item 13) clone 재정의는 주의해서 진행하라

Cloneable 인터페이스

복제해도 되는 클래스임을 명시하는 용도의 믹스인(mixin) 인터페이스(item 20)
clone 메서드가 선언된 것이 Object이고, protected이므로 Cloneable을 구현하는 것만으로는 외부 객체에서 clone 메서드를 호출할 수 없다.
해당 객체가 접근이 허용된 clone 메서드를 제공한다는 보장이 없기 때문이다.
Object의 protected 메서드인 clone의 동작 방식을 결정한다.
Cloneable을 구현한 클래스의 인스턴스에서만 clone을 호출할 수 있다.

clone 메서드의 일반 규약

이 규약은 허술하게 만들어져, 깨지기 쉽고 위험하고 모순적이다.
생성자를 호출하지 않고도 객체를 생성할 수 있다.

x.clone() != x 식은 참이다.
x.clone().getClass() == x.getClass() 식도 참이다. 하지만 반드시 만족해야 하는 것은 아니다.
x.clone().getClass().equals(x) 식도 일반적으로 참이지만 필수는 아니다.
x.clone().getClass() == x.getClass() 만약, super.clone() 을 호출해 얻은 객체를 clone()이 반환한다면 이 식은 참이다.

관례상 반환된 객체와 원본객체는 독립적이어야 한다.
이를 만족하기 위해 super.clone()으로 얻은 객체의 필드 중 하나 이상을 반환 전 수정해야 할 수도 있다. (이 내용은 아래 가변 객체 참조 클래스와 이어진다)
final 클래스라면 하위 클래스를 가지지 못하므로 이 관례는 무시해도 된다.
불변 클래스의 경우는 clone 메서드 사용 시 쓸데없는 복사가 발생하기 때문에 굳이 제공하지 않는 것이 좋다.

가변 객체를 참조하는 클래스의 clone

단순히 super.clone() 을 반환하면 여러 복제된 인스턴스들이 같은 가변 객체를 참조하게 된다.
한 군데에서 수정하면 다른 부분에서도 수정된 효과가 나타나 이상 동작이나 NullPointerException이 발생할 수 있다.
이 경우 구현할 clone 메서드는 사실상 생성자와 같은 효과를 낸다.
clone 메서드는 원본 객체에 아무런 영향이 없도록 하며 복제된 객체의 불변식을 보장해야 한다.

1) clone 메서드를 재귀적으로 호출

아래 예제에서는 result.elements의 clone 메서드를 재귀적으로 호출해주며 내부 정보를 복사한다.

@Override
protected Stack clone() {
    try {
        Stack result = (Stack) super.clone();
        result.elements = elements.clone();
        return result;
    } catch (CloneNotSupportedException cloneNotSupportedException) {
        throw new AssertionError();
    }
}

하지만, final로 선언된 가변 객체 필드는 위 방식을 사용할 수 없다. clone 메서드를 사용하려면 final 한정자를 제거해야할 수도 있따.

2) deep copy하는 clone 메서드 재정의

직접 구현된 클래스들의 배열이라면?
복제본은 자신만의 배열을 가질수는 있으나, 원본 객체의 배열 내부에 존재하는 객체를 참조하게 되므로 오동작할 수 있다.
하나하나 내부 정보를 반복자를 거쳐 deep copy해 배열을 다시 생성해야 한다.

public class HashTable implements Cloneable{
    private Entry[] buckets = ...;
    ...
}

3) 원본 객체 상태를 생성하는 API 호출

super.clone 호출하여 얻은 객체의 모든 필드를 초기 상태로 설정 후, 원본 객체의 상태를 다시 생성(복제)하는 고수준 메서드들을 호출하는 방식
저수준에서 바로 처리하는 것보다는 느리지만 코드가 깔끔하다.
고수준 메서드는 재정의될 수 없도록 final이거나 private이어야 한다.

주의할 것

public인 clone 메서드는 예외를 throw하지 않도록 없애 편리하게 메서드를 사용하도록 한다.
상속용 클래스는 Cloneable을 구현하지 말고 clone 메서드를 protected로 재정의해 CloneNotSupportedException()을 던질 수 있도록 해야한다.

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException;

혹은 final로 선언해 하위 클래스에서 재정의 못하게 막을 수도 있다.

@Override
protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
	throw new CloneNotSupportedException();
}

thread-safe 클래스를 작성하려면 clone 메서드를 재정의하고 동기화해야 한다.

복사 생성자/ 팩토리

Cloneable/clone 방식보다 나은 면이 많다.
허술한 규약에 기대지 않고, final 필드를 사용해도 무방하며, 불필요한 검사 예외를 던지지 않고, 형변환도 필요 없다.
인터페이스 타입의 인스턴스를 인수로 받아 원본의 구현 타입에 관계없이 복제본의 타입을 선택할 수 있다. ex) HashSet 객체를 TreeSet 타입으로 복제할 수 있다.
인터페이스 기반 복사 생성자/팩토리를 변환 생성자/팩토리라고 부른다.

복사 생성자

자신과 같은 클래스의 인스턴스를 인수로 받는 생성자

public Yum(Yum yum){
	...
}

복사 팩토리

복사 생성자를 모방한 정적 팩토리

public static Yum newInstance(Yum yum){
	...
}

Previousitem 12) 항상 toString을 재정의할 것 Nextitem 14) Comparable 구현을 고려하라

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