ITEM 50: 적시에 방어적 복사본을 만들어라

클라이언트가 불변식을 깨뜨릴 수 있으므로, 방어적 프로그래밍을 해야한다.

가변 필드

클래스가 가변 필드를 가진 경우 외부에서 내부를 수정할 수 있으므로, 주의해야한다.

public class Period {
    private final Date start;
    private final Date end;

    /**
     * @param start 시작 시각
     * @param end 종료 시각(시작 시각 보다 뒤여야한다.)
     *
     * @throws IllegalArgumentException 시작 시각이 종료 시각보다 늦으면 발생
     * @throws NullPointerException start나 end가 null이면 발생
     */
    public Period(Date start, Date end) {
        if (start.compareTo(end) > 0) {
            throw new IllegalArgumentException(start + "가 " + end + "보다 늦습니다");
        }
        this.start = start;
        this.end = end;
    }

    public Date start() {
        return start;
    }

    public Date end() {
        return end;
    }
}

생성자

Date 가 가변이므로 다음과 같이 외부에서 내부 데이터를 수정할 수 있다. (java8이상에서는 Date 대신 Instant, LocalDateTime, ZonedDateTime을 사용하면 된다.)

Date start = new Date();
Date end = new Date();
Period p = new Period(start, end);
end.setYear(78); // p의 내부 수정

defensive copy

생성자에서 받은 가변 매개변수를 방어적 복사를 통해 외부에서 값을 수정하는 것을 막을 수 있다.

    /**
     * @param start 시작 시각
     * @param end 종료 시각(시작 시각 보다 뒤여야한다.)
     *
     * @throws IllegalArgumentException 시작 시각이 종료 시각보다 늦으면 발생
     * @throws NullPointerException start나 end가 null이면 발생
     */
    public Period(Date start, Date end) {
        this.start = new Date(start.getTime());
        this.end = new Date(end.getTime());
        
        if (start.compareTo(end) > 0) {
            throw new IllegalArgumentException(start + "가 " + end + "보다 늦습니다");
        }
    }

여기서 매개변수의 유효성 검사를 하기전에 방어적 복사본을 만들고, 복사본으로 유효성 검사를 하고 있다. 멀티 스레딩 환경에서 원본 객체의 유효성 검사 후 복사본을 만드는 순간에 다른 스레드가 원본 객체를 수정할 위험이 있기때문에 반드시 방어적 복사본을 만들고, 복사본으로 유효성 검사를 해야한다.

여기서 clone()을 사용하지 않은 이유는, clone이 Date가 정의한 게 아닐 수도 있다. 즉, 매개변수가 제 3자에 의해 확장될 수 있는 타입인 경우 방어적 복사를 만들 때, clone()을 사용해서는 안된다.

접근자 메서드

Date start = new Date();
Date end = new Date();
Period p = new Period(start, end);
p.end().setYear(78); // p의 내부 수정

다음과 같이 접근 메서드( end(), start())로 내부 값을 수정할 수 있다. 접근자 메서드도 가변 필드의 방어적 복사를 반환하여 외부 수정을 막을 수 있다.

defensive copy

    public Date start() {
        return new Date(start.getTime());
    }

    public Date end() {
        return new Date(end.getTime());
    }

생성자와 달리 접근자 메서드에서는 방어적 복사에 clone()을 사용해도 된다. 왜냐하면, Period가 가지고 있는 Date 객체는 java.util.Date 임이 확실하기 때문이다. 그렇더라도, ITEM 13 : clone 재정의는 주의해서 정의해라에서 이야기 하듯이, 인스턴스 복사시에는 일반적으로 생성자나 정적 팩터리를 사용하는 것이 좋다.

참고로, 길이가 1이상인 배열은 무조건 가변이므로, 내부에서 사용하는 배열을 클라이언트에 반환할 때는 방어적 복사를 하거나 불변 뷰를 반환해야한다.

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모든 경우에 방어적 복사를 해야하는 것은 아니다. 복사 비용이 너무 크거나 클라이언트가 그 요소를 잘못 수정할 일이 없다고 확신한다면, 방어적 복사를 수행하는 대신 해당 구성요소를 수정했을 때의 책임이 클라이언트에 있음을 문서에 명시하면 된다.