[iOS] - protocol에 메소드 없이 extension에서 메소드 구현하기 vs protocol에 메소드를 정의 후 extension에 구현하기

🙋 protocol에 메소드 없이 extension에서 메소드 구현하기 vs protocol에 메소드를 정의 후 extension에 구현하기

🎯 개념 이해하기

• protocol default implementation을 하기 위해 protocol의 extension을 통해 메소드를 구현하다가 보면 두가지 옵션이 생깁니다. 예시를 통해 문제를 정의해보겠습니다.

  protocol Bank {
    // 이 부분 없이 구현 가능
    func openAlert()
    func closeAlert()
    //
  }
  
  extension Bank {
    func openAlert() {
      print("은행 개점")
    }
  
    func closeAlert() {
      print("은행 폐점")
    }
  }

  은행의 개점과 폐점을 알리는 메소드 openAlert와 closeAlert를 구현할 때

  1. protocol Bank에 메소드를 정의하고 구현하는 방법
  2. protocol Bank에 메소드 정의 없이 extension에서 구현만 하는 방법

  의 옵션이 있습니다.

  
  

  우선 1번에 대한 설명을 살펴보겠습니다.

  Declaring the function as part of the protocol definition instructs the compiler to use dynamic dispatch when calling the function, as the compiler would expect types implementing the protocol to give an implementation for that function. This is called a method requirement. Now, if the type doesn't define the method, then the runtime resolves the method call to the method declared in the protocol extension.

  해석해보면 프로토콜에 함수를 정의하면 함수가 호출될 때 컴파일러에게 dynamic dispatch (하단에 설명) 를 사용하도록 한다는 의미입니다. 이렇게 되면 컴파일러는 프로토콜을 구현하는 타입이 그 함수를 구현해놨기를 기대하게 됩니다. 이것을 method requirement라고 부릅니다. 하지만 만약 메소드가 타입에 구현이 되어있지 않으면, 런타임이 프로토콜 익스텐션에 구현된 메소드를 부르게 됩니다. 즉, 우선순위가 구현된 타입의 메소드이며, 메소드가 구현되지 않았을 경우 extension의 메소드를 가져오는 개념입니다.

  
  

  이제 2번에 대한 설명을 보겠습니다.

  However, declaring the function in the protocol extension only tells the compiler that he doesn't need to use the dynamic dispatch, and instead it uses the static dispatch, which is faster, but doesn't work very well with polymorphism, as the protocol extension implementation will be called even if the types conforming to the protocol also implement the method.

  protocol 상에는 없고 extension에만 구현된 메소드의 경우는 컴파일러가 dynamic dispatch를 사용할 이유가 없습니다. 대신에 static dispatch를 사용하게 되는데, 이 경우 protocol을 채택하는 타입에 동일한 메소드가 구현되어 있다고 하더라도 protocol extension에 존재하는 메소드가 우선적으로 호출되게 됩니다.

📝 예시로 이해하기

• 아래의 코드를 통해 위의 개념을 이해해보겠습니다.

  protocol Fruit {
      func draw()
  }
  
  extension Fruit {
      func draw(){
          print("This is a Fruit")
      }
  }
  
  struct Apple: Fruit {
      func draw() {
          print("This is an Apple")
      }
  }
  
  struct Orange: Fruit {
      func draw() {
          print("This is an Orange")
      }
  }
  
  let fruits: [Fruit] = [Apple(), Orange()]
  
  for fruit in fruits {
      fruit.draw()
  }

  과일을 그려보는 프로그램을 구현했습니다. 위의 구조를 살펴보면 개념 설명 1에 해당하는 프로토콜 내에 함수를 정의하고 extension에 함수를 구현한 구조입니다. 이 경우 compiler가 protocol의 메소드를 보는 순간 dynamic dispatch를 적용하여 Fruit protocol을 conform하는 Apple, Orange 안의 메소드를 우선적으로 호출하게 됩니다. 그래서 출력 결과는

  This is an Apple

  This is an Orange

  가 됩니다.

  이번에는 Fruit protocol을 비워서 정의해보겠습니다.

  protocol Fruit {
     // 메소드 없음
  }
  ...

  아래의 코드는 모두 동일하다고 할 때, 이번에는 컴파일러가 static dispatch로 작동하여 extension Fruit를 먼저 체크합니다. 이 경우 메소드가 존재하고, 이 메소드가 호출되어 Fruit를 채택하는 Apple과 Orange에 존재하는 동일 이름의 메소드는 호출되지 않습니다. 그래서 결과는

  This is a Fruit

  This is a Fruit

  가 됩니다.

👏 결론

• 결과적으로 정리하면 protocol에 메소드를 가진 상태에서 extension에 메소드를 구현하는 것과, extension에만 메소드를 구현하는 것은 그 메소드가 호출되는 우선순위에서 차이가 발생합니다. protocol을 채택하는 타입이 가진 메소드를 우선적으로 호출하고 싶다면 protocol이 가져야하는 메소드를 설정해서, compiler가 그 프로토콜을 볼 때 반드시 필요한 메소드를 인식시켜 타입에 존재하는 메소드를 호출하게 하고, 그 반대의 경우는 extension에만 메소드를 구현하면 됩니다.

📸 Dispatch

• dispatch란 프로그램이 어떤 메소드를 호출할 것인가를 결정하여 그것을 실행하는 과정 을 의미합니다. dispatch는 크게 두가지로 나눌 수 있습니다.

  1. Static Dispatch(정적 디스패치)

     컴파일 시점에서 컴파일러가 특정 메소드를 호출할 것이라는 걸 정확하게 알고 있는 경우 런타임(실행 시점)이 되지 않아도 미리 결정할 수 있는데 이것을 정적 디스패치라고 합니다.

  2. Dynamic Dispatch(동적 디스패치)

     특정 메소드가 컴파일 시점이 아니라 런타임 시점에 호출이 결정될 경우 Dynamic Dispatch라고 합니다.

ref: https://stackoverflow.com/questions/34777926/reasons-to-include-function-in-protocol-definition-vs-only-defining-it-in-the-e