Dart 널 세이프티

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Dart Null Safety

Dart의 Null Safety는 변수나 객체가 null을 참조할 수 있는지 여부를 타입 시스템에서 구분하여, 런타임에서 발생하는 NullPointerException 등을 사전에 방지하기 위한 기능이다. Dart 2.12 이상 버전에서 지원하며, 컴파일 시점에 null 관련 오류를 미리 검출한다.

주요 특징

Non-nullable 타입

  • 예: int, String, List<int> 등
  • null 값을 허용하지 않는 타입
  • 컴파일러가 해당 변수가 절대 null이 아님을 보장

Nullable 타입

  • 예: int?, String?, List<int>? 등
  • null을 포함할 수 있는 타입
  • 사용 시 null 여부 확인 또는 ?., ?? 등 null-safe 연산자가 필요

late 키워드

  • 초기화 전에 접근하면 LateInitializationError가 발생
  • 변수를 선언한 뒤, 나중에 반드시 초기화할 것을 보장하는 키워드

흐름 분석(Flow Analysis)

  • 코드 흐름을 정적으로 분석해 변수의 null 상태를 추적
  • 예를 들어, if (variable != null) 블록 내부에서는 variable이 이미 non-null 임

예시 코드

void main() {
  String? name;        // null이 될 수 있는 String 타입
  name = 'Dart';       // 값 대입

  // null 가능성이 있으므로 직접 .length 접근 시 오류 발생
  // print(name.length); // 컴파일 에러

  // null 체크 후 사용
  if (name != null) {
    print(name.length); // non-null로 안전하게 접근
  }

  // null-safe 연산자 사용
  print(name?.length);  // name이 null이면 null, 아니면 length 반환
}

late 키워드

late 키워드는 변수를 선언할 때 즉시 초기화하지 않고, 필요할 때(처음 접근 시)에 초기화하거나, 개발자가 특정 시점에 직접 초기화하겠다는 의도를 컴파일러에게 명시적으로 알리는 기능이다. late를 사용하면 변수 선언 시점을 유연하게 조정할 수 있고, 초기화 전에 접근할 경우 오류를 통해 잘못된 사용을 조기에 발견할 수 있다.

1. 기본 원리

  • late로 선언된 변수는 메모리에 즉시 값을 할당하지 않는다.
  • 해당 변수에 접근하기 전까지 초기화를 미루거나, 특정 시점에 개발자가 직접 값을 할당할 수 있다.
  • 초기화되지 않은 late 변수에 접근하면 LateInitializationError가 발생한다.

2. 사용 목적

값의 계산(또는 객체 생성)이 무겁거나, 외부 리소스(예: 파일, 네트워크) 접근이 필요한 경우, 미리 값을 준비해둘 필요가 없을 때 사용한다.

3. 기본 예시

// 일반 변수 선언과 달리 값 없이 선언 가능
late String description;

void main() {
  // 사용 전까지 초기화하지 않아도 됨
  // print(description); // 초기화 전 접근 시 LateInitializationError 발생

  // 필요한 시점에 직접 할당
  description = '지연 초기화된 문자열';
  print(description); // 정상적으로 출력: "지연 초기화된 문자열"
}

4. late final과 함께 사용하기

late와 final을 함께 사용하면, 한 번만 값을 할당할 수 있고 이후 변경이 불가능해진다. 이를 통해 지연 초기화와 불변성(immutable)을 동시에 확보할 수 있다.

late final int expensiveValue;

void main() {
  // 사용 시점에 초기화
  expensiveValue = calculateExpensiveOperation();
  print(expensiveValue); // 이후 이 값은 변경할 수 없음
}

// 무거운 연산(예: 대규모 계산, 파일 읽기 등)을 모사
int calculateExpensiveOperation() {
  print('비용이 큰 연산 실행');
  return 42;
}

late final 변수는 초기화 후 재할당이 불가하므로, 초기에 한 번만 값이 설정되면 이후에 값을 변경하려고 하면 컴파일 에러가 발생한다.

5. Lazy 초기화

heavyComputation 함수는 description 변수가 사용될 때 호출된다.

// Person class
class Person {
  final int age;
  final String name;
  late String description = heavyComputation();

// constructor
  Person(this.age, this.name) {
    print("Constructor is called");
  }
// method
  String heavyComputation() {
    print("heavyComputation is called");
    return "Heavy Computation";
  }
}

void main() {
  // object of Person class
  Person person = Person(10, "John");
  print(person.name);
  print(person.description);
}

6. 주의사항 및 권장사항

  1. 초기화를 반드시 보장해야 하는 경우

    • late 변수는 선언만 하고 초기화하지 않으면, 접근 시 에러가 발생한다.
    • 따라서, 프로그램 흐름상 반드시 할당이 일어날 수 있도록 설계해야 한다.

  2. late의 남용은 삼간다

    • 모든 변수를 late로 선언하면, 가독성이 떨어지고 런타임 에러 리스크가 커질 수 있다.
    • 초기화 시점이 분명하고, 정말로 지연 초기화가 필요한 경우에만 사용한다.

  3. late보다 Nullable 타입(?)이 더 적합한 경우

    • 만약 변수가 ‘할당 전까지 null일 수도 있다’는 로직이라면 late 대신 String?처럼 Nullable 타입을 쓰는 것이 낫다.
    • late는 “초기화 전에는 절대 접근해선 안 된다”는 의미이며, “null을 가능하게 둔다”와는 목적이 다르다.

  4. debugLate

    • Dart 2.17부터는 --enable-asserts나 디버그 모드에서 late 변수를 디버그하기 위해 late 대신 debugLate를 사용할 수 있다.
    • 이는 디버깅 시점에서만 유용하며, 배포용으로 사용되진 않는다.

Type Promotion

Dart의 Type Promotion은 조건문 등을 통해 변수의 타입이 보다 구체적으로 추론될 때, 해당 블록 내부에서 컴파일러가 변수의 타입을 자동으로 좁혀주는 기능이다.

1. 주요 특징

  1. 조건문 기반

    • if (variable != null) 또는 is 체크 등을 거치면, 블록 내부에서 variable이 non-null 혹은 특정 타입임을 보장받는다.

  2. 자동 타입 변환

    • 명시적인 캐스팅 없이도, 컴파일러가 안전하다고 판단하면 변수를 더 구체적인 타입으로 간주한다.

  3. 정적 분석 활용

    • 흐름 분석(Flow Analysis)을 통해, 조건문 바깥에서는 원래 타입으로 복귀하고, 조건문 안에서는 프로모션된 타입을 사용한다.

2. 간단 예시

void printLength(String? text) {
  if (text != null) {
    // 여기서는 text가 non-null임이 보장되므로 String으로 자동 프로모션
    print(text.length);
  }
}

void main(){
  Object name = "Pratik";
  // print(name.length) will not work because Dart doesn't know that name is a String

  if(name is String) {
  // name promoted from Object to String
    print("The length of name is ${name.length}");
  }
}

// method to print the length of the text
void printLength(String? text){
    if(text == null) {
        throw Exception("The text is null");
    }
    print("Length of text is ${text.length}");
}
// main method
void main() {
    printLength("Hello");
}

3. 주의사항

  • 조건문이 변수에 미치는 영향을 컴파일러가 확실히 추론할 수 있어야 한다.
  • 변수가 스코프 내에서 달라질 수 있다면 타입 프로모션은 적용되지 않는다.

가령 아래 코드와 같이 myMethod 함수 내에서 value에 재할당하지 않고 if 조건에서 stringorNull을 바로 체크한다면, 컴파일러는 stringorNull.length르 호출할 때 새로 null이 반환될 수 있다고 가정하고 타입 프로모션을 적용하지 않는다.

// Try to solve the error using type promotion
import 'dart:math';
class DataProvider{
    String? get stringorNull => Random().nextBool() ? "Hello" : null;

    void myMethod(){
        String? value = stringorNull;
        if(value is String){
            print("The length of value is ${value.length}");
        }else{
            print("The value is not string.");
        }

    }
}

void main() {
    DataProvider().myMethod();
}

출처

published about 1 year ago · last updated about 1 year ago