Java8 이후로 달라진 기능들

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Java8 이후로 달라진 기능들

흥부가귀막혀 2023. 5. 4. 18:19

개요

LTS 버전중에 현재 가장 점유율이 높고 사랑받는(?) 버전은 Java 8 과 11 인듯 싶다.(관련 통계: https://www.jetbrains.com/ko-kr/lp/devecosystem-2022/java/#Java_which-versions-of-java-do-you-regularly-use 참고)
최근 몇년간 신규 Java 버전이 계속 릴리즈 되었고 이와 관련되서 새로운 기능들이 많아졌다.
통계적으로 가장 많이 사용하고 있는 Java 8 이후에 어떤 기능들이 추가되었는지 살펴보자.

Java 21(2023. 09 월 release 예정) 까지의 주요 업데이트

📌 ZGC Garbage Collector 추가

JDK 11부터 공개되었고, “Stop-The-World”로 인한 성능저하를 개선하기 위한 목적을 가지고 개발되었다.

ZGC 동작 원리 (Wiki, GitHub)

Pause Mark Start: Colored pointers 알고리즘을 기반해 ZGC Root에서 가리키는 객체의 상태값을 Mark(저장) 합니다.
Pause Mark End: 새로 들어온 객체를 대상으로 Mark가 일어나고, ZPage(ZGC에서 다루는 영역)를 찾아 RelocationSet()에 배치합니다.
Pause Relocate Start: Root 참조 객체에 대한 재배치를 하며, 이후 Load barriers 알고리즘을 통해 모든 객체를 안전하게 업데이트합니다.

특징

대기 시간이 짧은 Application에 적합한 Garbage Collection입니다.
Thread 가 실행 중일 때 동시 작업을 수행하기에 모든 작업을 동시에 수행합니다. (병렬 처리)
처리 시간이 10ms를 초과하지 않아 짧은 지연시간을 보장합니다.
8MB부터 16TB까지의 Heap 크기를 지원합니다.

적용 방법

Java Application 실행 시 다음 옵션 실행 (기본 설정: G1GC)
```
java -XX:+UseZGC -jar Application.java
```

Reference

https://www.blog-dreamus.com/post/zgc%EC%97%90-%EB%8C%80%ED%95%B4%EC%84%9C

📌 Collection Factory Method 강화

Set, List, Map 인터페이스에 Immutable 성격의 Collection 을 생성할 수 있는 메서드가 추가 되었다.

 // AS-IS
 Set<String> set = new HashSet<>();
 set.add("제이든");
 set.add("Jayden");

 List<String> list = new ArrayList<>();
 list.add("제이든");
 list.add("버나드");
 list.add("자이노");
 list.add("메이슨");
 list.add("엘빈");

 Map<String, String> map = new HashMap<>();
 map.put("J","Jayden");
 map.put("B","Bernard");
 map.put("Z","Zino");
 map.put("M","Mason");
 map.put("E","Elvin");

 // TO-BE
 Set<String> set = Set.of("제이든", "Jayden", "개발3팀");

 List<String> list = List.of("제이든", "버나드", "자이노", "메이슨", "엘빈");

 Map<String, String> map
    = Map.of(
    "J", "Jayden",
    "B", "Bernard",
    "Z", "Zino",
    "M", "Mason",
    "E", "Elvin");

📌 “var” 변수 타입 지원

로컬 변수 선언 시, “타입 추론”을 이용하여 명시적 타입 선언 없이도 변수 선언이 가능하도록 지원하는 신규 Keyword.
JDK 10 버전부터 공식 지원하기 시작하였고 이후 LTS 버전인 JDK 11 부터는 람다 타입에서도 사용 가능하도록 지원.
컴파일 시 변수 타입을 추론하기 때문에 성능에 영향을 주지는 않지만 가독성 높은 코드 작성을 위해 무분별한 “var” Keyword 이용은 지양하는 것이 좋다.

제약

멤버 변수 또는 Method 파라미터로 선언은 불가능하며, 오로지 Method 내 로컬 변수로만 선언 가능.

// 가능한 사항
public void test() {
  var strData = "Jayden";
  var doubleData = 1.5;
  var intData = 100;

  var datas = List.of(strData, doubleData, intData);

  for (var data : datas) {
     ...
  }
}

// 불가능한 사항
class MyModel {
  private var test; // X
}

📌 신규 String Method 추가

문자열 내 공백 확인/제거 등 JDK 11 버전부터 String에 여러 편리한 기능을 지원하는 새로운 Method 들이 추가

신규 method

isBlank: 문자열이 비어있거나 공백이면 True 반환
lines: 줄 단위로 나뉘어 있는 문자를 배열로 반환
strip: 문자열 공백 제거 (기존 “trim()”이 ‘\u0020’ 이하 공백만을 제거 하였다면, “strip()”은 유니코드의 공백들을 전부 제거)
stripLeading: 문자열 앞의 공백을 제거
stripTrailing: 문자열 뒤의 공백을 제거
repeat: 문자열을 파라미터로 주어진 수 만큼 반복

public static void isBlankMethod() {
   "".isBlank();        // Output :: true
   "Jayden".isBlank();  // Output :: false
}

public static void linesMethod() {
   "Jayden\nBernard\nZino\nElvin\nMason".lines().toArray();
   // Output :: [Jayden, Bernard, Zino, Elvin, Mason]
}

public static void stripMethod() {
   " 여기어때컴퍼니 ".strip();         // Output :: (여기어때컴퍼니)
   " 여기어때컴퍼니 ".stripLeading();  // Output :: (여기어때컴퍼니  )
   " 여기어때컴퍼니 ".stripTrailing(); // Output :: (  여기어때컴퍼니)
}

public static void repeatMethod() {
   "Jayden ".repeat(3); // Output :: Jayden Jayden Jayden 
}

📌 텍스트 블록

JDK 15부터 정식 지원하는 새로운 기능.
“”” {String 문자열 } “”” 형식을 이용해 Java 문자열을 보다 가독성있게 작성하도록 도와준다.
TextBlock 내 데이터를 동적으로 다루게 될 경우 %s 문자와 format Method 를 이용하여 구현할 수 있고, 또한 블록 내 “+” 연산자를 이용하여 구현할 수도 있다.

String message = """
      [
         {
            "type": "header",
            "text": {
                  "type": "plain_text",
                  "text": "%s :mag:",
                  "emoji": true
            }
         },
         {
            "type": "section",
            "text": {
                  "type": "mrkdwn",
                  "text": "*API*: %s\\n*remoteIP*: %s\\n*serverIP*: %s"
            }
         },
         {
            "type": "divider"
         }
      ]
         """;

📌 Switch 표현식 기능 향상

Case문 람다식 지원

static void  test(Day day){
        switch (day) {
             case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> System.out.println(6);
             case TUESDAY                -> System.out.println(7);
             case THURSDAY, SATURDAY     -> System.out.println(8);
             case WEDNESDAY              -> System.out.println(9);
    }
}

Switch 문 값 직접 반환

public void test(Day day) {
        System.out.println(
                switch (day) {
                    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
                    case TUESDAY                -> 7;
                    case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
                    case WEDNESDAY              -> 9;
            });
}

yield 예약어 이용한 값 리턴 방식 추가

public void test(Day day) {
        int cnt = switch (day) {
            case MONDAY -> 0;
            case TUESDAY -> 1; 
            case WEDNESDAY -> {
                int k = day.toString().length();
                int result = k+5;
        yield result;
                //break result; <----- java 12 Switch Expression
            }
            default -> 0;
        };
}

yield 키워드는 항상 Switch 블록 내부에서만 사용된다.

public void test(Day day) {
        int cnt = switch (day) {
            case MONDAY -> 0;
            case TUESDAY -> yield 1; // error! yield는 block 안에서만 유효다
            case WEDNESDAY -> { yield 2;} // ok
            default -> 0;
        }
}

추가로 보통 java 예약어는 변수명으로 지정이 불가능하지만 yield 키워드는 변수명으로 사용이 가능하다.

int volatile = 3; // error!
int yield = 3; // ok

default 선언 여부에 따른 compile 에러

enum Test {
  FIRST,
  SECOND,
  THIRD;
}

Test test = getTest();

// default 를 선언하지 않아 compile 에러가 발생
switch(test) {
  case FIRST -> 1;
  case SECOND -> 2; 
}

// default 를 선언하여 case 에 모든 조건을 추가하지 않아도 compile 에러가 발생하지 않음.
switch(test) {
  case FIRST -> 1;
  default -> 0; 
}

Pattern Matching for switch

아직 Preview 기능이라 정식 지원되는 기능은 아님 (https://openjdk.org/jeps/433)
instanceof 분기처리

// if
static String formatter(Object obj) {
    String formatted = "unknown";
    if (obj instanceof Integer i) {
        formatted = String.format("int %d", i);
    } else if (obj instanceof Long l) {
        formatted = String.format("long %d", l);
    } else if (obj instanceof Double d) {
        formatted = String.format("double %f", d);
    } else if (obj instanceof String s) {
        formatted = String.format("String %s", s);
    }
    return formatted;
}

// switch
static String formatterPatternSwitch(Object obj) {
    return switch (obj) {
        case Integer i -> String.format("int %d", i);
        case Long l    -> String.format("long %d", l);
        case Double d  -> String.format("double %f", d);
        case String s  -> String.format("String %s", s);
        default        -> obj.toString();
    };
}

null 분기처리

// if
static void testFooBar(String s) {
    if (s == null) {
        System.out.println("Oops!");
        return;
    }
    switch (s) {
        case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
        default           -> System.out.println("Ok");
    }
}

// switch
static void testFooBar(String s) {
    switch (s) {
        case null         -> System.out.println("Oops");
        case "Foo", "Bar" -> System.out.println("Great");
        default           -> System.out.println("Ok");
    }
}

when 예약어 사용

// AS-IS
static void testTriangle(Shape s) {
    switch (s) {
        case null:
            break;
        case Triangle t:
            if (t.calculateArea() > 100) {
                System.out.println("Large triangle");
                break;
            }
        default:
            System.out.println("A shape, possibly a small triangle");
    }
}

// TO-BE
static void testTriangle(Shape s) {
    switch (s) {
        case null -> 
            { break; }
        case Triangle t
        when t.calculateArea() > 100 ->
            System.out.println("Large triangle");
        case Triangle t ->
            System.out.println("Small triangle");
        default ->
            System.out.println("Non-triangle");
    }
}

📌 instanceof 연산자에 대한 Pattern Matching

Instanceof 내부에서 객체를 캐스팅 하는 과정이 필요하였으나, 캐스팅 과정을 내부에서 지원할 수 있도록 변경
JDK 16 부터 지원

// 기존 Java 8 코드
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Student) {
            Student student = (Student) obj;
            if (this.studentNumber == student.studentNumber) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }
        return false;
    }

// Java 16 instanceof 연산자에 대한 pattern matching
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Student student) {
            if (this.studentNumber == student.studentNumber) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        }
        return false;
    }

📌 Record Data Class

JDK 14 버전부터 공개된 Immutable 객체를 생성하는 새로운 유형의 클래스.
Record 선언을 하게 되면 기존 toString, equals, hashCode 메소드를 자동으로 구현해주며, 모든 인스턴스 필드를 초기화해주는 생성자가 생성이 됩니다.
Immutable 객체이기 때문에 모든 값은 생성자를 통해 설정되어야 합니다.
DTO 와 같은 Data Object 용도로 활용 시 보다 편리하고 간결하게 구분할 수 있습니다.
setter 를 통해 값을 주입하는 라이브러리 혹은 기능을 구현한다면 Record Class 를 사용할 수 없다.
Record Class는 상속이 불가능하다. (모든 필드는 “private final ,,”로 선언이 되기에,,)
단순 선언

   public record RecordUserData(String name, int weight) {

   }

   ...

   RecordUserData userRecord = new RecordUserData("Jayden", 110);

   // Output :: Jayden
   System.out.println(userRecord.name());

   // Output :: 110
   System.out.println(userRecord.weight());

   // Output :: false
   System.out.println(userRecord.equals(new RecordUserData("Jayden", 90)));

   // Output :: true
   System.out.println(userRecord.equals(new RecordUserData("Jayden", 110)));

   // Output :: RecordUserData[name=Jayden, weight=110]
   System.out.println(userRecord);

Static 변수와 Method 선언

public record Citizen(String name, String country) {
    public static String UNKNOWN_COUNTRY = "Unknown";
}

public record Citizen(String name, String country) {
    public static Citizen justCountry(String country) {
        return new Citizen("", country);
    }
}

String country = Citizen.UNKNOWN_COUNTRY;
Citizen citizen = Citizen.justCountry("korea");

📌 Interface Private Method 지원

JDK9 부터 지원

// example
public interface Foo {

    default void bar() {
        System.out.print("Hello");
        baz();
    }

    private void baz() {
        System.out.println(" world!");
    }
}
// static method 도 사용 가능
public interface Foo {

    static void buzz() {
        System.out.print("Hello");
        staticBaz();
    }

    private static void staticBaz() {
        System.out.println(" static world!");
    }
}

📌 Sealed class

무분별한 상속을 막기 위한 목적으로 등장한 기능으로 지정한 클래스 외 상속을 허용하지 않으며, 지정한 클래스 외 상속 불가능.
즉, 클래스 또는 인터페이스는 이제 어떤 클래스가 이를 구현하거나 확장할 수 있는지 정의할 수 있다. 이를 통해 도메인 모델링 및 라이브러리 보안 강화에 유용해진다.
JDk 17 부터 지원
Sealed interface

public sealed interface Service permits Car, Truck {

    int getMaxServiceIntervalInMonths();

    default int getMaxDistanceBetweenServicesInKilometers() {
        return 100000;
    }

}

Sealed abstract class

public abstract sealed class Vehicle permits Car, Truck {

    protected final String registrationNumber;

    public Vehicle(String registrationNumber) {
        this.registrationNumber = registrationNumber;
    }

    public String getRegistrationNumber() {
        return registrationNumber;
    }

}

추가 확장을 방지하고자 한다면 final 을 선언한다.

public final class Truck extends Vehicle implements Service {

    private final int loadCapacity;

    public Truck(int loadCapacity, String registrationNumber) {
        super(registrationNumber);
        this.loadCapacity = loadCapacity;
    }

    public int getLoadCapacity() {
        return loadCapacity;
    }

    @Override
    public int getMaxServiceIntervalInMonths() {
        return 18;
    }

}

추가 확장을 허용하려면 non-sealed 를 정의한다.

public non-sealed class Car extends Vehicle implements Service {

    private final int numberOfSeats;

    public Car(int numberOfSeats, String registrationNumber) {
        super(registrationNumber);
        this.numberOfSeats = numberOfSeats;
    }

    public int getNumberOfSeats() {
        return numberOfSeats;
    }

    @Override
    public int getMaxServiceIntervalInMonths() {
        return 12;
    }

}

제약

허용된 모든 하위 클래스는 봉인된 클래스와 동일한 모듈에 속해야 한다.
허용된 모든 하위 클래스는 봉인된 클래스를 명시적으로 확장해야 한다.
허용된 모든 하위 클래스는 수정자를 정의해야 한다.(final, sealed 또는 non-sealed)

Record 와의 궁합

Record class 는 내부적으로 final 이 명시된 class 이기 때문에 좀더 간결한 구조로 정의가 가능하다.

public sealed interface Vehicle permits Car, Truck {

    String getRegistrationNumber();

}

public record Car(int numberOfSeats, String registrationNumber) implements Vehicle {

    @Override
    public String getRegistrationNumber() {
        return registrationNumber;
    }

    public int getNumberOfSeats() {
        return numberOfSeats;
    }

}

public record Truck(int loadCapacity, String registrationNumber) implements Vehicle {

    @Override
    public String getRegistrationNumber() {
        return registrationNumber;
    }

    public int getLoadCapacity() {
        return loadCapacity;
    }

}

Reflection

java.lang.Class 에서 다음과 같은 2개의 API 를 추가로 지원한다.
isSealed: 주어진 클래스 또는 인터페이스가 봉인된 경우 true 를 반환.
getPermittedSubclasses: 허용된 모든 하위 클래스를 나타내는 객체 배열을 반환.

Assertions.assertThat(truck.getClass().isSealed()).isEqualTo(false);
Assertions.assertThat(truck.getClass().getSuperclass().isSealed()).isEqualTo(true);
Assertions.assertThat(truck.getClass().getSuperclass().getPermittedSubclasses())
  .contains(ClassDesc.of(truck.getClass().getCanonicalName()));

📌 Virtual Thread(aka. Project Loom)

Java 21 에 정식 지원 예정 (관련 기사 : https://www.infoq.com/news/2023/04/virtual-threads-arrives-jdk21/)
JDK 21 부터 Java 는 플랫폼 쓰레드와 가상 쓰레드라는 2종류의 쓰레드를 지원
플랫폼 쓰레드는 OS 쓰레드에 대한 1대1 매핑이고, 가상 쓰레드는 Java 가 제공하는 경량 쓰레드로 하나의 OS 쓰레드 내에서 가상 쓰레드 1만개를 동시 실행 가능

try (var executor = Executors.newVirtualThreadPerTaskExecutor()) {
    IntStream.range(0, 10_000).forEach(i -> {
        executor.submit(() -> {
            Thread.sleep(Duration.ofSeconds(1));
            return i;
        });
    });
}

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Java8 이후로 달라진 기능들

Java8 이후로 달라진 기능들

개요

Java 21(2023. 09 월 release 예정) 까지의 주요 업데이트

📌 ZGC Garbage Collector 추가

ZGC 동작 원리 (Wiki, GitHub)

특징

적용 방법

Reference

📌 Collection Factory Method 강화

📌 “var” 변수 타입 지원

제약

📌 신규 String Method 추가

신규 method

📌 텍스트 블록

📌 Switch 표현식 기능 향상

Case문 람다식 지원

Switch 문 값 직접 반환

yield 예약어 이용한 값 리턴 방식 추가

default 선언 여부에 따른 compile 에러

Pattern Matching for switch

📌 instanceof 연산자에 대한 Pattern Matching

📌 Record Data Class

📌 Interface Private Method 지원

📌 Sealed class

제약

Record 와의 궁합

Reflection

📌 Virtual Thread(aka. Project Loom)

Reference

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