Item 15 - 클래스와 멤버의 접근 권한을 최소화하라

내부 구현을 외부 컴포넌트로부터 잘 숨겼다면 잘 설계된 컴포넌트라고 할 수 있다. 오직 API를 통해서만 다른 컴포넌트와 소통하며 서로의 내부 동작 방식에는 전혀 개의치 않는 것이다 → 정보 은닉 혹은 캡슐화라는 개념으로 부른다.

정보 은닉은 다음과 같은 장점을 가진다.

• API를 통해서 다른 컴포넌트와 소통하기 때문에 API를 먼저 설계하고 나면 여러 컴포넌트를 병렬로 개발할 수 있어 시스템 개발 속도를 높인다.
• 각 컴포넌트를 더 빨리 파악하여 디버깅할 수 있고, 다른 컴포넌트로 교체하는 부담도 적어 시스템 관리 비용을 낮춘다.
• 정보 은닉 자체가 성능을 높여주지는 않지만, 다른 컴포넌트에 영향을 주지 않고 해당 컴포넌트만 최적화 할 수 있기 때문에 성능 최적화에 도움을 준다.
• 외부에 거의 의존하지 않는 컴포넌트라면 소프트웨어 재사용성을 높인다.
• 시스템 전체가 아직 완성되지 않은 상태에서도 개별 컴포넌트의 동작을 검증할 수 있기 때문에 큰 시스템을 제작하는 난이도를 낮춰준다.

자바는 정보 은닉을 위한 다양한 도구를 제공한다. 그 중 접근 제한자(private, protected, public)를 이용해 클래스, 인터페이스, 멤버에 대한 접근성(접근 허용 범위)을 명시한다.

정보 은닉을 높은 수준으로 유지하기 위해서는 모든 클래스와 멤버의 접근성을 가능한 한 좁혀야 한다.

접근제어자

멤버(필드, 메서드, 중첩 클래스, 중첩 인터페이스)에 부여할 수 있는 접근 수준은 네 가지다.
범위가 좁은 것부터 순서대로 살펴보자

접근제한	적용대상	접근할 수 없는 클래스
private	필드, 생성자, 메소드	모든 외부 클래스
default(package-private)	클래스, 필스, 생성자, 메소드	다른 패키지에 소속된 클래스
protected	필드, 생성자, 메소드	자식 클래스가 아닌 다른 패키지에 소속된 클래스
public	클래스, 필드, 생성자, 메서드	없음

각 케이스에 따른 접근 제한자가 갖는 의미

1. (가장 바깥이라는 의미의) 톱레벨 클래스와 인터페이스에는 package-private과 public 두 가지 접근 수준을 가질 수 있다.
   • public으로 선언하면 그 패키지의 공개 API가 되므로 하위 호환을 위해 영원히 관리해줘야만 한다.
   • package-private으로 선언하면 해당 패키지 안에서만 이용할 수 있으므로 내부구현이 되어 언제든 수정할 수 있다. 그러므로 가능하면 package-private을 사용하자.
2. package-private 톱레벨 클래스나 인터페이스가 한 클래스에서만 사용된다면, 이를 사용하는 클래스 안에 private static으로 중첩시켜보자 (Item 24)
   • 톱레벨로 두면 같은 패키지의 모든 클래스가 접근할 수 있지만, private static으로 중첩시키면 바깥 클래스 하나에서만 접근할 수 있다.
3. 클래스의 공개 API를 설계한 후, 공개 API를 제외한 모든 멤버는 private으로 만들자. 그런 다음 오직 같은 패키지의 다른 클래스가 접근해야 하는 멤버에 한해서만 package-private으로 풀어주자. 권한을 풀어주는 일을 자주 하게 된다면 시스템에서 컴포넌트를 더 분해해야 하는 것은 아닌지 다시 고민해보자.
4. 코드를 테스트하려는 목적으로 클래스, 인터페이스, 멤버의 접근 범위를 넓히려 할 때가 있다. public 클래스의 private 멤버를 package-private 까지 풀어주는 것은 허용할 수 있지만, 그 이상은 피하자. (테스트 코드를 테스트 대상과 같은 패키지에 두면 pakcage-private 요소에 접근할 수 있다.)
5. public 클래스의 상수용 public static final 필드 외의 인스턴스 필드는 되도록 public이 아니어야 한다. (Item 16) final이 아닌 인스턴스 필드를 public으로 선언하면 불변식을 보장할 수 없게 된다. 또한 필드를 제거하는 것과 같은 리팩터링을 쉽게 할 수 없게 된다.
   • public static final 필드가 참조하는 객체도 불변인지 확인해야 한다.
6. 길이가 0이 아닌 배열은 모두 변경 가능하니 주의하자. 클라이언트에서 배열의 내용을 수정할 수 있기 때문에 클래스에서 public static final 배열 필드를 두거나 이 필드를 반환하는 접근자 메서드를 제공해서는 안된다.

   // 보안 허점이 숨어 있다.
   public static final Thing[] VALUES = { ... };
   

   // 방법1. public 배열을 private으로 만들고 public 불변 리스트를 추가해서 사용할 수 있다.
   private static final Thing[] PRIVATE_VALUES = { ... };
   public static final List<Thing> VALUES = 
    Collections.unmodifiableList(Arrays.asList(PRIVATE_VALUES));
   

   // 방법2. 배열을 private으로 만들고 그 복사본을 반환하는 public 메서드를 추가하는 방법이다. (방어적 복사)
   private static final Thing[] PRIVATE_VALUES = { ... };
   public static final Thing[] values() {
    return PRIVATE_VALUES.clone();
   }
   

자바 9에서는 모듈 시스템이라는 개념이 도입되면서 두 가지 암묵적 접근 수준이 추가되었다. 패키지가 클래스의 묶음이듯, 모듈은 패키지들의 묶음이다. 모듈은 자신이 속하는 패키지 중 공개(export)할 것들을 module-info.java 파일에 선언한다. protected 혹은 public 멤버라도 해당 패키지를 공개하지 않았다면 모듈 외부에서는 접근할 수 없다.

모듈 시스템을 활용하면 클래스를 외부에 공개하지 않으면서도 같은 모듈을 이루는 패키지 사이에서는 자유롭게 공유할 수 있다. 위의 암묵적인 접근 수준은 이처럼 public 클래스의 public 혹은 protected 멤버의 접근 범위가 모듈 내부로 한정되는 것을 말한다.

이런 접근 수준을 적극 적으로 활용하고 있는 대표적인 예가 바로 JDK 자체다. 그러나 모듈의 장점을 제대로 누리면서 사용하기 위해서는 해야 할 일들이 많다. 패키지들을 모듈 단위로 묶고, 모듈 선언에 패지키들의 모든 의존성을 명시해야 하는 등… 여러 작업이 수반된다. 아직까지는 JDK 외에도 모듈 개념이 널리 받아들여져 사용될지에 대하서는 예측하기 이른감이 있으므로 꼭 필요한 경우가 아니라면 당분간은 사용하지 않는 것을 권장한다.