Optional

옵셔널이 필요한 이유

NullPointException 문제

• 자바에서 null 은 "값이 없음" 을 표현하는 가장 기본적인 방법이다.

• 하지만, null 을 잘못 사용하거나 null 참조에 대해 메서드르 호출하면 NullPointException 이 발생하여 프로그램이 예기치 않게 종료될 수 있다.

• 특히 여러 메서드가 연쇄적으로 호출되어 내부에서 null 체크가 누락되면, 추적하기 어렵고 디버깅 비용이 증가한다.

가독성 저하

• null 을 반환하거나 사용하게 되면, 코드를 작성할 때마다 조건문으로 null 체크를 해야만 한다.

• 이러한 null 체크 로직이 누적되면 코드가 복잡해지고 가독성이 떨어진다.

의도가 드러나지 않음

• 메서드 시그니처만 보고서는 이 메서드가 null 을 반환할 수 있다는 사실을 명백하게 알기 어렵다.

• 호출하는 입장에서는 "반드시 값이 존재할 것" 이라고 가정했다가 런타임에 null 이 나와서 문제가 발생할 수 있다.

Optional의 등장

• 이러한 문제를 해결하고자 자바 8부터 Optional 클래스를 도입했다.

• Optional 은 "값이 있을 수도 있고, 없을 수도 있음" 을 명시적으로 표현해주어, 메서드의 호출 의도를 좀 더 분명하게 드러낸다.

• Optional 을 사용하면 "빈 값" 을 표현할 때, 더 이상 null 자체를 넘겨주지 않고 Optional.empty() 처럼 의도를 드러내는 객체를 사용할 수 있다.

• 그 결과, Optional 을 사용하면 null 체크 로직을 간결하게 만들고, 특정 경우에 NullPointException 이 발생할 수 있는 부분을 빌드 타임이나, IDE, 코드 리뷰에서 더 쉽게 파악할 수 있게 해준다.

null 을 직접 반환하는 경우

package optional;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class OptionalStartMain1 {

    private static final Map<Long, String> map = new HashMap<>();
    
    static {
        map.put(1L, "Kim");
        map.put(2L, "Seo");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        findAndPrint(1L);   // 값이 있는 경우
        findAndPrint(3L);   // 값이 없는 경우
    }
    
    // 이름이 있으면 이름을 대문자로 출력, 없으면 "UNKNOWN" 을 출력 
    static void findAndPrint(Long id) {
        String name = findNameById(id);
        // 1. NullPointException
        // System.out.println("name.toUpperCase() = " + name.toUpperCase());

        // 2. if 문을 활용한 null 체크 필요
        if (name != null) {
            System.out.println(id + ": " + name.toUpperCase());
        } else {
            System.out.println(id + ": " + "UNKNOWN");
        }
    }

    static String findNameById(Long id) {
        return map.get(id);
    }
}

• 이 예제에서는 map.get(id) 결과가 존재하지 않을 경우 null 을 반환한다.

• 따라서 findAndPoint() 메서드에서 name 이 null 이 아닌지 매번 확인해야 한다.

• null 을 반환하는 방식을 채택하면, 메서드를 호출하는 쪽에서 null 체크 로직을 작성해주어야되고, 이를 빠뜨리면 NullPointException 이 발생한다.

• 반환 타입이 String 이므로 얼핏 보면 항상 문자열이 반환될 것처럼 보이지만, 실제로는 null 이 반환될 수 있어 주의가 필요하다.

Optional 을 반환하는 경우

package optional;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Optional;

public class OptionalStartMain2 {

    private static final Map<Long, String> map = new HashMap<>();
    
    static {
        map.put(1L, "Kim");
        map.put(2L, "Seo");
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        findAndPrint(1L);   // 값이 있는 경우
        findAndPrint(3L);   // 값이 없는 경우
    }
    
    // 이름이 있으면 이름을 대문자로 출력, 없으면 "UNKNOWN" 을 출력 
    static void findAndPrint(Long id) {
        Optional<String> optName = findNameById(id);
        String name = optName.orElse("UNKNOWN");
        System.out.println(id + ": " + name.toUpperCase());
    }

    static Optional<String> findNameById(Long id) {
        String findName = map.get(id);
        Optional<String> optName = Optional.ofNullable(findName);
        return optName;
    }
}

• 이번에는 Optional<String> 을 반환하도록 변경했다.

• Optional.ofNullable(findName) 을 통해 null 이 될 수도 있는 값을 Optional 로 감싼다.

• 메서드 시그니처(Optional<String> findNameById(Long id) )만 보고도 "반환 결과가 있을 수도, 없을 수도 있겠구나"라고 명시적으로 인지할 수 있다.

• Optional.orElse("대체값") : 옵셔널에 값이 있으면 해당 값을 반환하고, 값이 없다면 대체값을 반환한다.

• findAndPrint() 메서드에서는 Optional<String> 을 받아서, orElse("UNKNOWN") 로 "빈 값"인 경우 대체 문자열을 지정할 수 있다.

• 이 방식은 "값이 없을 수도 있다"는 점을 호출하는 측에 명확히 전달하므로, 놓치기 쉬운 null 체크를 강제하고

  코드의 안정성을 높인다.

Optional 소개

자바 Optional 클래스 코드

package java.util;

public final class Optional<T> {
    private final T value;
    ...
}

정의

• java.util.Optional<T> 는 "존재할 수도 있고 존재하지 않을 수도 있는" 값을 감싸는 일종의 컨테이너 클래스이다.

• 내부적으로 null 을 직접 다루는 대신, Optional 객체에 감싸서 Optional.empty() 또는Optional.of(value) 형태로 다룬다.

등장 배경

• "값이 없을 수 있다" 는 상황을 프로그래머가 명시적으로 처리하도록 유도하고, 런타임 NullPointException 을 예방하기 위해서 도입되었다.

• 코드를 보는 사람이나 협업하는 팀원 모두가, 해당 메서드의 반환값이 비어있을 수도 있음을 알 수 있게 되어 오류를 줄일 수 있다.

참고

• Optional 은 "값이 없을 수도 있다"는 상황을 반환할 때 주로 사용된다.

• "항상 값이 있어야 하는 상황"에서는 Optional 을 사용할 필요 없이 그냥 해당 타입을 바로 사용하거나 예외를

  던지는 방식이 더 좋을 수 있다.

Optional 의 생성과 값 획득

Optional 생성

Optional 을 생성하는 메서드

• Optional.of(T value)

  • 내부 값이 확실히 null 이 아닐 때 사용. null 을 전달하면 NullPointExcpetion 발생

• Optional.ofNullable(T value)

  • 값이 null 일 수도 있고 아닐 수도 있을 때 사용. null 이면 Optional.empty() 를 반환한다.

• Optional.empty()

  • 명시적으로 "값이 없음" 을 표현할 때 사용

package optional;

import java.util.Optional;

public class OptionalCreationMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 1. of() : 값이 null 이 아님이 확실할 때 사용, null 이면 NullPointException 이 발생
        String nonNullValue = "Hello, Optional";
        Optional<String> opt1 = Optional.of(nonNullValue);
        System.out.println("opt1 = " + opt1);

        // 2. ofNullable() : 값이 null 일 수도 아닐 수도 있을 때
        Optional<String> opt2 = Optional.ofNullable("Hello, Optional");
        Optional<String> opt3 = Optional.ofNullable(null);

        System.out.println("opt2 = " + opt2);
        System.out.println("opt3 = " + opt3);
        
        // 3. empty() : 비어있는 Optional을 명시적으로 생성
        Optional<Object> opt4 = Optional.empty();
        System.out.println("empty = " + opt4);
    }
}

⁉️ 궁금증 - Optional 생성시 왜 Optional.of(), Optional.empty() 가 필요한가?

한번 생각해보면 Optional 값을 사용하는 입장에서는 Optional 에 값이 있는지, 없는지 알 수 없기 때문에, orElse(), orElseGet(), orElseThrow(), 등.. 의 메서드를 사용해 값을 가져올 수 있다.

그렇다면 함수 내에서 값이 있을 수도, 없을 수도 있다는 Optional.ofNullable() 을 사용하면 되지 않을까?

결론은 안된다! 제미나이에 물어보니 다음과 같은 답변을 준다.

"Optional.of()와 Optional.empty()는 단순한 Optional 생성자를 넘어, 코드를 작성하는 개발자의 논리적 의도와 값의 유효성에 대한 확신을 명시하는 도구로서의 의미가 있습니다. 이는 궁극적으로 코드의 가독성, 견고성, 그리고 디버깅 용이성에 기여합니다."

Optional.of(), Optional.empty() 는 명확한 의도를 가지고 있다. 이런 면에서 코드를 이해하기가 쉬워진다는 장점이 있다. 때문에, 협업하는 입장에서 Optional.ofNullable() 같은 모호한 개념보다 명확한 Optional.of(), Optional.empty() 를 사용하는 것이 장점일 수 있다.

Optional 값 획득

Optional 의 값을 확인하거나, 획득하는 메서드

1. isPresent(), isEmpty()

   1. 값이 있으면 true

   2. 값이 없으면 false 를 반환. 간단 확인용.

   3. isEmpty() : 자바 11 이상에서 사용 가능, 값이 비어있으면 true, 값이 있으면 false 를 반환

2. get()

   1. 값이 있는 경우 그 값을 반환

   2. 값이 없으면 NoSuchElementException 발생.

   3. 직접 사용 시 주의해야 하며, 가급적이면 orElse, orElseXxx 계열 메서드를 사용하는 것이 안전.

3. orElse(T other)

   1. 값이 있으면 그 값을 반환

   2. 값이 없으면 other 를 반환.

4. orElseGet(Supplier<? extends T> supplier)

   1. 값이 있으면 그 값을 반환

   2. 값이 없으면 supplier 호출하여 생성된 값을 반환.

5. orElseThrow(...)

   1. 값이 있으면 그 값을 반환

   2. 값이 없으면 지정한 예외를 던짐.

6. or(Supplier<? extends Optional<? extends T>> supplier)

   1. 값이 있으면 해당 값의 Optional 을 그대로 반환

   2. 값이 없으면 supplier 가 제공하는 다른 Optional 반환

   3. 값 대신 Optional 을 반환한다는 특징

package optional;

import javax.swing.text.html.Option;
import java.util.Optional;

public class OptionalRetrievalMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 예제 : 문자열 "Java" 가 있는 Optional 과 비어있는 Optional 준비
        Optional<String> optVale = Optional.of("Hello");
        Optional<String> optEmpty = Optional.empty();

        // isPresent() : 값이 있으면 ture
        System.out.println("===  1. isPresent() / isEmpty() ===");
        System.out.println("optVale.isPresent() = " + optVale.isPresent());
        System.out.println("optEmpty.isPresent() = " + optEmpty.isPresent());
        System.out.println("optEmpty.isEmpty() = " + optEmpty.isEmpty());
        
        // get() : 직접 내부 값을 꺼냄, 값이 없으면 예외(NoSuchElementException) 
        System.out.println("===  2. get() ===");
        String getValue = optVale.get();
        System.out.println("getValue = " + getValue);
//        String getValue2 = optEmpty.get();  // 런타임 에러

        // 값이 있으면 그 값, 없으면 지정된 기본값 사용
        System.out.println("===  3. orElse() ===");
        String value1 = optVale.orElse("기본값");
        String empty1 = optEmpty.orElse("기본값");
        System.out.println("value1 = " + value1);
        System.out.println("empty1 = " + empty1);

        // 값이 없을 때만 람다(Supplier) 가 실행되어 기본값 생성
        System.out.println("=== 4. orElseGet() ===");
        String value2 = optVale.orElseGet(() -> {
            System.out.println("람다 호출 - optValue");
            return "New Value";
        });
        String empty2 = optEmpty.orElseGet(() -> {
            System.out.println("람다 호출 - optEmpty");
            return "New Value";
        });
        System.out.println("value2 = " + value2);
        System.out.println("empty2 = " + empty2);

        // 값이 있으면 반환, 없으면 예외 발생
        System.out.println("===  5. orElseThrow() ===");
        String value3 = optVale.orElseThrow(() -> new RuntimeException("값이 없습니다."));
        System.out.println("value3 = " + value3);

        try {
            String empty3 = optEmpty.orElseThrow(() -> new RuntimeException("값이 없습니다."));
            System.out.println("empty3 = " + empty3);   // 실행되지 않는다.
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("예외 발생 : " + e.getMessage());
        }
        
        // Optional 을 반환 
        System.out.println("=== 6. or() ===");
        Optional<String> result1 = optVale.or(() -> Optional.of("Fallback"));
        System.out.println(result1);

        Optional<String> result2 = optEmpty.or(() -> Optional.of("Fallback"));
        System.out.println(result2);
    }
}

• isEmpty() 는 자바 11 부터 사용할 수 있는 메서드로, 값이 없으면 true 를 반환한다.

  • isPresent() 와 반대

• get() 메서드는 Optional 사용 시 가능하면 사용을 피해야 한다.

  • 값이 없는 상태(Optional.empty() 에서 get() 을 호출하면 바로 예외가 터지므로, 안전하게 사용하려면 isPresent() 같은 사전 체크가 필요하다.

  • get() 보다는 orElse(), orElseGet(), orElseThrow() 등의 메서드를 활용하면 좀 더 세련되고 안전하게 값을 처리할 수 있다.

Optional 값 처리

Optional 값 처리 메서드

• ifPresent(Consumer<? super T> action)

  • 값이 존재하면 action 실행

  • 값이 없으면 아무것도 안 함

• ifPresentOrElse(Consumer<? super T> action, Runnable emptyAction)

  • 값이 존재하면 action 실행

  • 값이 없으면 emptyAction 실행

• map(Function<? super T, ? extends U> mapper)

  • 값이 있으면 mapper 를 적용한 결과(Optional<U>) 반환

  • 값이 없으면 Optional.empty() 반환

• flatMap(Function<? super T, ? extends Optional<? extends U>> mapper)

  • map과 유사하지만, Optional 을 반환할 때 중첩되지 않고 평탄화(flat)해서 반환

• filter(Predicate<? super T> predicate)

  • 값이 있고 조건을 만족하면 그대로 반환,

  • 조건 불만족이거나 비어있으면 Optional.empty() 반환

• stream()

• 값이 있으면 단일 요소를 담은 Stream<T> 반환

• 값이 없으면 빈 스트림 반환

package optional;

import java.util.Optional;

public class OptionalProcessingMain {

    public static void main(String[] args) {
        Optional<String> optValue = Optional.of("Hello");
        Optional<String> optEmpty = Optional.empty();

        // 값이 존재하면 Consumer 실행, 없으면 아무 일도 하지 않음
        System.out.println("=== 1. ifPresent() ===");
        optValue.ifPresent(v -> System.out.println("optValue 값 : " + v));
        optEmpty.ifPresent(v -> System.out.println("optEmpty 값 : " + v));   // 실행 안됨!

        // 값이 있으면 Consumer 실행, 없으면 Runnable 실행
        System.out.println("=== 2. ifPresentOrElse() ===");
        optValue.ifPresentOrElse(
                v -> System.out.println("optValue 값 : " + v),
                () -> System.out.println("optValue 는 비어있음")
        );
        optEmpty.ifPresentOrElse(
                v -> System.out.println("optEmpty 값 : " + v),
                () -> System.out.println("optEmpty 는 비어있음")
        );

        // 값이 있으면 Function 적용 후 Optional 로 반환, 없으면 Optional.empty()
        System.out.println("=== 3. map() ===");
        Optional<Integer> lengthOpt1 = optValue.map(String::length);
        System.out.println("optValue.map(String::length = " + lengthOpt1);
        
        Optional<Integer> lengthOpt2 = optEmpty.map(String::length);
        System.out.println("optEmpty.map(String::length = " + lengthOpt2);

        // map() 과 유사하나, 이미 Optional 을 반환하는 경우 중첩을 제거
        System.out.println("=== 4. flatMap() ===");
        System.out.println("[map]");
        Optional<Optional<String>> nestedOpt = optValue.map(s -> Optional.of(s));
        System.out.println("nestedOpt = " + nestedOpt);

        // flatMap 을 사용하면 한 번에 평탄화
        System.out.println("[flatMap]");
        Optional<String> flattenedOpt = optValue.flatMap(s -> Optional.of(s));
        System.out.println("flattenedOpt = " + flattenedOpt);

        // 값이 있고 조건을 만족하면 그 값을 그대로, 불만족시 Optional.Empty()
        System.out.println("=== 5. filter() ===");
        Optional<String> filtered1 = optValue.filter(s -> s.startsWith("H"));
        Optional<String> filtered2 = optValue.filter(s -> s.startsWith("X"));

        System.out.println("filter(H) = " + filtered1); // Optional[Hello]
        System.out.println("filter(X) = " + filtered2); // Optional.empty

        System.out.println("=== 6. stream() ===");
        optValue.stream()
                .forEach(s -> System.out.println("optValue.stream() -> " + s));

        // 값이 없으므로 실행이 안됨
        optEmpty.stream()
                .forEach(s -> System.out.println("optValue.stream() -> " + s));
    }
}

즉시 평가와 지연 평가1

앞서 설명한 orElse(), orElseGet() 의 차이가 잘 느껴지지 않을 수 있다. 둘의 차이를 이해하려먼 즉시 평가와 지연 평가를 이해해야한다.

• 즉시 평가(eager evaluation)

  • 값(혹은 객체)을 바로 생성하거나 계산해 버리는 것

• 지연 평가(lazy evaluation)

  • 값(혹은 객체)을 실제로 필요한 때 생성하거나, 계산해 버리는 것

여기서 평가라고 하는 것은 쉽게 이야기해 계산이라고 생각하면 된다.

로거

package optional.logger;

import java.util.function.Supplier;

public class Logger {

    private  boolean isDebug = false;

    public boolean isDebug() {
        return isDebug;
    }

    public void setDebug(boolean debug) {
        isDebug = debug;
    }

    // DEBUG 로 설정한 경우만 출력 - 데이터를 받음
    public void debug(Object message) {
        if (isDebug) {
            System.out.println("[DEBUG] " + message);
        }
    }
}

• 이 로거의 사용 목적은 일반적인 상황에서는 로그를 남기지 않다가, 디버깅이 필요한 경우에만 디버깅용 로그를 추가로 출력하는 것이다.

• debug() 에 전달한 메시지는 isDebug 값을 true 로 설정한 경우에만 메시지를 출력한다.

package optional.logger;

public class LogMain1 {

    public static void main(String[] args) {
        Logger logger = new Logger();
        logger.setDebug(true);
        logger.debug(10 + 20);

        System.out.println("=== 디버그 모드 끄기 ===");
        logger.setDebug(false);
        logger.debug(100 + 200);
    }
}

자바 언어의 연산 순서와 즉시 평가

자바는 연산식을 보면 기본적으로 즉시 평가한다. 이 말을 이해하기 위해

debug(10 + 20) 연산부터 알아보자.

// 자바 언어의 연산자 우선순위상 메서드를 호출하기 전에 괄호 안의 내용이 먼저 계산된다.
logger.debug(10 + 20); // 1. 여기서는 10 + 20이 즉시 평가된다.
logger.debug(30);      // 2. 10 + 20 연산의 평가 결과는 30이 된다.
debug(30)              // 3. 메서드를 호출한다. 이때 계산된 30의 값이 인자로 전달된다.

자바는 10 + 20 이라는 연산을 처리할 순서가 되면 그때 바로 즉시 평가(계산) 한다.

우리에게는 너무 자연스러운 방식이기 때문에 아무런 문제가 될 것이 없어 보인다. 그런데 이런 방식이 때로는 문제가 되는 경우가 있다.

debug(100 + 200) 연산을 통해 어떤 문제가 있는지 알아보자.

System.out.println("=== 디버그 모드 끄기 ===");
logger.setDebug(false);
logger.debug(100 + 200);

이 연산은 debug 모드가 꺼져있기 때문에 출력되지 않는다. 따라서 100 + 200 연산은 어디에도 사용되지 않는다.

하지만 이 연산은 계산된 후에 버려진다. 다음 코드를 보자.

// 자바 언어의 연산자 우선순위상 메서드를 호출하기 전에 괄호 안의 내용이 먼저 계산된다.
logger.debug(100 + 200);   // 1. 여기서는 100 + 200이 즉시 평가된다.
logger.debug(300);         // 2. 100 + 200 연산의 평가 결과는 300이 된다.
debug(300)                 // 3. 메서드를 호출한다. 이때 계산된 300의 값이 인자로 전달된다.

public void debug(Object message = 300) { // 4. message에 계산된 300이 할당된다.
    if (isDebug) { // 5. debug 모드가 꺼져있으므로 false이다.
        System.out.println("[DEBUG] " + message); // 6. 실행되지 않는다.
    }
}

이 연산의 결과 300 은 debug 모드가 꺼져있기 때문에 출력되지 않는다. 따라서 앞서 계산한 100 + 200 연산은 어디에도 사용되지 않는다. 결과적으로 연산은 계산된 후에 버려진다.

결과적으로 100 + 200 연산은 미래에 전혀 사용하지 않을 값을 계산해서 아까운 CPU 전기만 낭비한 것이다.

즉시 평가와 지연 평가3

자바 언어에서 연산을 정의하는 시점과 해당 연산을 실행하는 시점을 분리하는 방법은 여러 가지가 있다.

• 익명 클래스를 만들고, 메서드를 나중에 호출

• 람다를 만들고, 람다를 나중에 호출

람다를 사용해서 연산을 정의하는 시점과 실행하는 시점을 분리해서 문제를 해결해보자.

Logger에 람다(Supplier )를 받는 debug 메서드를 하나 추가하자

package optional.logger;

import java.util.function.Supplier;

public class Logger {

    ...

    // 추가
    // DEBUG 로 설정한 경우만 출력 - 람다를 받아서 실행
    public void debug(Supplier<?> supplier) {
        if (isDebug) {
            System.out.println("[DEBUG] " + supplier.get());
        }
    }
}

package optional.logger;

public class LogMain3 {

    public static void main(String[] args) {
        Logger logger = new Logger();
        logger.setDebug(true);
        logger.debug(() -> value100() + value200());

        System.out.println("=== 디버그 모드 끄기 ===");
        logger.setDebug(false);
        logger.debug(() -> value100() + value200());
    }

    static int value100() {
        System.out.println("value100 호출");
        return 100;
    }

    static int value200() {
        System.out.println("value200 호출");
        return 200;
    }
}

정리

람다를 사용해서 연산을 정의하는 시점과 실행(평가) 하는 시점을 분리했다. 따라서 값이 실제로 필요할 때 까지 계산을 미룰 수 있었다. 람다를 활용한 지연 평가 덕분에 꼭 필요한 계산만 처리할 수 있었다.

orElse() vs orElseGet()

우리는 앞서 즉시 평가와 지연 평가에 대해서 알아보았다.

람다를 사용하면 연산을 정의하는 시점과 실행하는 시점을 분리해서, 값이 실제로 필요할 때 까지 계산을 미룰 수 있다.

이제 orElse(), orElseGet() 의 차이를 이해할 수 있을 것이다.

orElse() 는 보통 데이터를 받아서 인자가 즉시 평가되고, orElseGet() 은 람다를 받아서 인자가 지연 평가된다.

package optional;

import java.util.Optional;
import java.util.Random;

public class OrElseGetMain {

    public static void main(String[] args) {
        Optional<Integer> optValue = Optional.of(100);
        Optional<Integer> optEmpty = Optional.empty();

        System.out.println("단순 계산");
        Integer i1 = optValue.orElse(10 + 20);  // 10 + 20 계산 후 버림
        Integer i2 = optEmpty.orElse(10 + 20);  // 10 + 20 계산 후 사용
        System.out.println("i1 = " + i1);
        System.out.println("i2 = " + i2);

        // 값이 있으면 그 값, 없으면 지정된 기본 값 사용
        System.out.println("=== orElse ===");
        System.out.println("값이 있는 경우");
        Integer value1 = optValue.orElse(createData());
        System.out.println("value1 = " + value1);

        System.out.println("값이 없는 경우");
        Integer empty1 = optEmpty.orElse(createData());
        System.out.println("empty1 = " + empty1);

        // 값이 있으면 그 값, 없으면 지정된 람다 사용
        System.out.println("=== orElseGet ===");
        System.out.println("값이 있는 경우");
        Integer value2 = optValue.orElseGet(() -> createData());
        System.out.println("value2 = " + value2);

        System.out.println("값이 없는 경우");
        Integer empty2 = optEmpty.orElseGet(() -> createData());
        System.out.println("empty2 = " + empty2);
    }

    static int createData () {
        System.out.println("데이터를 생성합니다..");
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
        int createValue = new Random().nextInt(100);
        System.out.println("데이터 생성이 완료되었습니다. 생성 값 : " + createValue);
        return createValue;
    }
}

두 메서드의 차이

• orElse(T other) 는 "빈 값이면 other 를 반환"하는데, other 를 "항상" 미리 계산한다.

  • 따라서 other 를 생성하는 비용이 큰 경우, 실제로 값이 있을 때도 쓸데없이 생성 로직이 실행될 수 있다.

  • orElse() 에 넘기는 표현식은 호출 즉시 평가하므로 즉시 평가(eager evaluation)가 적용된다.

• orElseGet(Supplier supplier) 은 빈 값이면 supplier 를 통해 값을 생성하기 때문에, 값이 있을 때는supplier 가 호출되지 않는다.

  • 생성 비용이 높은 객체를 다룰 때는 orElseGet() 이 더 효율적이다.

  • orElseGet() 에 넘기는 표현식은 필요할 때만 평가하므로 지연 평가(lazy evaluation)가 적용된다.

사용 용도

orElse(T other)

• 값이 이미 존재하지 않을 가능성이 높거나, 혹은 orElse() 에 넘기는 객체(또는 메서드) 가 생성 비용이 크지 않은 경우 사용해도 괜찮다.

• 연산이 없는 상수나 변수의 경우 사용해도 괜찮다.

orElseGet(Supplier supplier)

• 주로 orElse()에 넘길 값의 생성 비용이 큰 경우, 혹은 값이 들어있을 확률이 높아 굳이 매번 대체 값을 계산할 필요가 없는 경우에 사용한다.

정리하면, 단순한 대체 값을 전달하거나 코드가 매우 간단하다면 orElse() 를 사용하고, 객체 생성 비용이 큰 로직이 들어있고, Optional에 값이 이미 존재할 가능성이 높다면 orElseGet() 을 고려해볼 수 있다.

Optional - 베스트 프렉티스

• Optional 이 좋아보여도 무분별하게 사용하면 오히려 코드 가독성과 유지보수에 도움이 되지 않을 수 있다.

• Optional 은 주로 메서드의 반환값에 대해 값이 없을 수도 있음을 표현하기 위해 도입되었다.

  • 여기서 핵심은 메서드의 반환값에 Optional 을 사용하라는 것이다.

Optional 을 사용할 때 자주 이야기되는 베스트 프랙티스(모범 사례)를 정리했다.

실무 환경에서 Optional 을 사용할 때 다음 내용들을 알고 사용하면, Optional 을 더욱 잘 활용할 수 있을 것이다.

1. 반환 타입으로만 사용하고, 필드에는 가급적 사용하지 말기

원칙

• Optional 은 주로 메서드의 반환값에 대해 "값이 없을 수도 있음"을 표현하기 위해 도입되었다.

• 클래스의 필드(멤버 변수)에 Optional 을 직접 두는 것은 권장하지 않는다.

잘못된 예시

public class Product {
    // 안티 패턴: 필드를 Optional로 선언
    private Optional<String> name;
    
    // ... constructor, getter, etc.
}

• 이렇게 되면 다음과 같은 3가지 상황이 발생한다.

  1. name = null

  2. name = Optional.empty()

  3. name = Optional.of(value)

• Optional 자체도 참조 타입이기 때문에, 혹시라도 개발자가 부주의로 Optional 필드에 null 을 할당하면,

  그 자체가 NullPointerException 을 발생시킬 여지를 남긴다.

• 값이 없음을 명시하기 위해 사용하는 것이 Optional 인데, 정작 필드 자체가 null 이면 혼란이 가중된다.

권장 예시

public class Product {
    // 필드는 원시 타입(혹은 일반 참조 타입) 그대로 둔다.
    private String name;
    
    // ... constructor, getter, etc.
    
    // name 값을 가져올 때, "필드가 null일 수도 있음"을 고려해야 한다면
    // 다음 메서드에서 Optional로 변환해서 반환할 수 있다.
    public Optional<String> getNameAsOptional() {
        return Optional.ofNullable(name);
    }
}

2. 메서드 매개변수로 Optional 을 사용하지 말기

원칙

• 자바 공식 문서에 Optional 은 메서드의 반환값으로 사용하기를 권장하며, 매개변수로 사용하지 말라고 명시되어 있다.

• 호출하는 측에서는 단순히 null 전달 대신 Optional.empty() 를 전달해야 하는 부담이 생기며, 결국 null 을 사용하든 Optional.empty() 를 사용하든 큰 차이가 없어 가독성만 떨어진다.

잘못된 예시

public void processOrder(Optional<Long> orderId) {
    if (orderId.isPresent()) {
        System.out.println("Order ID: " + orderId.get());
    } else {
        System.out.println("Order ID is empty!");
    }
}

• 호출하는 입장에서는 processOrder(Optional.empty()) 처럼 호출해야 하는데,

• 사실 processOrder(null) 과 큰 차이가 없고, 오히려 Optional.empty() 를 만드는 비용이 추가된다.

권장 예시

• 오버로드 된 메서드를 만들거나,

• 명시적으로 null 허용 여부를 문서화하는 방식을 택합니다.

// 오버로드 예시
public void processOrder(long orderId) {
    // 이 메서드는 orderId가 항상 있어야 하는 경우
    System.out.println("Order ID: " + orderId);
}
public void processOrder() {
    // 이 메서드는 orderId가 없을 때 호출할 경우
    System.out.println("Order ID is empty!");
}

// 방어적 코드(여기서는 null 허용, 내부에서 처리)
public void processOrder(Long orderId) {
    if (orderId == null) {
        System.out.println("Order ID is empty!");
        return;
    }
    System.out.println("Order ID: " + orderId);
}

• 어떤 방식이든 Optional 을 매개변수로 받는 것은 지양하고, 오히려 반환 타입을 Optional 로 두는 것이 더 자연스러운 활용 방법이다.

3. 컬렉션(Collection) 이나 배열 타입을 Optional 로 감싸지 말기

원칙

• List<T>, Set<T>, Map<K,V> 등 컬렉션(Collection) 자체는 비어있는 상태(empty)를 표현할 수 있다.

• 따라서 Optional<List<T>> 처럼 다시 감싸면 Optional.empty() 와 "빈 리스트"(Collections.emptyList() )가 이중 표현이 되고, 혼란을 야기한다.

잘못된 예시

public Optional<List<String>> getUserRoles(String userId) {
    List<String> userRolesList ...;
    if (foundUser) {
        return Optional.of(userRolesList);
    } else {
        return Optional.empty();
    }
}

반환 받는 쪽에서는 다음 코드와 같이 사용해야 한다.

Optional<List<String>> optList = getUserRoles("someUser");
if (optList.isPresent()) {
    // ...
}

하지만 정작 내부의 리스트가 empty 일 수도 있으므로, 한 번 더 체크해야 하는 모호함이 생긴다.

• Optional 이 비어있는지 체크해야 하고, userRolesList 가 비어있는지 추가로 체크해야 한다.

권장 예시

public List<String> getUserRoles(String userId) {
    // ...
    if (!foundUser) {
    // 권장: 빈 리스트 반환
        return Collections.emptyList();
    }
    return userRolesList;
}

4. isPresent(), get() 조합을 직접 사용하지 않기

원칙

• Optional 의 get() 메서드는 가급적 사용하지 않아야 한다.

• if (opt.isPresent()) { ... opt.get() ... } else { ... } 는 사실상 null 체크와 다를 바가 없으며, 깜빡하면 NoSuchElementException 같은 예외가 발생할 위험이 있다.

• 대신 orElse, orElseGet, orElseThrow, ifPresentOrElse, map, filter 등의 메서드를 활용하면 간결하고 안전하게 처리할 수 있다

잘못된 예시

public static void main(String[] args) {
    Optional<String> optStr = Optional.ofNullable("Hello");
    if (optStr.isPresent()) {
        System.out.println(optStr.get());
    } else {
        System.out.println("Nothing");
    }
}

권장 예시

public static void main(String[] args) {
    Optional<String> optStr = Optional.ofNullable("Hello");
    // 1) orElse
    System.out.println(optStr.orElse("Nothing"));
    
    // 2) ifPresentOrElse
    optStr.ifPresentOrElse(
        System.out::println,
        () -> System.out.println("Nothing")
    );
    
    // 3) map
    int length = optStr.map(String::length).orElse(0);
    System.out.println("Length: " + length);
}

5. orElseGet() vs orElse() 차이를 분명히 이해하기

6. 무조건 Optional 이 좋은 것은 아니다.

원칙

• Optional 은 분명히 편의성과 안전성을 높여주지만, 모든 곳에서 "무조건" 사용하는 것은 오히려 코드 복잡성을

  증가시킬 수 있다.

• 다음과 같은 경우 Optional 사용이 오히려 불필요할 수 있다.

  • "항상 값이 있는" 상황

    • 비즈니스 로직상 null 이 될 수 없는 경우, 그냥 일반 타입을 사용하거나, 방어적 코드로 예외를 던지는 편이 낫다.

  • "값이 없으면 예외를 던지는 것"이 더 자연스러운 상황

    • 예를 들어, ID 기반으로 무조건 존재하는 DB 엔티티를 찾아야 하는 경우, Optional 대신 예외를 던지는 게 API 설계상 명확할 수 있다. 물론 이런 부분은 비즈니스 상황에 따라 다를 수 있다.

  • "흔히 비는 경우"가 아니라 "흔히 채워져 있는" 경우

    • Optional 을 쓰면 매번 .get(), orElse(), orElseThrow() 등 처리가 강제되므로 오히려 코드가 장황해질 수 있다.

  • "성능이 극도로 중요한" 로우레벨 코드

    • Optional 은 래퍼 객체를 생성하므로, 수많은 객체가 단기간에 생겨나는 영역(예: 루프 내부)에서는 성능 영향을 줄 수 있다. (일반적인 비즈니스 로직에서는 문제가 되지 않는다. 극한 최적화가 필요한 코드라면 고려 대상)

예제 코드

// 1. 항상 값이 있는 경우: 차라리 Optional 사용 X
public String findConfigValue() {
    // 이 로직은 무조건 "NotNull" 반환
    // null이 나오면 프로그래밍적 오류
    return "ConfigValue";
}

// 2. 값이 없으면 예외가 맞는 경우
public String findRequiredEntity(Long id) {
    // DB나 Repository에서 무조건 존재해야 하는 엔티티
    Entity entity = repository.find(id);
    if (entity == null) {
        throw new IllegalStateException("Required Entity not found!");
    }
    return entity.getName();
}

// 3. null이 날 가능성이 희박하고, 주요 흐름에서 필수로 존재해야 하는 경우
public String getValue(Data data) {
    // 비즈니스상 data.getValue()가 null이면 안 되는 상황이라면?
    // Optional보다 null 체크 후 예외가 더 직관적일 수 있음
    if (data.getValue() == null) {
        throw new IllegalArgumentException("Value is missing, cannot proceed!");
    }
    return data.getValue();
}

클라이언트 메서드 vs 서버 메서드

사실 Optional 을 고려할 때 가장 중요한 핵심은 Optional 을 생성하고 반환하는 서버쪽 메서드가 아니라, Optional 을 반환하는 코드를 호출하는 클라이언트 메서드에 있다. 결과적으로 Optional 을 반환받는 클라이언트의 입장을 고려해서 하는 선택이, Optional 을 가장 잘 사용하는 방법이다.

• "이 로직은 null 을 반환할 수 있는가?"

• "null 이 가능하다면, 호출하는 사람 입장에서 '값이 없을 수도 있다'는 사실을 명시적으로 인지할 필요가 있는가?"

• null 이 적절하지 않고, 예외를 던지는 게 더 맞진 않은가?"