위임 패턴과 Kotlin by

위임 패턴이란

위임(delegation)은 객체가 받은 요청을 직접 처리하지 않고 가지고 있는 다른 객체(helper)에게 넘기는 방식이다. 상속이 "부모의 구현을 내 것으로 물려받는" 것이라면, 위임은 "구현을 가진 객체를 품고 일을 맡기는" 것이다.

class Rectangle(val width: Int, val height: Int) {
    fun area() = width * height
}
 
class Window(val bounds: Rectangle) {
    fun area() = bounds.area()   // 요청을 bounds에 넘긴다
}

비교	상속	위임(합성)
관계	is-a	has-a
결합	부모 구현 세부에 강하게 묶인다	인터페이스로만 의존한다
교체	컴파일 시점에 고정	실행 중에 다른 객체로 바꿀 수 있다
단점	부모 변경이 자식을 깨뜨린다	넘겨주는 메서드를 일일이 써야 한다

"상속보다 합성"이 권장되는 이유가 왼쪽 열의 결합 문제다. 오른쪽 열의 단점, 즉 위임용 보일러플레이트를 Kotlin은 by로 없앤다.

클래스 위임

인터페이스 by 객체라고 쓰면 컴파일러가 그 인터페이스의 모든 메서드를 해당 객체로 넘기는 코드를 생성한다.

interface ClosedShape { fun area(): Int }
class Rectangle(val w: Int, val h: Int) : ClosedShape { override fun area() = w * h }
class Circle(val r: Int) : ClosedShape { override fun area() = r * r * 3 }
 
class Window(private val bounds: ClosedShape) : ClosedShape by bounds
 
Window(Circle(5)).area()        // 75
Window(Rectangle(4, 5)).area()  // 20

Window는 ClosedShape를 구현하지만 area()를 직접 쓰지 않는다.
필요한 메서드만 override하면 그 메서드는 위임 대신 직접 구현이 쓰인다. 데코레이터 패턴(일부 동작만 감싸기)이 몇 줄로 끝난다.
위임 대상은 인터페이스여야 한다. 클래스 자체를 by로 위임할 수는 없다.

프로퍼티 위임

val/var 이름: 타입 by 위임객체는 프로퍼티의 접근자(getter/setter)를 위임 객체의 getValue/setValue 연산자에 맡긴다.

import kotlin.reflect.KProperty
 
class Logged {
    private var value = ""
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String = value
    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, newValue: String) {
        println("${property.name}: $value -> $newValue")
        value = newValue
    }
}
 
class User { var name: String by Logged() }
 
val u = User()
u.name = "Kim"   // name:  -> Kim 출력

u.name을 읽으면 getValue가, 쓰면 setValue가 불린다. 값 검증, 변경 로그, 지연 계산처럼 여러 프로퍼티에 반복되는 접근 로직을 한 클래스로 뽑아낼 수 있다.

표준 위임

위임	동작
`by lazy { ... }`	처음 읽을 때 람다를 실행해 값을 만들고, 이후에는 저장된 값을 돌려준다. 기본은 스레드 안전(synchronized). `lateinit`과의 차이는 Kotlin 핵심 문법
`Delegates.observable(초깃값) { ... }`	값이 바뀔 때마다 콜백 호출
`Delegates.vetoable(초깃값) { ... }`	콜백이 `false`를 돌려주면 변경을 거부
`by map`	프로퍼티를 맵의 같은 이름 키에서 읽는다 (JSON 같은 동적 데이터)
`by ::other`	다른 프로퍼티로 넘긴다 (이름 변경 시 하위 호환)

val config: Config by lazy {
    println("computed!")
    loadConfig()          // 첫 접근에서 한 번만 실행
}

Android의 by viewModels()

class MainActivity : ComponentActivity() {
    private val viewModel: MainViewModel by viewModels()
}

viewModels()는 Lazy<VM>을 돌려주는 함수다. 내부 구현은 by lazy와 같은 원리로, 처음 접근할 때 ViewModelProvider에서 ViewModel을 얻어 캐시하고 이후에는 캐시를 돌려준다. 그래서 Activity가 화면 회전으로 다시 만들어져도 같은 ViewModel 인스턴스를 받는다. Fragment에서는 by viewModels()(Fragment 범위)와 by activityViewModels()(Activity 범위 공유)를 구분해 쓴다.

정리

위임은 구현을 상속받지 않고 다른 객체에 일을 맡기는 방식이며, 상속보다 결합이 느슨하다.
Kotlin의 클래스 위임(: 인터페이스 by 객체)은 넘겨주기 코드를 컴파일러가 대신 생성한다.
프로퍼티 위임은 getter/setter를 getValue/setValue를 가진 객체에 맡긴다.
by lazy, Delegates.observable, by viewModels()가 모두 프로퍼티 위임이다.

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