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Decoding 정복하기 2020.11.14 2

Decoding 정복하기

onemoon 2020. 11. 14. 19:49

2020. 11. 14. 19:49

Decoding 정복하기

Knowledge Base
SubClass Decode 이슈
Key가 없는 경우에 대한 이슈
container ?
Tip
03.07 수정

들어가며

네트워크를 통해서 데이터를 주고 받을 때 우리가 편한 객체로 변환하거나 변환 되어서 데이터를 관리 하고는 한다. 해당 포스트는 데이터를 처리하는 방식에 대해서 말해 보고자 한다. 기본적인 개념도 있지만 그 보다는 실제로 데이터를 주고 받으면서 발생했던 이슈 들을 조금 더 집중해서 다루고 공유하기 위해서 해당 포스트를 작성하였다.

Knowledge Base

API를 통해 데이터를 주고 받기 위해서는 json 형식이 보편적으로 사용된다. json으로 데이터를 쉽게 처리하기 위해서 우리는 Codable 혹은 Decodable, Encodable 프로토콜을 사용한다. ( 개인적으로 목적에 따라서 Decodable, Encodable 하나만 채택해서 사용하는 편이다. ) 해당 프로토콜에 대한 설명과 기본 사용법은 이 포스트를 참고하도록 하자.

Subclass Decode Issue

회사의 도메인 특성상 필드 그리고 엔티티가 굉장히 많고 세부적으로 나뉘어져 있다. 단순히 Struct로 모든 엔티티를 관리하기에는 많은 어려움이 있어 생각한 것이 Class inheritance 를 이용하는 것이었다.

하지만 처음에 상속받은 클래스를 Decode 하는 과정에서 이슈가 하나 있었는데 이 경험을 공유하고자 한다. 아래의 데이터를 보자

let jsonData = """
{
    "hello": "world",
    "wow": "wonderful",
    "onemoon": null
}
""".data(using: .utf8)!

let jsonData2 = """
{
    "hello": "world",
    "wow": "wonderful",
    "changed": "field"
}
""".data(using: .utf8)!

위와 같이 데이터가 들어온 경우 <hello, wow> 필드를 공통으로 가지는 클래스를 만들고 , 필드를 각각 가지는 Subclass 를 아래와 같이 만들었다.

class A: Decodable {
    var hello: String
    var wow: String
}
class Aa: A {
    var onemoon: String?
}
class Ab: A {
    var chagned: String?
}

let jsonDecoder = JSONDecoder()
do {
    let subClassData = try jsonDecoder.decode(Aa.self, from: jsonData)
    let subClassData2 = try jsonDecoder.decode(Ab.self, from: jsonData2)
    print("SUCCESS \\n")
    dump(subClassData)
    dump(subClassData2)
} catch let err {
    print("FAIL")
    print(err.localizedDescription)
}

// 결과 값 
// SUCCESS
//
//▿ __lldb_expr_7.Aa #0
//  ▿ super: __lldb_expr_7.A
//    - hello: "world"
//    - wow: "wonderful"
//  - onemoon: nil
//
//▿ __lldb_expr_7.Ab #0
//  ▿ super: __lldb_expr_7.A
//    - hello: "world"
//    - wow: "wonderful"
//  - chagned: nil

결과적으로 SUCCESS 와 두 객체가 로그에 남지만, 실제로는 제대로 decode가 되지 않았다. 문제는 catch 구문을 거치지 않기 때문에 놓치기 쉬울 수 있다. 실제로 배포가 된 이후, 나중에서야 파악이 될 수도 있다는 것이다. 그렇다면 아래의 객체와 데이터를 살펴보자. <hello, wow> 필드는 제대로 값을 받아 왔지만 < changed > 필드는 값을 받아오지 못한다. 왜 제대로 decode 가 되지 않았을까 ?

알고 보면 굉장히 단순하다. Ab 클래스가 Decode 될 때 required init(from decoder: Decoder) 가 제대로 호출되지 않았기 때문이다. 상속의 특성을 생각해보자 subclass 에서 별도로 initializer 를 설정하지 않는 이상, subclass의 initializer 대신 super class 의 initializer가 호출이 된다. 따라서 Ab 클래스 대신 A의 init만 호출 되었기 때문에 A의 필드인 <hello, wow>만 제대로 값을 가져온 것이다. 이를 해결하기 위해서는 Ab 클래스에서 init을 다시 작성하면 된다.

class Ab: A {
    var chagned: String?
    enum Keys: String, CodingKey {
        case changed
    }
    required init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.container(keyedBy: Keys.self)
        self.chagned = try container.decode(String?.self, forKey: .changed)
        try super.init(from: decoder)
    }
}

//SUCCESS
//▿ __lldb_expr_15.Ab #0
//  ▿ super: __lldb_expr_15.A
//    - hello: "world"
//    - wow: "wonderful"
//  ▿ chagned: Optional("field")
//    - some: "field"

Ab Class 에서 decoder를 통한 init이 호출이 되고 < chagned > 필드를 decode 한 다음, super.init을 통해서 부모클래스인 A 에서도 init이 호출 됨을 파악할 수 있다. 이로써 온전하게 상속받은 클래스를 decode 할 수 있다.

Key가 없는 경우에 대한 Issue

실제로 데이터를 주고 받는 과정에서 키 값이 일정하지 않고 유동적으로 변경되는 상황이 종종 일어나고는 한다. 이 상황에서의 문제점은 Decoding 된 객체를 아예 만들지 못한다는 점인데, 자칫하면 UI를 그리지 못하기 때문에 사용성이 굉장히 떨어질 수 있다. 아래 예시를 살펴보자.

// origin Data -> Good
{ 
"name": "onemoon",
"thumbnailURL": "<https://ooo.com>"
}

// changed Data -> Bad ( Swift.DecodingError.keyNotFound )
{ 
"name": "onemoon"
}

struct UserData: Decodable {
    let name: String
    let thumbnailURL: String
}

위와 같이 thumbnailURL 을 받아 오다가 어떠한 이유로 인해서 더 이상 해당 키에 대한 값이 사라지는 경우 DecodingError.KeyNotFound 에러가 발생하고 UserData는 생성되지 않는다. 이에 대한 해결책을 생각해보자.

첫번째, 키 값이 없는 프로퍼티의 타입이 옵셔널인 경우에는 ( thumnailURL: String? 인 경우 ) 해당 에러가 발생하지 않는다.

두번째 ,만약 옵셔널을 처리하기 번거롭거나 기본 값이 필요한 경우에는 다음과 같이 Decode에 실패한 경우 할당할 수 있다.

struct UserData: Decodable {
    let name: String
    let thumbnailURL: String

    enum Keys: String, CodingKey {
        case name, thumnailURL
    }

    init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.container(keyedBy: Keys.self)
        self.name = try container.decode(String.self, forKey: .name)
        self.thumbnailURL = (try? container.decode(String.self, forKey: .thumnailURL)) ?? "default Thumbnail URL"
    }
}

세번째, container.decodeIfPresent를 활용하는 것이다. 값 자체에 옵셔널을 처리하는 방식과 동일한데 이런 방식도 있다는 것을 참고하도록 하자.

struct UserData: Decodable {
    var name: String
    var thumbnailURL: String?

    enum Keys: String, CodingKey {
        case name, thumnailURL
    }

    init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.container(keyedBy: Keys.self)
        self.name = try container.decode(String.self, forKey: .name)
        self.thumbnailURL = try container.decodeIfPresent(String.self, forKey: .thumnailURL)
                // 키가 있는 경우 decode를 진행하고 없는 경우 nil을 할당한다.
    }
}

참고로 init(decoder:)을 직접 구현하는 경우 모든 프로퍼티를 정확하게 써야 하는데, 놓칠 수 있으니 주의를 하도록 하자. 현재는 프로퍼티가 let 으로 선언이 되어서 init에 하나의 프로퍼티라도 빠지는 순간 에러가 발생하지만 var로 선언한 경우 경우는 실제로 데이터가 있어도 값을 가져오지 못하는 경우가 생길 수 있기 때문이다. 아래를 간단하게 참고하도록 하자

// Data
{
"name": "onemoon"
}

struct UserData: Decodable {
    var name: String?
    var thumbnailURL: String

    enum Keys: String, CodingKey {
        case name, thumnailURL
    }

    init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.container(keyedBy: Keys.self)
                // name 에 대한 decode를 실수로 작성하지 못한 경우
        self.thumbnailURL = (try? container.decode(String.self, forKey: .thumnailURL)) ?? "default Thumbnail URL"
    }
}

// Log ::: UserData(name: nil, thumbnailURL: "default Thumbnail URL")
// 값을 제대로 가져오지 못하는 것을 확인할 수 있다.

Container ?

포스트를 작성하다가 container 에 대해서 조금 더 알아봤을 때 container(keyedBy:) 말고도 singleValueContainer(), unkeyedContainer()의 존재를 알게 되었다. 간단하게 짚고 넘어 가보자

SingleValueContainer

Key : Value 가 아닌 단순히 값 하나만 들어온 경우 이를 decode할 수 있다.

// jsonData2 > "hello singleValueContainer"

struct SimpleData: Decodable {
    let text: String

    init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.singleValueContainer()
        self.text = try container.decode(String.self)
    }
}

print(try! JSONDecoder().decode(SimpleData.self, from: jsonData2))
// Log ::: SimpleData(text: "hello singleValueContainer")

unkeyedContainer

배열에서 타입이 일정하지 않은 경우를 생각해보면 해당 container로 쉽게 해결할 수 있다.

// jsonData3 > ["a", 1, true, 20.0, 50.0]

struct SpecialArrayData: Decodable {
    var a: String?
    var b: Int?
    var c: Bool?
    var d: Double?
//    var e: Double?

    init(from decoder: Decoder) throws {
        var container = try decoder.unkeyedContainer()
        a = try container.decode(String?.self)
        b = try container.decode(Int?.self)
        c = try container.decode(Bool?.self)
        d = try container.decode(Double?.self)
//        e = try container.decode(Double?.self)
    }
}

print(try! JSONDecoder().decode(SpecialArrayData.self, from: jsonData3))

// Log ::: SpecialArrayData(a: Optional("a"), b: Optional(1), c: Optional(true), d: Optional(20.0))

참고로 해당 container는 데이터와 객체 프로퍼티의 순서를 맞춰야 한다는 것에 유의하도록 하자. 특히 unkeyedcontainer가 재밌다고 느껴졌는데, 복잡한 데이터에서 원하는 값만 추출할 때 유용하게 사용할 수 있을 것 같다. 아마 내부적으로 3가지의 container를 JSON data에 맞춰 적절히 사용하여 Decodable이 구현되었을 것이라고 생각한다.

Tip

Enum 최대한 활용하기
데이터 조합하기 ( Data = struct + struct )

포스팅을 작성하면서 여러 가지를 느꼈다. 이전에 내가 겪었던 이슈들도 생각해보고 이렇게 저렇게 활용하면 좋겠다는 생각이 들었다. 내가 느끼고 활용할 수 있는 방식들을 직접 테스트 해보고 공유하고자 한다.

Enum 최대한 활용하기

먼저 Enum을 생각해보자 나는 Decoding을 할때 만약 데이터가 몇 가지의 케이스로 나뉘어서 들어온다면, String으로 그냥 값을 decoding 하는 것 보다는 Enum 을 최대한 활용하는 편이다. 보통 다음과 같이 사용한다.

enum Phone1: String, Decodable {
    case iPhone
    case galaxy
    case pixel = "Pixel"
}

이렇게 되면 Enum의 RawValue 가 Key처럼 되어 "iPhone"이라는 텍스트가 들어온다면 Phone1.iPhone으로 활용할 수 있는 것이다. 하지만 다음과 같은 상황에서는 Enum을 통해 Decoding 하기가 힘들어진다.

RawValue를 이미 다른 값 ( Int, Double ) 로 사용하는 경우, 이를 다시 String으로 변경하거나 처리하는 과정이 복잡하다. ( 혹은 귀찮다. )
associated Value 를 사용하는 경우 decode 단계에서 RawValue를 사용할 수 없다. 따라서 decodable을 채택하는 순간 에러가 발생한다.
데이터 자체가 결함(?)이 있는 경우 ( 앞 글자가 대문자, 변환이 필요한 경우 등등... )

해당 포스트를 작성하기 전에는 나도 위와 같은 경우 대부분 String으로 처리를 하거나 다른 방식을 찾았던 것 같다. 그렇다면 이 과정을 어떻게 하면 쉽게 처리할 수 있을까? 방법은 init(from:)를 직접 활용하면 된다. 아래 예시를 보자

// User1Phone > "blackberry"
// User2Phone > "IPHONE"

enum Phone: Decodable {
    case iPhone
    case galaxy
    case pixel
    case uncommon(whatKind: String)

    init(from decoder: Decoder) throws {
        let container = try decoder.singleValueContainer()
        var value = try container.decode(String.self)
        value = value.lowercased() // 받아온 데이터를 직접 처리할 수 있다.

        if value == "iphone" {
            self = .iPhone
        } else if value == "galaxy" {
            self = .galaxy
        } else if value == "pixel" {
            self = .pixel
        } else {
            self = .uncommon(whatKind: value)
        }
    }
}

print(try! JSONDecoder().decode(Phone.self, from: User1Phone)) // uncommon(whatKind: "blackberry")
print(try! JSONDecoder().decode(Phone.self, from: User2Phone)) // iPhone

이렇게 직접 decoder를 작성하는 순간 위에서 언급한 세가지 이슈가 모두 해결 된다. 1. RawValue는 신경 쓸 필요가 없어진다. 2. 따라서 RawValue를 신경 안쓰고 decoder에서 직접 값을 만들어 주면 된다 ( uncommon 확인 ). 3. 데이터가 중간에 대문자가 포함되어 있거나 값을 처리해야 하는 경우도 직접 처리하면 된다.

데이터 조합하기 ( Data = struct + struct )

서비스를 하다 보면 분명히 기존에 사용한 데이터가 잘 정리 되어 있을 것이다. 이는 서버도 마찬가지이다. 만약 User와 Device라는 데이터를 분리해서 ( 혹은 다른 키 값으로 ) 가져오다가, 어느날 두 가지를 합쳐서 준다면 어떻게 처리할까? 아래 예시를 한번 보자

// 기존에는 User 혹은 Device만 따로 데이터가 오는 경우 활용한 struct 들
struct UserEntity: Decodable {
    var name: String
    var age: Int

        enum CodingKeys: String, CodingKey {
        case name, age
    }
}

struct DeviceEntity: Decodable {
    var name: String
    var capacity: String

    enum CodingKeys: String, CodingKey {
        case name = "phoneName"
        case capacity = "phoneCapacity"
    }
}
// 새로운 데이터
var newUserAndPhoneData = """
{
"name": "onemoon",
"age": 25,
"phoneName": "iphone 12",
"phoneCapacity": "256G"
}

""".data(using: .utf8)!

데이터를 보자 마자 드는 생각은 두 개를 합치면 되겠다는 생각이 들 것이다. 아래의 형식처럼 되면 얼마나 좋겠는가?

struct UserAndDevice: Decodable {
	var user: UserEntity
	var device: DeviceEntity
}

물론 현실은 생각만큼 호락호락 하지 않다. newUserAndPhoneData를 보면 UserEntity와 DeviceEntity가 할당되는 키가 없기 때문에 이렇게 작성하면 decodeError 가 발생한다. UserAndDevice는 Key값이 user 와 device인 경우에만 동작하기 때문이다.

그렇다면 이를 어떻게 바꾸면 좋을까? decoder 를 직접 작성한다면 놀랍게도 위의 객체를 바로 활용할 수 있다. 아래와 같이 바꿔 보자

struct UserAndDevice: Decodable {
    var user: UserEntity
    var device: DeviceEntity

    init(from decoder: Decoder) throws {
	self.user = try UserEntity.init(from: decoder)
	self.device = try DeviceEntity.init(from: decoder)
    }
}

간단하게 생각해서 받아온 데이터로 UserEntity 그리고 DeviceEntity 를 생성 하면 되는 것이다. UserEntity가 만들어 질때 name과 age를 통해서 객체를 만들고 나머지 phoneName, phoneCapacity 는 무시하게 된다. 또한 DeviceEntity를 만들때는 그 반대가 될것이다. 이렇게 하면 간단하게 기존에 사용하던 객체를 활용하여 조합으로 데이터를 표현할 수 있을 것이다.

내가 든 예시는 극히 일부분이고 데이터가 점점 더 복잡해지고 처리 하면서 init(from decoder:)를 직접 활용 해보면 생각보다 많은 수고가 들지 않을 것이라고 생각한다.

03.07 수정 내용

수정 전 내용은 UserEntity, DeviveEntity에 enum Keys: String, CodingKey {} 형식으로 진행했고 UserAndDevice에 decode를 진행할 때 Key 를 직접 집어넣어서 decode 하는 형식으로 글을 작성했다. 물론 테스트를 직접 하고 진행했기 때문에 동작에는 문제가 없다. 하지만 조금 더 편한 방식이 있지 않을까 생각하던 도중 위와 같이 decoder 자체를 넘기면 조금 더 편하겠다는 생각이 들었다.

문제는 CodingKey의 이름이었는데 기본적으로 CodingKeys라는 이름을 가져야 decoder 에서 자동으로 키를 변환하고 값을 할당한다. 따라서 이를 변경하였고 decoder를 넘기는 방식으로 수정하였다.

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