[Java] 인터페이스 (1)

인터페이스의 역할

자바에서 인터페이스(Interface)는 객체의 사용 방법을 정의한 타입이다. 인터페이스는 객체의 교환성을 높여주기 때문에 다형성을 구현하는 매우 중요한 역할을 한다. 특히 자바 8에서 인터페이스의 중요성을 더욱 커졌다. 자바 8의 람다식은 함수적 인터페이스의 구현 객체를 생성하기 때문이다. 인터페이스는 개발 코드와 객체가 서로 통신하는 접점 역할을 한다. 개발 코드가 인터페이스의 메소드를 호출하면 인터페이스는 객체의 메소드를 호출시킨다. 그렇기 때문에 개발 코드는 객체의 내부 구조를 알 필요가 없고 인터페이스의 메소드만 알고 있으면 된다.

 

개발 코드가 직접 객체의 메소드를 호출하면 간단한데, 왜 중간에 인터페이스를 두는지 의문점이 생긴다. 그 이유는 개발 코드를 수정하지 않고, 사용하는 객체를 변경할 수 있도록 하기 위해서이다. 인터페이스는 하나의 객체가 아니라 여러 객체들과 사용이 가능하므로 어떤 객체를 사용하느냐에 따라서 실행 내용과 리턴값이 다를 수 있다. 따라서 개발 코드 측면에서는 코드 변경 없이 실행 내용과 리턴값을 다양화할 수 있다는 장점을 가지게 된다.

 

 

인터페이스 선언

인터페이스는 "~.java" 형태의 소스 파일로 작성되고 컴파일러(javac.exe)를 통해 "~.class" 형태로 컴파일되기 때문에 물리적 형태는 클래스와 동일하다. 차이점은 소스를 작성할 때 선언하는 방법이 다르다.

 

인터페이스 선언

인터페이스 선언은 class 키워드 대신에interface 키워드를 사용한다.

[ public ] interface 인터페이스명 { ... }

 인터페이스 이름은 클래스 이름을 작성하는 방법과 동일하다. 영어 대소문자를 구분하며, 첫 문자를 대문자로 하고 나머지는 소문자로 작성하는 것이 관례이다. public 접근 제한은 다른 패키지에서도 인터페이스를 사용할 수 있도록 해준다. 

 

클래스는 필드, 생성자, 메소드를 구성 멤버로 가지는데 비해, 인터페이스는 상수와 메소드만을 구성 멤버로 가진다. 인터페이스는 객체로 생성할 수 없기 때문에 생성자를 가질 수 없다. 자바 7 이전까지는 인터페이스의 메소드는 실행 블록이 없는 추상 메소드로만 선언이 가능했지만, 자바 8부터는 메소드와 정적 메소드도 선언이 가능하다.

interface 인터페이스명 {
    // 상수
    타입 상수명 = 값;
    // 추상 메소드
    타입 메소드명(매개변수, ...);
    // 디폴트 메소드
    default 타입 메소드명(매개변수, ...) { ... }
    // 정적 메소드
    static 타입 메소드명(매개변수) { ... }
}

상수 필드(Constant Field)

인터페이스는 객체 사용 설명서이므로 런타임 시 데이터를 저장할 수 있는 필드를 선언할 수 없다. 그러나 상수 필드는 선언이 가능하다. 상수는 인터페이스에 고정된 값으로 런타임 시에 데이터를 바꿀 수 없다. 상수를 선언할 때는 반드시 초기값을 대입해야 한다.

 

추상 메소드(Abstract Method)

추상 메소드는 객체가 가지고 있는 메소드를 설명한 것으로 호출할 때 어떤 매개값이 필요하고, 리턴 타입이 무엇인지만 알려준다. 실제 실행부는 객체가 가지고 있다.

 

디폴트 메소드(Default Method)

디폴트 메소드는 인터페이스에 선언되지만 사실은 객체가 가지고 있는 인스턴스 메소드라고 생각해야 한다. 자바 8에서 디폴트 메소드를 허용한 이유는 기존 인터페이스를 확장해서 새로운 기능을 추가하기 위해서이다.

 

정적 메소드(Static Method)

정적 메소드도 역시 자바 8부터 작성할 수 있는데, 디폴트 메소드와는 달리 객체가 없어도 인터페이스만으로 호출이 가능하다.

 

상수 필드 선언

인터페이스는 데이터를 저장할 수 없기 때문에 데이터를 저장할 인스턴스 또는 정적 필드를 선언할 수 없다. 대신 상수 필드만 선언할 수 있다. 상수는 public static final로 선언하는데 클래스에서 이미 학습한 바 있다. 따라서 인터페이스에 선언된 필드는 모두 public static final의 특성을 갖는다. public, static, final을 생략하더라도 자동적으로 컴파일 과정에서 붙게 된다.

[ public static final ] 타입 상수명 = 값;

 

상수명은 대문자로 작성하되, 서로 다른 단어로 구성되어 있을 경우에는 언더바( _ )로 연결하는 것이 관례이다. 예를 들어 MODEL, MAX_VALUE와 같이 선언하면 된다. 인터페이스 상수는 static { } 블록으로 초기화할 수 없기 때문에 반드시 선언과 동시에 초기값을 지정해야 한다. 다음은 RemoteControl 인터페이스에 MAX_VOLUME와 MIN_VOLUME를 선언한 모습을 보여준다.

public interface RemoteControl {
    public int MAX_VOLUME = 10;
    public int MIN_VOLUME = 0;
}

 

추상 메소드 선언

인터페이스를 통해 호출된 메소드는 최종적으로 객체에서 실행된다. 그렇기 때문에 인터페이스의 메소드는 실행 블록이 필요 없는 추상 메소드로 선언한다. 추상 메소드는 리턴 타입, 메소드명, 매개 변수만 기술되고 중괄호 { } 를 붙이지 않는 메소드를 말한다. 인터페이스에 선언된 추상 메소드는 모두 public abstract의 특성을 갖기 때문에 public abstract를 생략하더라도 자동적으로 컴파일 과정에서 붙게 된다. 다음은 RemoteControl 인터페이스에서 turnOn(), turnOff(), setVolume() 추상 메소드를 선언했다.

public interface RemoteControl {
    // 상수
    public int MAX_VOLUME = 10;
    public int MIN_VOLUME = 0;
    
    // 추상 메소드
    public void turnOn();
    public void turnOff();
    public void setVolume(int volume);
}

 

디폴트 메소드 선언

디폴트 메소드는 자바 8에서 추가된 인터페이스의 새로운 멤버이다. 형태는 클래스의 인스턴스 메소드와 동일한데, default 키워드가 리턴 타입 앞에 붙는다. 디폴트 메소드는 public 특성을 갖기 때문에 public을 생략하더라도 자동적으로 컴파일 과정에서 붙게된다. 위의 상수와 추상메소드와는 달리 디폴트 메소드는 default를 붙여줘야 한다.

[ public ] default 리턴타입 메소드명(매개변수, ...) { ... }

다음은 RemoteControl 인터페이스에서 무음 처리 기능을 제공하는 setMute() 디폴트 메소드를 선언하였다.

public interface RemoteControl {
    // 상수
    public int MAX_VOLUME = 10;
    public int MIN_VOLUME = 0;
    
    // 추상 메소드
    public void turnOn();
    public void turnOff();
    public void setVolume(int volume);
    
    // 디폴트 메소드
    default void setMute(boolean mute) {
        if(mute) {
            System.out.println("무음 해제합니다.");
        }
        else {
            System.out.println("무음 해제합니다.");
        }
    }
}

 

정적 메소드 선언

정적 메소드는 디폴트 메소드와 마찬가지로 자바 8에서 추가된 인터페이스의 새로운 멤버이다. 형태는 클래스의 정적 메소드와 완전 동일하다. 정적 메소드는 public의 특성을 갖기 때문에 public을 생략하더라도 자동적으로 컴파일 과정에서 붙게된다. 디폴트 메소드와 마찬가지로 static은 붙여줘야 한다.

[ public ] static 리턴타입 메소드명(매개변수, ...) { ... }

다음은 RemoteControl 인터페이스에서 배터리를 교환하는 기능을 가진 changeBattery() 정적 메소드를 선언하였다.

public interface RemoteControl {
    // 상수
    public int MAX_VOLUME = 10;
    public int MIN_VOLUME = 0;
    
    // 추상 메소드
    public void turnOn();
    public void turnOff();
    public void setVolume(int volume);
    
    // 디폴트 메소드
    default void setMute(boolean mute) {
        if(mute) {
            System.out.println("무음 해제합니다.");
        }
        else {
            System.out.println("무음 해제합니다.");
        }
    }
    
    // 정적 메소드
    static void changeBattery() {
        System.out.println("배터리를 교체합니다.");
    }
}