아이템 33 : 타입 안전 이종 컨테이너(type safe heterogeneous container)를 고려하라

type safe heterogeneous container 패턴

• class 리터럴의 타입은 Class가 아닌 Class<T> 다.
• 예컨대, String.class 의 타입은 Class<String>
• Integer.class의 타입은 Class<Integer>

public class Favorites {
		private Map<Class<?>, Object> favories = new HashMap<>();
	
		public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {
				favorites.put(Objects.requireNonNull(type), instance);
		}
		public <T> T getFavorite(Class<T> type) {
				return type.cast(favorites.get(type));
		}
}

• 비한정적 와일드카드 타입이라 이 맵 안에 아무것도 넣을 수 없다고 생각할 수 있지만, 사실은 그 반대다.

• 와일드카드 타입이 nested 되었다는 점을 깨달아야 한다.

• 이는 모든 키가 서로 다른 매개변수화 타입일 수 있다는 뜻으로, 첫 번째는 Class<String>, 두 번째는 Class<Integer>식으로 될 수 있다. 다양한 타입을 지원하는 힘이 여기서 나온다.

• 다음으로 알아둘 점은, 값 타입은 단순히 Object라는 것. 즉, 키와 값 사이의 타입 관계를 보증하지는 못함
• 사실 자바의 타입 시스템에서는 이 관계를 명시할 방법이 없다. (putFavorite에서 타입 링크 정보는 버려짐)
• 하지만 getFavorite 메서드에서 이 관계를 되살릴 수 있으니 상관없음.
• cast 메서드는 형변환 연산자의 동적 버전임

cast 메서드

public class Class<T> {
		T cast(Object obj);
}

• cast 메서드의 시그니처가 Class 클래스가 제네릭이라는 이점을 완벽히 활용하기 때문에 이를 활용함

• 비검사 형변환을 하는 손실 없이 Favorites를 타입 안전하게 만드는 비결임

알아두어야 할 제약

1. 악의적인 클라이언트가 Class 객체를 (제네릭이 아닌) 로 타입으로 넘기면 Favorites 인스턴스의 타입 안전성이 쉽게 깨진다.

f.putFavorite((Class)Integer.class, "Integer의 인스턴스가 아닙니다.");
// 이렇게 넣으면 Class<T>가 아니라 Class로 들어가기 때문에 T를 알 수 없고, T instance와
// 맞는지 안맞는지 타입 체크가 불가능해진다는 말임

• 이를 보장하려면 putFavorite 메서드에서 인수로 주어진 instance의 타입이 type으로 명시한 타입과 같은지 확인하면 됨

public <T> void putFavorite(Class<T> type, T instance) {
		favorites.put(Objects.requireNonNull(type), type.cast(instance));
}

2. 실체화 불가 타입에는 사용할 수 없다
• String 이나 String[]은 저장할 수 있어도 즐겨 찾는 List<String>은 저장할 수 없다.
• List<String>과 List<Integer>는 List.class라는 같은 Class 객체를 공유하므로 둘다 허용하게 되어 저장이 가능하게 되면 Favorites 객체의 내부는 아수라장이 된다.
• 이 두 번째 제약을 슈퍼 타입 토큰(super type token)으로 해결하려는 시도도 있음.
• 슈퍼 타입 토큰은 자바 업계의 거장인 닐 개프터가 고안한 방식으로, 실제로 아주 유용하며 스프링 프레임워크에서는 아예 ParameterizedTypeReference라는 클래스로 미리 구현해 놓았음

한정적 타입 토큰

• Favorites가 사용하는 타입 토큰은 비한정적이다. 즉, getFavorite과 putFavorite 은 어떤 Class 객체든 받아들인다.

• 때로, 이 메서드들이 허용하는 타입을 제한하고 싶을 수 있는데, 한정적 타입 토큰을 활용하면 가능하다.

예시 : 애너테이션 API(아이템 39)

public <T extends Annotation> T getAnnotation(Class<T> annotationType);

• 위 예시는 AnnotatedElement 인터페이스에 선언된 메서드로, 대상 요소에 달려 있는 애너테이션을 런타임에 읽어 오는 기능을 한다.

• 이 메서드는 토큰으로 명시한 타입의 애너테이션이 대상 요소에 달려 있다면 그 애너테이션을 반환하고 없다면 null을 반환한다.

• Class<?> 타입의 객체가 있고, 이를 한정적 타입 토큰을 받는 메서드에 넘기려면 어떻게 해야 할까?
• Class<? extends Annotation> 으로 형변환 할 수 있지만, 이 형변환은 비검사이므로 컴파일하면 경고가 뜸

asSubclass 메서드 - 호출된 인스턴스 자신의 Class 객체를 인수가 명시한 클래스로 형변환 한다(형변환 된다는 것은 이 클래스가 인수로 명시한 클래스의 하위 클래스라는 뜻)

static Annotation getAnnotation(AnnotatedElement element,
                                    String annotationTypeName) {
    Class<?> annotationType = null; // 비한정적 타입 토큰
    try {
        annotationType = Class.forName(annotationTypeName);
    } catch (Exception ex) {
        throw new IllegalArgumentException(ex);
    }
    return element.getAnnotation(
            annotationType.asSubclass(Annotation.class));
}