of(100L);
long number = optionalLong.getAsLong();
System.out.println(number);

 

③ OptionalDouble 클래스

OptionalDouble optionalDouble = OptionalDouble.of(3.14);
double number = optionalDouble.getAsDouble();
System.out.println(number);

 

(6) Optional 사용 시, 주의 사항

 

① isPresent() + get() 메소드 대신 orElseGet()을 사용한다!

• 코드를 줄일 수 있다!

 

② orElse() 대신 orElseGet()을 사용한다!

• orElse()는 Optional 객체에 저장된 값이 있든 없든 인수로 전달된 내용을 무조건 실행하기 때문이다.

 

③ of(), ofNullable() 혼동하지 말자!

 

④ 기본 타입이라면 Optional<\T> 대신 OptionalInt, Long, Double 사용하자!

 

⑤ Optional 객체를 컬렉션의 원소로 사용하지 말자!

 

[Reference]

• https://ittrue.tistory.com/166?category=958774
• http://www.tcpschool.com/java/java_stream_optional
• https://wildeveloperetrain.tistory.com/91
• https://jdm.kr/blog/234
• https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/
• https://bibi6666667.tistory.com/286

Java Platform SE 8

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자바 옵셔널 (Java Optional) :: JDM's Blog

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