Obj-C 공식 문서 정리 - 선언된 프로퍼티(Declared Properties)

안녕하세요. 이번에는 Objective-C의 '선언된 프로퍼티(Declared Properties)'에 대해 알아보겠습니다.

📌 선언된 프로퍼티 개요

일반적으로 객체의 속성(attributes)과 관계(relationships)에 접근할 때는 접근자(accessor) 메서드 쌍, 즉 getter와 setter를 통해 접근합니다. 이 접근자 메서드를 사용함으로써 캡슐화(encapsulation) 원칙을 지키고, API 사용자는 구현 변경에서 격리된 채로 유지됩니다.

캡슐화(Encapsulation): 객체의 내부 상태를 외부로부터 숨기고 오직 메서드를 통해서만 접근 가능하게 하는 객체 지향 프로그래밍의 핵심 원칙입니다.

하지만 접근자 메서드를 직접 작성하는 것은 지루한 과정이며, API 소비자에게 중요할 수 있는 프로퍼티의 측면(스레드 안전성, 새 값이 설정될 때 복사되는지 여부 등)이 모호하게 남아 있습니다.

선언된 프로퍼티는 다음과 같은 기능을 제공하여 이러한 문제를 해결합니다:

1. 프로퍼티 선언은 접근자 메서드의 동작 방식에 대한 명확하고 명시적인 명세를 제공합니다.
2. 컴파일러는 선언에 제공한 명세에 따라 접근자 메서드를 자동으로 생성(합성)할 수 있습니다.
3. 프로퍼티는 구문적으로 식별자로 표현되고 스코프가 있어 컴파일러가 선언되지 않은 프로퍼티의 사용을 감지할 수 있습니다.

📌 프로퍼티 선언과 구현

선언된 프로퍼티는 두 부분으로 구성됩니다: 선언(declaration)과 구현(implementation).

프로퍼티 선언

프로퍼티 선언은 @property 키워드로 시작합니다. @property는 클래스의 @interface 블록에 있는 메서드 선언 목록 어디에나 나타날 수 있으며, 프로토콜이나 카테고리의 선언에도 나타날 수 있습니다.

@property (attributes) type name;

프로퍼티 속성(Property Attributes): 프로퍼티의 저장 방식과 동작을 세부적으로 지정하는 설정입니다.

다음은 간단한 프로퍼티 선언의 예입니다:

@interface MyClass : NSObject
@property float value;
@end

프로퍼티 선언은 두 개의 접근자 메서드를 선언하는 것과 동등하다고 생각할 수 있습니다. 따라서

@property float value;

는 다음과 동등합니다:

- (float)value;
- (void)setValue:(float)newValue;

프로퍼티 선언은 접근자 메서드의 구현 방식에 대한 추가 정보를 제공합니다(프로퍼티 선언 속성에 설명됨).

클래스 확장(extensions)에 프로퍼티 선언을 넣을 수도 있습니다:

@interface MyClass : NSObject
@end
 
@interface MyClass ()
@property float value;
@end

클래스 확장(Class Extension): 클래스의 private 인터페이스를 정의하는 방법으로, 헤더 파일과 구현 파일 사이에 추가 인터페이스를 선언할 수 있습니다.

이는 private 프로퍼티의 선언을 숨기고 싶을 때 유용합니다.

📌 프로퍼티 선언 속성

프로퍼티에 속성을 지정하려면 @property(attribute [, attribute2, ...]) 형식을 사용합니다. 프로퍼티는 해당 인터페이스 선언에 범위가 지정됩니다.

컴파일러에게 접근자 메서드를 생성하도록 @synthesize 지시어를 사용하면, 생성되는 코드는 키워드로 지정된 명세와 일치합니다. 접근자 메서드를 직접 구현하는 경우, 명세와 일치하도록 해야 합니다.

접근자 메서드 이름

프로퍼티와 관련된 getter와 setter 메서드의 기본 이름은 각각 propertyName과 setPropertyName:입니다. 다음 속성을 사용하여 사용자 지정 이름을 지정할 수 있습니다:

• getter=getterName: 프로퍼티의 getter 접근자 이름을 지정합니다.
• setter=setterName: 프로퍼티의 setter 접근자 이름을 지정합니다.

Key-Value Coding: Objective-C에서 객체의 프로퍼티에 간접적으로 접근할 수 있게 해주는 메커니즘입니다.

일반적으로 key-value coding을 준수하는 접근자 메서드 이름을 지정해야 합니다. Boolean 값의 경우 isPropertyName 규칙을 준수하기 위해 getter 데코레이터를 사용하는 것이 일반적입니다.

쓰기 가능성

이 속성들은 프로퍼티에 관련 setter 접근자가 있는지 여부를 지정합니다:

• readwrite: 프로퍼티가 읽기/쓰기로 처리되어야 함을 나타냅니다. 이 속성이 기본값입니다.
• readonly: 프로퍼티가 읽기 전용임을 나타냅니다.

읽기 전용(readonly): 값을 가져올 수 있지만 설정할 수 없는 프로퍼티입니다.
읽기/쓰기(readwrite): 값을 가져오고 설정할 수 있는 프로퍼티입니다.

Setter 의미론

이 속성들은 setter 접근자의 의미론을 지정합니다:

• strong: 대상 객체에 대한 강한(소유) 관계가 있음을 지정합니다.
• weak: 대상 객체에 대한 약한(비소유) 관계가 있음을 지정합니다. 대상 객체가 해제되면 프로퍼티 값은 자동으로 nil로 설정됩니다.
• copy: 할당에 객체의 복사본을 사용해야 함을 지정합니다. 이전 값에는 release 메시지가 전송됩니다.
• assign: setter가 단순 할당을 사용함을 지정합니다. 이 속성이 기본값입니다.
• retain: 할당 시 객체에 retain이 호출되어야 함을 지정합니다. 이전 값에는 release 메시지가 전송됩니다.

강한 참조(Strong Reference): 참조된 객체가 메모리에서 해제되지 않도록 유지합니다.
약한 참조(Weak Reference): 참조된 객체가 해제될 수 있으며, 해제되면 참조는 자동으로 nil이 됩니다.
복사(Copy): 객체의 복사본을 만들어 참조합니다.
단순 할당(Assign): 값을 단순히 할당하며, 메모리 관리를 하지 않습니다.
보유(Retain): 객체에 대한 참조 카운트를 증가시켜 메모리에서 해제되지 않도록 합니다.

원자성

이 속성은 접근자 메서드가 atomic이 아님을 지정하는 데 사용됩니다:

• nonatomic: 접근자가 atomic이 아님을 지정합니다. 기본적으로 접근자는 atomic입니다.

원자성(Atomicity): 프로퍼티 접근이 다중 스레드 환경에서 안전한지를 나타냅니다. atomic 프로퍼티는 스레드 안전을 보장하지만 성능 비용이 있으며, nonatomic은 성능은 좋지만 스레드 안전을 보장하지 않습니다.

프로퍼티는 기본적으로 atomic이므로 합성된 접근자는 다중 스레드 환경에서 프로퍼티에 대한 로버스트한 접근을 제공합니다.

📌 프로퍼티 구현 지시어

@implementation 블록에서 @synthesize와 @dynamic 지시어를 사용하여 특정 컴파일러 동작을 트리거할 수 있습니다.

@synthesize

@synthesize 지시어는 @implementation 블록 내에서 프로퍼티에 대한 setter 및/또는 getter 메서드를 제공하지 않는 경우 컴파일러가 이를 합성해야 함을 알립니다:

@interface MyClass : NSObject
@property(copy, readwrite) NSString *value;
@end
 
@implementation MyClass
@synthesize value;
@end

@synthesize: 컴파일러에게 프로퍼티의 접근자 메서드와 필요한 인스턴스 변수를 자동으로 생성하도록 지시합니다.

property=ivar 형식을 사용하여 특정 인스턴스 변수를 프로퍼티에 사용해야 함을 나타낼 수 있습니다:

@synthesize firstName, lastName, age=yearsOld;

@dynamic

@dynamic 키워드는 프로퍼티에 의해 암시된 API 계약을 직접 메서드 구현을 제공하거나 런타임에 다른 메커니즘을 사용하여 충족할 것임을 컴파일러에 알립니다:

@interface MyClass : NSManagedObject
@property(nonatomic, retain) NSString *value;
@end
 
@implementation MyClass
@dynamic value;
@end

@dynamic: 컴파일러에게 접근자 메서드가 런타임에 제공될 것이므로 경고를 생성하지 말라고 지시합니다.

📌 프로퍼티 사용하기

지원되는 타입

Objective-C 클래스, Core Foundation 데이터 타입, 또는 POD(Plain Old Data) 타입에 대한 프로퍼티를 선언할 수 있습니다.

프로퍼티 재선언

하위 클래스에서 프로퍼티를 재선언할 수 있지만, (readonly와 readwrite 간의 전환을 제외하고) 속성을 하위 클래스에서 전체적으로 반복해야 합니다.

한 클래스에서 프로퍼티를 readonly로 선언하는 경우, 클래스 확장, 프로토콜 또는 하위 클래스에서 readwrite로 재선언할 수 있습니다:

// 공개 헤더 파일
@interface MyObject : NSObject
@property (readonly, copy) NSString *language;
@end
 
// 비공개 구현 파일
@interface MyObject ()
@property (readwrite, copy) NSString *language;
@end
 
@implementation MyObject
@synthesize language;
@end

이 패턴은 불변 클래스의 가변 하위 클래스와 공개 API는 readonly이지만 클래스 내부에서는 readwrite인 프로퍼티를 구현하는 두 가지 일반적인 패턴을 가능하게 합니다.

프로퍼티로 하위 클래스 만들기

readonly 프로퍼티를 재정의하여 쓰기 가능하게 만들 수 있습니다:

@interface MyInteger : NSObject
@property(readonly) NSInteger value;
@end
 
@implementation MyInteger
@synthesize value;
@end

@interface MyMutableInteger : MyInteger
@property(readwrite) NSInteger value;
@end
 
@implementation MyMutableInteger
@dynamic value;
 
- (void)setValue:(NSInteger)newX {
    value = newX;
}
@end

📌 런타임 차이점

모던 런타임과 레거시 런타임 사이에는 프로퍼티 동작에 한 가지 주요 차이점이 있습니다: 모던 런타임은 인스턴스 변수 합성을 지원하지만 레거시 런타임은 지원하지 않습니다.

모던 런타임(Modern Runtime): iOS와 64비트 macOS에서 사용되는 Objective-C 런타임입니다.
레거시 런타임(Legacy Runtime): 32비트 macOS에서 사용되는 예전 Objective-C 런타임입니다.

레거시 런타임에서 @synthesize가 작동하려면 프로퍼티와 이름이 같고 호환되는 타입의 인스턴스 변수를 제공하거나 @synthesize 문에서 다른 기존 인스턴스 변수를 지정해야 합니다. 모던 런타임에서는 인스턴스 변수를 제공하지 않으면 컴파일러가 자동으로 추가합니다.

마무리

Objective-C의 선언된 프로퍼티 기능은 객체의 접근자 메서드를 선언하고 구현하는 간단한 방법을 제공합니다. 이 기능을 통해 코드를 더 깔끔하게 유지하고, 접근자 메서드의 동작을 명확하게 명시하며, 반복적인 코드 작성을 줄일 수 있습니다.

프로퍼티 속성(strong, weak, copy 등)을 통해 메모리 관리와 스레드 안전성에 대한 의도를 명확히 할 수 있으며, @synthesize와 @dynamic 지시어를 사용하여 컴파일러가 접근자 메서드를 자동으로 생성할지 또는 직접 구현할지를 제어할 수 있습니다.