[Kotlin] Null Safety

 

안녕하세요.

이번에 회사에서 Java 언어를 Kotlin으로 바꾸면서 고민하고 찾아봤던 내용을 기반으로 작성했습니다.

 

그 중 Null 처리에 관해 고민을 많이 했었습니다.

그래서 오늘은 Kotlin의 Null Safety에 대해 알아보고 어떻게 이를 적용했는지 알아보겠습니다.

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Null 처리

기존 자바 코드의 NullException을 캐치하는 try - catch 문을 그대로 코틀린으로 가져와서 Not-Null 연산만 덧붙이고 끝내고 싶었습니다.

fun printModelLength(model: String?) {
    try {
        val length = model!!.length
        println("The length of the model string is: $length")
    } catch (e: NullPointerException) {
        println("Caught NullPointerException: model is null")
    }
}

 

하지만 이건 코틀린에서 제시하는 Null Safety의 이점을 하나도 가지지 못하는 코드입니다.

코틀린의 Null Safety 특성을 어떻게 녹여낼지 고민했습니다.

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Kotlin에서 Null을 처리하는 방법

코틀린이 제공하는 null 관련 문법은 뭐가 있는지 찾아봤고,

null을 안전하게 처리하는 가이드라인이 있지 않을까 싶어 알아봤습니다.

 

Null 처리 가이드라인

일단 null이 아니면 best 입니다.

• Nullable 변수를 Non-Null 변수로 바꿀 수 있다면 good
• Null Object Pattern을 이용하자

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Null Object Pattern

null을 반환하는 대신, 빈 리스트나 기본 값을 지닌 컬렉션을 반환하는 디자인 패턴입니다.

 

before

null을 반환하는 함수가 있습니다.

fun getSysStream(model: String?): List<String>? {
    return model?.let {
        listOf("Stream1", "Stream2")
    }
}

 

After

null 대신 빈 리스트를 반환합니다.

fun getSysStream(model: String?): List<String> {
    return model?.let {
        listOf("Stream1", "Stream2")
    } ?: emptyList()
}

 

이렇게 하면 getSysStream을 호출하는 곳에서 null 처리 걱정을 안해도 됩니다.

별도의 try-catch를 사용하지 않아도 됩니다.

 

이렇게 처리할 수가 없고, null을 가지는 변수라면 Kotlin의 Null Safety를 사용하면 됩니다.

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Null Safety 문법

Safe Calls

?. 키워드를 사용합니다.

Nullable 변수를 다룰 때 안전하게 호출할 수 있도록 돕는 연산자 입니다.

• null이 아닐 때 수행, null이면 null 반환

val length: Int? = name?.length

 

Elvis Operator

?: 키워드를 사용합니다.

변수가 null인 경우 대체 값을 제공할 수 있습니다.

• 아래 코드에서 null인 경우 0을 반환한다는 의미입니다.

val length: Int = name?.length ?: 0

 

Safe Cast

as? 키워드를 사용합니다.

널 가능 캐스트를 수행하여 캐스트가 성공하면 해당 타입을, 실패하면 null 을 반환합니다.

fun main() {
    val model: Any = "Kotlin"

    val str: String? = model as? String
    println(str) // 출력: Kotlin

    val num: Int? = model as? Int
    println(num) // 출력: null
}

 

let

let 함수를 사용하여 블록 내에서 널이 아닌 변수로 처리할 수 있습니다.

null이라면 해당 블록을 수행하지 않고 null을 반환합니다.

• nullable 변수를 여러 번 사용할 때 유용합니다.

name?.let {
    println(it.length)
    println(it.uppercase())
}

 

Safe Collection Access

컬렉션에서 안전하게 값을 가져올 수 있는 메서드 입니다.

val list = listOf("Kotlin", "Java")
val firstElement: String? = list.getOrNull(0)
val secondElement: String? = list.getOrNull(1)
val thirdElement: String? = list.getOrNull(2) // 널 반환

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마주한 문제

null safety 연산을 사용하려 보았는데, 선뜻 바꾸지 쉽지 않은 부분이 많았습니다.

이러한 문제에 직면했을 때 여러 참고자료를 찾아보고, 실제 다른 파트의 코드로 확인해보면서 수정했습니다.

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1. 같은 변수에 계속 ?. 붙임

Nullable 변수를 호출할 때마다 매번 ?. 을 붙이는게 번거롭습니다.

이를 ?. 연산자와 let으로 처리했습니다.

 

before

매번 ?. 을 붙여줬습니다.

fun process(input: String?) {
    println("The length of the string is: ${input?.length ?: 0}")

    if (input?.isNotEmpty() == true) {
        println("The string is not empty")
    }

    println("The string in uppercase is: ${input?.uppercase() ?: ""}")
    println("The first two characters are: ${input?.substring(0, 2) ?: ""}")
}

 

after

?.let 으로 블록 안에는 non null 변수가 확실해서 ?.을 붙일 필요가 없습니다.

fun process(input: String?) {
    input?.let {
        println("The length of the string is: ${it.length}")

        if (it.isNotEmpty()) {
            println("The string is not empty")
        }

        println("The string in uppercase is: ${it.uppercase()}")
        println("The first two characters are: ${it.substring(0, 2)}")
    }
}

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2. throw NullException

?. 연산자와 let으로 throw를 던져 if문을 깔끔하게 리펙토링 했습니다.

 

before

fun process(input: String?) {
    if(input == null) {
        throw NullPointerException("input is null")
    }

    println("The length is ${input.length}")
    println("The length's uppercase is ${input.uppercase()}")
}

 

after

fun process(input: String?) {
    input?.let {
        println("The length is ${it.length}")
        println("The length's uppercase is ${it.uppercase()}")
    } ?: throw NullPointerException("input is null")
}

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3. Nullable 타입 변환 후 계속 ?. 붙임

Safe Cast와 Elvis Operator를 사용해 처리했습니다.

 

before

fun process(input: Any?) {
    val str = input as? String

    println("The length of the string is: ${str?.length ?: 0}")

    if (str?.isNotEmpty() == true) {
        println("The string is not empty")
    }

    println("The string in uppercase is: ${str?.uppercase() ?: ""}")
    println("The first two characters are: ${str?.substring(0, 2) ?: ""}")
}

 

after

fun process(input: Any?) {
    val str = input as? String
        ?: throw NullPointerException("Input is null")

    println("The length of the string is: ${str.length}")

    if (str.isNotEmpty()) {
        println("The string is not empty")
    }

    println("The string in uppercase is: ${str.uppercase()}")
    println("The first two characters are: ${str.substring(0, 2)}")
}

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참고 자료

https://www.dhiwise.com/post/kotlin-null-safety-a-comprehensive-guide-for-developers

A Deep Dive into Kotlin Null Safety Mechanisms

https://product.kyobobook.co.kr/detail/S000001033129

이펙티브 코틀린 | 마르친 모스칼라 - 교보문고