Java 다형성 - instanceof

다형성에서 참조형 변수는 다양한 대상으로 참조할 수 있도록 한다. 그렇지만 참조하는 변수가 다양한데 어떤 인스턴스를 참조하고 있는지 확인하려면 instanceof 키워드를 사용할 수 있다.

Parent p1 = new Parent();
Parent p2 = new Child();

변수 Parent 자신과 같은 Parnet 인스턴스 타입으로 참조할 수 있고, 자식 Child 인스턴스 타입으로 참조 할 수 있다. p1, p2 변수가 참조하는 인스턴스 타입을 확인하고 싶은 경우 instanceof 키워드를 사용해보도록 한다.

아래 코드예제는 개발자가 여러 명이고 각자 개발하는 경우 인스턴스가 어떤 것이 올지 모른다. call 파라미터를 받아 instanceof 키워드로 특정 인스턴스 타입으로 들어오는 경우 메시지를 출력하는 코드이다.

PolyMain.java

package poly;

public class PolyMain {
    public static void main(String[] args) {
        // instanceof

        Parent p1 = new Parent();
        call(p1);

        Parent p2 = new Child();
        call(p2);
    }

    public static void call(Parent parent) {
        if (parent instanceof Child) {
            System.out.println("Child 인스턴스 확인.");

            // 아래 코드는 대체됨
            // Child child = (Child) parent;
            // child.childMethod();
            ((Child) parent).childMethod();
        } else {
            System.out.println("Child 인스턴스 확인 실패함.");
        }
    }
}

실행 결과

Child 인스턴스 확인 실패함.
Child 인스턴스 확인.
This is Child

call() 메소드

call() 메소드는 Child 타입인 경우 메시지를 출력하는 코드이다. 개발하는 입장에서 매개변수로 들어온 parent 변수가 참조되는 타입이 무엇인지 모를 수 있다. 무시하고 다운 캐스팅한 경우 메시지를 출력하면 런타임 오류로 실행되지 않으므로 검증이 필요하다.

검증 코드로 instanceof 키워드를 사용하여 원하는 타입으로 변경되었는지 확인한 다음 다운캐스팅을 안전하게 수행하였다.

instanceof 키워드 사용하기

instanceof 키워드는 반환이 true, false 값으로 조건문에 사용되는 반환이다.

• false 반환하는 코드

Parent parent = new Parent();
parent instanceof Child // parent는 Parent 인스턴스로 false 값이 반환된다.
new Parent() instanceof Child // 위와 동일한 이유로 false 값이 반환된다.

• true 반환하는 코드

Parent parent = new Child();
parent instanceof Child // parent는 Child 인스턴스가 있음으로 True 값이 반환된다.
new Child() instanceof Child // true 값이 반환된다.

• 오른쪽 대상 타입이 왼쪽으로 참조할 수 있는지 확인이 필요한 경우에도,
  true 값을 반환한다.
  • 쉬운 예로 오른쪽 타입이 왼쪽 타입으로 할당할 수 있는지 확인하는 경우이다.

Parent parent = new Child();
parent instanceof Parent // true
new Parent() instanceof Parent // true
new Child() instanceof Parent // true
new Parent() instanceof Child // false, Child는 new Parent 인스턴스로 할당 불가능
new Child() instanceof Child // true

instanceof 키워드를 활용하여 다운 캐스팅에서 런타임 오류가 발생되는 문제점을 사전에 막을 수 있다.

Pattern Matching for instanceof - Java 16 부터 지원

자바 16 부터는 instanceof 키워드 사용과 동시에 변수에 선언할 수 있다.

PolyMain.java

package poly;

public class PolyMain {
    public static void main(String[] args) {
        // instanceof

        Parent p1 = new Parent();
        call(p1);

        Parent p2 = new Child();
        call(p2);
    }

    public static void call(Parent parent) {
        // instanceof Child 인스턴스인 경우 child 선언과 초기화함
        if (parent instanceof Child child) {
            System.out.println("Child 인스턴스 확인.");
            child.childMethod(); // 초기화된 child 사용
        } else {
            System.out.println("Child 인스턴스 확인 실패함.");
        }
    }
}

실행결과

Child 인스턴스 확인 실패함.
Child 인스턴스 확인.
This is Child