[이펙티브자바] Item 1. 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

정적 팩토리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니
상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.

 

 

🔎 정적 팩토리 메서드? (static factory method)

클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 전통적인 수단은 public 생성자이지만, 그 외에도 생성자와 별도로 정적 팩토리 메서드를 제공할 수 있다.

즉, 정적 팩토리 메서드란 public 생성자와 별도로 해당 클래스의 instance를 반환하는 정적 메서드이다.

 

이 방식에는 장점과 단점이 모두 존재한다.

 

👍 정적 팩토리 메서드의 장점 

1. 이름을 가질 수 있다.

• 생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 쉽게 알 수 없다.
• 메서드에 이름을 부여함으로써 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.
• 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를 정적 팩토리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주면 된다.

 

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

• 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
• 따라서 생성 비용이 큰 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 상당히 끌어올릴 수 있다.
• 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩토리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 철저히 통제할 수 있다. 이런 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라 한다.
  • 왜 통제하는가?
    • 1. 싱글턴(singleton) 또는 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수 있다.
    • 2. 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다. (a==b일 때만 a.equals(b)가 성립)
    • 3. 플라이 웨이트 패턴의 근간이 되며, 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다.

 

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

• 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 엄청난 유연성이 있다.
• API를 만들 때 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있다.
  • 따라서 API를 작게 유지할 수 있다.
  • 이는 인터페이스를 정적 팩토리 메서드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.
• 자바 컬렉션 프레임워크는 핵심 인터페이스들에 수정 불가나 동기화 등의 기능을 덧붙인 총 45개의 유틸리티 구현체를 제공하는데, 이 구현체 대부분을 단 하나의 인스턴스화 불가 클래스인 java.util.Collections에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻도록 했다.
  • 컬렉션 프레임워크는 이 45개의 클래스를 공개하지 않는다.
  • 따라서 API 외견을 훨씬 작게 만들 수 있었다.
  • 프로그래머가 API를 사용하기 위해 익혀야 하는 개념의 수와 난이도를 낮췄다.
• 자바 8 전에는 인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 없었다.
• 자바 8부터는 인터페이스가 정적 메서드를 가질 수 있다. (자바 8 : public 정적 멤버만 허용)
• 자바 9부터는 private 정적 메서드까지 허락하지만 정적 필드와 정적 멤버 클래스는 여전히 public만 허용한다.

 

4. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.

• 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.

public static User getLogin(boolean flag){
	return flag ? new User() : new NoUser();
}

static class NoUser extends User{
}

• EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩토리만 제공하는데, OpenJDK에서는 원소 수에 따라 두 가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스를 반환한다.
  • 원소가 64개 이하면 RegularEnumSet(long 변수 하나로 관리)의 인스턴스를,
  • 원소가 65개 이상이면 JumboEnumSet(long 배열로 관리)의 인스턴스를 반환한다.
• 클라이언트는 팩토리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없어 편리하다.

 

5. 정적 팩터리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.

• 이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(service provider framework)를 만드는 근간이 된다.
• 대표적인 서비스 제공자 프레임 워크로는 JDBC가 있다. (ServiceLoader를 사용하지 않음, 자바 6 전에 등장한 개념이라)
• 서비스 제공자 프레임워크
  • 제공자(provider)는 서비스의 구현체이다.
  • 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여,
  • 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.
• 서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.
  • 서비스 인터페이스 (service interface) : 구현체의 동작을 정의
  • 제공자 등록 API (provider registration API) : 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
  • 서비스 접근 API (service access API) : 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용
  • + 서비스 제공자 인터페이스 (service provider interface) : 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩토리 객체를 설명해준다.
    • 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.
      • 리플렉션? : 구체적인 클래스 타입을 알지 못해도 그 클래스의 메서드, 타입, 변소들에 접근할 수 있도록 도와주는 자바 API
• 서비스 제공자 프레임워크 패턴의 변형
  • 브리지 패턴 (Bridge pattern) : 서비스 접근 API는 공급자가 제공하는 것보다 더 풍부한 서비스 인터페이스를 클라이언트에 반환할 수 있다.
  • 의존 객체 주입 (dependency injection) 프레임워크 
  • java.util.ServiceLoader : 범용 서비스 제공자 프레임워크. 덕분에 프레임워크를 직접 만들 필요가 거의 없어졌다.

 

👎 정적 팩토리 메서드의 단점

1. 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.

• Collections 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다.
• 이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점일 수도 있다.

2. 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

• 생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않는다.
• 따라서 사용자는 정적 팩토리 메서드 방식 클래스를 인스턴스 화할 방법을 알아내야 한다.
• 따라서 API 문서를 잘 써놓고, 메서드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓는 식으로 문제를 완화시켜줘야 한다.

 

📃 정적 팩토리 메서드에 흔히 사용하는 명명 방식

• from
  • 매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형 변환 메서드
  • Date d = Date.from(instant);
• of 
  • 여러 매개변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드
  • Set <Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING);
• valueOf
  • from과 of의 더 자세한 버전
  • BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
• instance 혹은 getInstance
  • 매개변수를 받는다면 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.
  • StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
• create 혹은 newInstance 
  • instance 혹은 getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.
  • Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
• getType
  • getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메서드를 정의할 때 쓴다. 
  • FileStore fs = Files.getFileStore(path)
• newType
  • newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메서드를 정의할 때 쓴다.
  • BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
• type
  • getType과 newType의 간결한 버전
  • List <Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

 

 

📚 후하,, 길었다,, 정리하자!

- 정적 팩토리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.
- 그렇다고 하더라도 정적 팩토리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치자.