[JAVA] 기초 8. Monad - Optional

1. Optional

:: 값이 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있는 상황을 명시적으로 표현

:: null이 올 수 있는 값을 감싸는 Wrapper 클래스

:: 객체 참조 시, NPE에 대한 방지 목적

• NPE(Null Pointer Exception)

• Null 값인 객체에 참조할 때 발생
• 해결 방법
  1. null 체크 → 버거로움
  2. optional
  3. 디버깅 도구 사용
  4. null을 허용하지 않는 설계 → 초기값 부여

장점	- optional을 사용하는 경우 코드가 Null-safe해짐 - 가독성 향상 - 애플리케이션이 안정적
side-Effect(잘못 쓸 경우)	- NullPointerException 대신 NoSuchElementException 유발 - 직렬화의 경우, 이전에 없던 문제 발생 - 오버헤드의 위험성

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1.1 Optional 기본 구조

public final class Optional<T> {
  private final T value;
  ...
}

 

- 생성 방법

// 1. 값이 null일 경우
Optional<T> optional = Optional.empty(); // 값이 없음

// 2. 값이 null이 아닐 경우
Optional<T> optional = Optional.of(객체); // 값이 무족건 있어야 함

// 3. 값이 null이될 수도 있을 경우
Optional<T> optional = Optional.ofNullable(객체); // 값 허용
// ofNullable의 경우 null 값에 대한 처리를 위해
// .orElse(대체 객체)
// .orElseGet(대체 객체)
// .orElseThrow(예외::new)  null 일 경우 예외를 발생

 

• 추가적인 예시

Optional<String> optional = Optional.of("Hello");

// map: 값을 변환
Optional<String> upperCase = optional.map(String::toUpperCase);
System.out.println(upperCase.orElse("Default"));  // 출력: HELLO

// flatMap: 중첩된 Optional안의 값에 접근
Optional<String> flatMapped = optional.flatMap(s -> Optional.of(s + " World"));
System.out.println(flatMapped.orElse("Default"));  // 출력: Hello World

// filter: 조건에 맞는 값만 유지
Optional<String> filtered = optional.filter(s -> s.length() > 10);
System.out.println(filtered.orElse("Too Short"));  // 출력: Too Short

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1.2 올바른 사용 방법

1. optional 변수에 null 할당 자제

2. 값이 없을 때는 Optional.orElse(Get)()로 기본 값 반환

3. 단순히 값을 얻으려는 목적으로만 Optional 사용 X

Optional<String> opt = findValue();
opt.ifPresent(value -> System.out.println(value));  // 값이 있을 때만 처리

4. 생성자, 수정자, 메소드 파라미터로 Optional 자제

5. Collection의 경우 Optional이 아닌 비어있는 Collection을 사용 권고

List<String> result = getNames().orElse(Collections.emptyList());

6. 반환 타입으로만 사용 권고

public Optional<String> findNameById(int id) {
    return Optional.ofNullable(nameMap.get(id));  // 반환 타입으로만 사용
}

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1.3 관련 메서드

[JAVA Optional] Optional에 대해 알아보자

Java Development Kit Version 16 API Specification

 

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1.4 orElse()와 orElseGet() 비교

:: 값이 null일 경우 해당 값을 반환하는 메소드

 

- orElse
:: 파라미터로 “값” 을 받음

:: 값이 미리 존재하는 경우 사용

:: 메소드가 other로 들어갈 경우 → 무조건 실행됨

public T orElse(T other) {
  return value != null ? value : other;
} // other을 그대로 반환

 

- orElseGet

:: 파라미터로 “함수형 인터페이스”를 받음

:: 값이 미리 존재하는 않는 거의 대부분의 경우 사용

:: value is null 일 경우, other의 get이 실행(지연실행으로 인해 null일때 바로 호출 X)

public T orElseGet(Supplier<? extends T> other) {
  return value != null ? value : other.get();
} // Supplier의 인터페이스를 통해 결과를 반환

메소드	기본값 계산 시점	성능 차이(비용)
orElse	즉시 계산	항상 기본값을 계산하므로 기본값이 비싸면 성능 저하
orElseGet	지연 계산	Optional이 비어 있을 때만 기본값 계산, 성능 상 이점

// orElse 사용:
Optional<String> opt = Optional.empty();
String result = opt.orElse(expensiveOperation());  
// expensiveOperation이 항상 호출됨

// orElseGet 사용:
Optional<String> opt = Optional.empty();
String result = opt.orElseGet(() -> expensiveOperation()); 
 // 필요한 경우에만 expensiveOperation 호출

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1.5 중간에 막혔던 부분

public static <T> Optional<T> getAsOptional(List<T> list, int index) {
		try { 
			return Optional.of(list.get(index));
		} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
			return Optional.empty();
		}
}

타입에 대해 독립적인 메서드를 위해 위와 같이 표현

처음의 <T>는 뒤의 List<T>를 정해주기 위해 등장

아래와 같이 사용됨

Optional<String> maybeCity = getAsOptional(cities, 3);           // Optional
int length = maybeCity.map(String::length).orElse(0);            // null-safe
System.out.println("length: " + length);

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참조

ASAC 수업자료

자바8 Optional 3부: Optional을 Optional답게

자바8 Optional 3부: Optional을 Optional답게

Java Development Kit Version 16 API Specification

Optional (Java SE 16 & JDK 16)

[JAVA Optional] Optional에 대해 알아보자

[JAVA Optional] Optional에 대해 알아보자