Pluu Dev - [번역] DroidKaigi 2017 ~ 해부 Kotlin ~ 바이트코드를 이해하자 ~

[번역] DroidKaigi 2017 ~ 해부 Kotlin ~ 바이트코드를 이해하자 ~

Oct 2, 2017. | By: pluulove

본 포스팅은 DroidKaigi 2017 ~ 解剖Kotlin ~バイトコードを読み解く 을 기본으로 번역하여 작성했습니다

제 일본어 실력으로 인하여 오역이나 오타가 발생할 수 있습니다.

1p, 해부 Kotlin ~ 바이트코드를 이해하자 ~

DroidKaigi 2017 03.09

Room3 15:10~

Toshihiro Yagi

2p, About Me

Toshihiro Yagi (@sys1yagi)
cookpad -> tokubai
Androidエンジニア, 技術部長

3p

tokubai

4p

슈퍼 게재 점포수 No.1

5p, 식품 업종 이외에도 전개

드럭 스토어
홈 센터
클리닝
균일 쇼핑

6p, 식품 업종 이외에도 전개

100% Kotlin

7p

즐거운 장보기를 하자

8p

Kotlin 하고 있나요?

9p

Java에 비해 편리한 것은 알겠지만, 그래도 뭐 별로 Java를 사용하고 크리티컬로 곤란한 것도 아니고 ~ 학습 비용이나 팀에 도입 비용을 생각하면 거기까지 좋다고 느껴지지도 않고 ~

10p, 본 세션의 목적

Kotlin 컴파일러가 생성한 Java 바이트 코드를 읽는 것으로 Kotlin이 해주는 일을 이해
Kotlin을 쓸 때 Java라면 어떻게 되어있을까 생각할 수 있게된다. 스스로 확인할 수 있게 된다
Kotlin을 사용함으로써 생략한 보일러 boilerplate 코드가 가독성을 어떻게 높이고 설계에 영향을 주는지에 대한 이미지가 솟는다

11p

최종적으로 아셨으면 하는 것

12p

음, Java로 하면 이런 느낌이구나

13p

Kotlin 간단하고 편리하네

14p

Kotlin 해볼까~

15p, 본 세션의 어프로치

Kotlin의 특정 언어 기능에 대해 간략하게 설명한다
언어 기능을 사용한 코드를 디컴파일하고 결과보기
Java로 쓸 때와 비교해 무엇을 해주고 있는지를 본다

16p ~ 19p, 디컴파일 방법

Tools > Kotlin > Show Kotlin Bytecode

20p, 아젠다 전편

nullable 타입
함수형과 람다식
확장함수
프로퍼티

21p, 아젠다 후편

설계에 미치는 영향
- nullable 타입
- 확장함수

22p

nullable 타입

23p, nullable 타입이란

nullable 타입은 파라매터, 변수, 반환값이 null이 될 수 있는지 여부를 명시적으로 선언하는 기능

val name:String? = null

? : 타입 끝에 ?를 붙이는 것으로 선언할 수 있다

24p, nullable 타입이란

한편으로 비 null 타입은 null을 대입할 수 없다. 변수, 파라매터, 반환값이 비 null 타입이라면, 값이 반드시 비 null이라는 것을 보증한다

val name:String = "Hello"   // OK
val name:String = null   // Error

fun toString() :String   // 반환값이 비 null이라는 것을 보증한다

25p, nullable 타입이란

nullable 타입은 그대로 사용할 수 없다

str.length   // 컴파일 에러가 된다

26p, nullable 타입이란

nullable 타입에 대해서 안전한 호출과 위험한 호출을 선택한다

// null이라면 무시한다
str?.length

// null의 경우 NullPointerException
str!!.length

27p, nullable 타입이란

변수, 반환값을 비 null 타입으로 하는 것으로 함수내에서는 로직에 집중할 수 있다

fun semitransparent(view: View) {
   view.alpha = 0.5f
}

View: 함수내에서 view가 null이 아니라는 것을 보증한다

28p, nullable 타입이란

null의 경계에 위반되면 컴파일러가 알려준다

val text: View? = findViewById(R.id.text)
semitransparent(text)

Type missmatch로 컴파일 에러

29p, nullable 타입이란

위험한 호출은 위험하므로 고쳐야 한다라는 것을 알 수 있다

val text: View? = findViewById(R.id.text)
semitransparent(text!!)   // 위험한 호출. 개선 신호

30p, nullable 타입이란

위험한 호출은 위험하므로 고쳐야 한다라는 것을 알 수 있다

val text: View? = findViewById(R.id.text) 
text?.let { semitransparent(it) }   // null이 아니면 실행

31p

nullable 타입은 Java에서 어떻게 실현되어 있는가?

32p ~ 33p

val nonNull: String = ”nonNull”	
nonNull.length

↓ Java로 되는것뿐

String nonNull = “nonNull";	
nonNull.length();

34p ~ 35p

val nullable: String? = null
nullable?.length

↓

String nullable = (String)null;	

if(nullable != null) {
   nullable.length();
} 

null 체크가 추가된다

36p ~ 37p

nullable!!.length

↓

if(nullable == null) {
   Intrinsics.throwNpe();
}
nullable.length()

null이라면 예외를 throw

38p ~ 39p

fun length(text: String) = text.length

↓

public final int length(@NotNull String text) {
   Intrinsics.checkParameterIsNotNull(text, “text");
   return text.length();
}

파라매터가 null이라면 예외를 throw

40p, nullable 타입이 하는 것

?.라면 null 체크를 추가한다
!!라면 null 체크와 예외 throw를 추가한다
함수 파라매터가 비 null 타입이라면 사전조건 체크를 추가한다
결국 null 체크가 필요한 곳에 null 체크를 자동으로 넣어준다

41p

함수 타입, 람다식

42p, 함수 타입이란

퍼스트 클래스 객체. 함수를 변수에 대입하거나 함수의 인수로 하거나 반환하거나 가능하다

val onClick: (View) -> Unit   // 인수에 View를 받고, 반환값이 없는 함수를 나타낸다

43p, 함수 타입이란

Higher-Order Functions을 작성할 수 있다

fun calc(a: Int, b: Int, op: (Int, Int) -> Int): Int {
   return op(a, b)
}

44p, 람다식이란

함수 리터럴. 함수 타입 구현을 식으로써 작성할 수 있다

calc(1, 2, { a, b -> a + b })

-> (Int, Int) -> Int 타입을 그대로 작성할 수 있다

45p, 함수 타입과 람다식

강력한 처리를 간결하게 작성할 수 있다

listOf(1, 2, 3)
   .filter { it % 2 == 0 }
   .map { it * 2 }   // 4

46p

함수 타입과 람다식은 Java로 어떻게 실현되고 있는지?

47p ~ 48p

val onClick: (View) -> Unit

↓

@NotNull
private final Function1 onClick;   // 정확하게는 Function1<View, Unit>

49p

public interface Function1<in P1, out R> : Function<R> {
   public operator fun invoke(p1: P1): R
}

Function1은 단순한 인터페이스

함수 타입은 인수의 수에 따라 FunctionN으로 변환된다

50p ~ 52p

calc(1, 2, { a, b -> a + b })

↓

calc(1, 2, (Function2)null.INSTANCE);

컴파일러가 람다식을 정적이라고 판단한 경우는 싱글톤 클래스를 생성한다

54p ~ 58p

final class call$1 extends kotlin.jvm.internal.Lambda implements Function1 {   // Lambda를 상속
   public call$1() {
      super(2);   // 인수의 갯수를 부모 클래스에 전달
   }
   public final int invoke(int a, int b) {   // Function2를 구현
      return a + b;
   }
   public final static $call$1 INSTANCE = new call$1();	   // 싱글톤
} 

수동으로 고치면 이런 느낌

59p ~ 60p

val seed = 10
calc(1, 2, { a, b -> a + b + seed }

↓

final byte seed = 10;
calc(1, 2, (Function2)(new Function2(2) {
   public final int invoke(int a, int b) {
      return a + b + seed;
   }
}));

클로저의 경우는 무명 클래스를 생성한다

61p ~ 62p

var seed = 10
calc(1, 2, { a, b -> seed++; a + b })

↓

final IntRef seed = new IntRef();
seed.element = 10;
calc(1, 2, (Function2)(new Function2(2) {
   public final int invoke(int a, int b) {
      int var3 = seed.element++;
      return a + b;
   }
})); 

캡쳐한 변수를 변경하는 경우는 Ref 클래스가 사용된다

63p, 합수 타입, 람다식이 하는 것

함수 타입을 인수 개수에 따라 FunctionN 인터페이스로 변환
람다식을, Lambda를 상속하고 FunctionN을 구현하는 클래스로 변환
람다식의 내용에 따라 최적의 코드를 생성
기본적으로 retrolambda와 jack 등의 Java8 람다식 지원과 같은 방식으로 함수 타입을 실현해준다. 차이점은 클로저가 좀 더 유연한 정도이다

64p

확장 함수

65p, 확장 함수란

기존 클래스에 대해 새로운 함수를 추가할 수 있는 기능

fun Int.reversed(): Int {
   return toString().reversed().toInt()
}

66p, 확장 함수란

대상 클래스의 인스턴스에서 추가된 함수를 호출할 수 있게 된다

334017.reversed()   // 710433

67p ~ 68p, 확장 함수란

장황하게 긴 처리를 확장 함수에 정리하거나 책임을 추가할 수 있다

context.getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE) as WindowManager

↓

context.getWindowService()

69p

확장 함수는 Java로 어떻게 실현되고 있는지?

70p ~ 71p

fun Context.getWindowService() = getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE) as WindowManager

↓

@NotNull
public static final WindowManager getWindowService(@NotNull Context $receiver) {
   Intrinsics.checkParameterIsNotNull($receiver, “$receiver");
   Object var10000 = $receiver.getSystemService(“window");
   if(var10000 == null) {
      throw new TypeCastException("null cannot be cast to non-null type android.view.WindowManager”);
   } else {
      return (WindowManager)var10000;
   }
}

72p

fun Context.getWindowService() = getSystemService(Context.WINDOW_SERVICE) as WindowManager

↓ ※ 싱글톤으로 한 것

public static final WindowManager getWindowService(Context $receiver) {
   Object var10000 = $receiver.getSystemService(“window");
   return (WindowManager)var10000;
}

대상 클래스를 첫 인수로 받는 정적 함수가 생성된다

73p ~ 74p

context.getWindowService()

↓

ExtensionsKt.getWindowService(context)

여기는 확장 함수를 정의한 클래스에 의존한다

75p, 확장 함수가 하는 것

대상 클래스를 첫 인수에 받는 정적 함수를 생성
확장 함수 호출을 정적 함수의 호출로 변환
내부적으로는 정적 함수를 모은 Util 클래스와 같다. 대상 클래스에 책임을 추가한 것처럼 보이도록 하고 있다

76p

프로퍼티

77p, 프로퍼티란

클래스가 가진 데이터로서 선언한다. 필드의 대체로 사용

class Product(val id: Int, var name: String)

78p, 프로퍼티란

코드상에서는 직접 프로퍼티에 접근하는 것처럼 보이지만, 암묵적으로 accessor를 가지고 있다

val product = Product(1, “tomato")

val id = product.id
product.name = "meat"

79p, 프로퍼티란

커스텀 accessor를 구현할 수 있다

class Product(val id: Int) {
   var name: String = ""
      get() = field
      set(value) {
         field = value
      }
}

프로퍼티 accessor는 반드시 accessor를 거친다. accessor 내에서만 접근가능한 Backing Field 라는 실체가 있다.

80p

프로퍼티는 Java로 어떻게 실현되고 있는지?

81p ~ 85p

class Product(val id: Int, var name: String)

↓

private final int id;
@NotNull   // private인 field가 선언된다
private String name;

public final int getId() {   // val의 경우 getter만 생성된다
   return this.id;
}

@NotNull
public final String getName() {   // var의 경우 getter/setter가 생성된다
   return this.name;
}
public final void setName(@NotNull String var1) {
   Intrinsics.checkParameterIsNotNull(var1, “<set-?>");
   this.name = var1;
}

86p ~ 87p

val id = product.id
product.name = "meat"

↓

int id = product.getId();
product.setName("meat");

88p, 프로퍼티가 하는 것

필드와 accessor를 자동 생성
프로퍼티 액세스를 accessor 호출로 변환
동작으로는 lombok에 가깝다. 외형은 직접 액세스이지만 반드시 accessor를 통해서 호출된다. 또한 equals와 hashCode를 구현해주는 데이터 클래스 등이 있다

89p

여기까지 정리

90p, 여기까지 정리

Java로 보면 그리 어려운 것은 하고 있지 않다
약간의 코드 생성을 대신하는 것으로 간결한 작성을 도와주고 있다
언어 기능을 모두 포함하면 상당한 양의 코드를 절감할 수 있게된다

91p

설계에 미치는 영향

92p

nullable 타입

93p

null 체크를 추가하고 처리를 건너뛰거나 예외를 throw 하는 것뿐인 간단한 구조이지만 단지 그것만으로 설계에 영향이 있는것일까?

94p

@Nullable, @NonNull을 활용하거나 null 체크를 제대로 구현하면 되지 않나??

95p ~ 97p

fun semitransparent(view: View) {
   view.alpha = 0.5f
} 

함수내에 view가 비 null이라는 것을 보증한다

val text: View? = findViewById(R.id.text)
semitransparent(text)   // Type missmatch로 컴파일 에러

98p

fun semitransparent(view: View) {
   view.alpha = 0.5f
}

val text: View? = findViewById(R.id.text)
semitransparent(text!!)   // 위험한 호출. 개선 신호

99p ~ 101p

fun semitransparent(view: View) {
   view.alpha = 0.5f
}

val text: View? = findViewById(R.id.text) 
text?.let { semitransparent(it) }

null이 아니면 실행

-> 왠지 장황하고, 애초에 null의 경우는 가정하고 있지 않은가?

-> DataBinding이나 Kotlin Android Extensions 이용을 검토

102p

fun semitransparent(view: View) {
   view.alpha = 0.5f
}

semitransparent(binding.text)

nullable 타입이 나타나는 곳을 줄여주는 것으로, null 대해 안전한 범위가 퍼져간다

103p, nullable 타입이 설계에 미치는 영향

null에 관한 계약을 언어 수준에서 대행해 준다. 그로 인하여 null의 경계의 설계에 집중할 수 있다
null의 경계가 코드상에 가시화되므로 설계 개선의 재료가 된다
비 null의 영역을 넓혀가는 것으로, 가독성 및 변경 용이성이 향상되고 null 안전으로 된다

104p

확장 함수

105p

각각의 함수의 구현 자체는 매번하지 않으면 안되고, 결국 정적 함수 호출을 바꿀 뿐이고 의미있어??

106p

정적 함수를 모은 Util 클래스들을 적절하게 운용하면 좋지 않나??

107p ~ 108p

val id = intent.getIntExtra("id", -1)

이 Intent 매개 변수가 필수인지 여부가 여기서는 읽을 수 없다

109p

inline fun <reified T> Intent.getRequired(key: String): T {
   extras?.get(key).let {
      if (it !is T) {
         throw IllegalArgumentException("$key")
      }
      return it
   }
}

key가 없는 경우 예외를 throw하는 getRequired 함수를 Intent에 추가

110p ~ 111p

val id:Int = intent.getRequired("id")

Intent 자체에 필수값을 추출하는 책무를 추가함으로써 의도가 분명한 호출이 가능하다

112p, 확장함수가 설계에 미치는 영향

대상 클래스가 가지는 편이 좋다고 생각되는 책무를 실제로 대상 클래스에 갖게 하는 것이 가능하다.
기존의 클래스를 나중에 확장할 수 있기 때문에 플랫폼의 사정으로 가독성이 희생될 수 있는 부분을 제거하고 본래 있어야할 모습으로 생각되는 상태에 접근해 나간다

113p, 전체 정리

Kotlin은 Java
boilerplate 코드를 언어의 뒤로 숨기는 것으로 정말 만들어야 하는 부분에 집중할 수 있게 되었다
null의 경계의 설계, 책임을 추가하여 가독성 향상 등 언어 기능이 소프트웨어 전체의 설계 개선에 기여하고있다

114p

Let’s enjoy Kotlin!

115p, 아직도 있는 Kotlin 기능

Delegated Properties
Operator Overload
Companion Objects
Singleton
when식
Coroutines
Type aliases
Reified Type Parameter
Data Class
Named Arguments
Smart Casts
Destructuring Declaration
Local Function
Tail recursive functions
lateinit
인스턴스 함수 참조 etc…

116p

이 앞은 당신의 눈으로 확인해줘!

117p

THANK YOU

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