방어적 복사에 대해서 설명

방어적 복사(Defensive Copy)

  • 방어적 복사를 사용할 경우, 외부에서 객체를 변경해도 내부의 객체는 변경되지 않음 (원본과의 참조를 끊은 복사본을 만들어 사용하는 방식)

  • 원본의 변경에 의한 예상치 못한 사이드 이펙트를 방지하여 안전한 코드를 만들 수 있는데 도움이 됨

  • 방어적 복사 ≠ 깊은 복사 (서로 다름)

  1. 생성자의 인자로 받은 객체의 복사본을 만들어 내부 필드를 초기화

  2. getter 메서드에서 객체를 반환할 때, 복사본을 만들어 반환할 수 있음

컬렉션 자료구조를 반환하는 경우라면 자바의 Unmodifiable Collection을 사용하여, 외부에서 Collection에 대해 조회만 할 수 있도록 강제할 수 있음. 자바에서 Unmodifiable Collection은 set(), add(), addAll()처럼 컬렉션에 요소를 추가하거나 변경하는 메서드를 사용하는 경우, 예외를 발생시킴.

public class Lotto {

  private final List<LottoNumber> numbers;

  public Lotto(List<LottoNumber> numbers) {
      validateSize(numbers);
      this.numbers = new ArrayList<>(numbers);  // 방어적 복사
  }
}

위 코드의 두가지 문제

  1. LottoNumber 가 변경될 여지가 있음

    (해결방법)

    1. List<Integer>로 바꾸거나

    2. 내부객체(LottoNumber)까지 깊은 복사를 수행

      • 아래의 경우 디버깅도 너무 힘듦(테코블 블로그)

      import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        Name crew1 = new Name("Fafi");
        Name crew2 = new Name("Kevin");
        
        List<Name> originalNames = new ArrayList<>();
        originalNames.add(crew1);
        originalNames.add(crew2);

        Names crewNames = new Names(originalNames); // crewNames의 names: Fafi, Kevin

        crew2.setName("Sally"); // crewNames의 names: Fafi, Sally
    }
}

  2. 검증을 수행하는 시점에 변경될 가능성이 존재

    if) 멀티스레드 환경이라면?

    1. validate통과 후 방어적 복사를 수행하기 전에 numbers에 값이 추가/수정/삭제가 되는 경우, 검증은 성공했지만 객체의 값은 유효하지 않을 수 있음.

      이런 잠재적인 문제를 해결하기 위해서는 방어적 복사가 검증이 수행되기 전에 이루어져야함.

TOCTOU

  • Time of check, Time of use

    참조 타입 객체를 방어적 복사하기 전

    **검증(check) 또는 사용(use)**하는 시점에

    같은 주소를 가리키는 다른 곳에서 변경이 발생할 수도 있다는 개념

Unmodifiable Collection이란?

Unmodifiable Collection을 이용했을 경우 외부에서 변경 시 예외처리되기 때문에 안전하게 보장할 수 있음.

// unmodifiableList는 원본 객체를 감싼 wrapper만 만드는 것
// 다른곳에서 사용할 경우 원본 객체에 대한 수정을 막을 수는 없음
Collections.unmodifiableList()

  • unmodifiableList() 메서드를 통해 리턴되는 리스트는 읽기 용도로만 사용할 수 있으며, set(), add(), addAll() 등의 리스트에 변경을 가하는 메서드를 호출하면 UnsupportedOperationException 가 발생

  • Unmodifiable과 Immutable은 다름

    • Unmodifiable은 불변을 보장해주지 않음

    • 원본 자체에 수정이 일어나면 unmodifiableList() 메서드를 통해 리턴되었던 리스트 또한 변경이 발생함.

[참고]

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