[Effective Java 뽀개기] 01. 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

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해당 파트의 정적 팩터리 메서드는 디자인 패턴에서의 팩터리 메서드와 다르다. 디자인 패턴중엔 이와 일치하는 패턴은 없다.

클래스는 클라이언트에 public 생성자 (or 생성자) 대신 정적팩터리 메서드를 제공할 수 있다.


장점


1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개변수와 생성자로는 반환 객체의 특성을 제대로 설명할 수 없지만, 정적팩터리는 이름만 잘 짓는다면 반환 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.

예시 (값이 소수인 BigInteger를 반환하는 코드)

//Bad: 생성자 사용
new BigInteger(int, int, Random);

//Good: 정적 팩터리 메서드 사용 (더 특성이 명확하다)
BigInteger.probablePrime(int, int, Random);

또한 하나의 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있다. 살짝 틀어 여러개의 생성자를 만들 수는 있지만 정확히 어떤 역할을 하는것인지 기억하기 어려워 엉뚱한 것을 호출하는 실수를 할 수 있다.

한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러개 필요할 것 같다면, 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주자.


2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

이부분으로 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 두거나 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

(ex) Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 따라서 생성 비용이 있는 객체가 자주 요청되는 상황이면 성능에 도움이 된다.

(비슷한 패턴) Flyweight pattern

또한 같은 객체를 반환하는 방식으로 인스턴스 통제 클래스 클래스로 사용할 수 있다.

인스턴스를 통제하면 singleton 혹은 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수 있다. 또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다. (equals)

이러한 인스턴스 통제는 플라이웨이트 패턴, 열거 타입의 근간이 된다.


3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

API를 만들 때 해당 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다. 이는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이다.


자바 8 이전

인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 없어 동반 클래스를 만들어 내부에 정의하였다. 덕분에

(ex) 자바 컬렉션 프레임 워크(java.util.Collections) 내의 정적 팩터리 메서드


자바 8 이후

인터페이스 내 정적 메서드 제한이 풀려 정적 멤버들을 인터페이스 자체에 둔다.

대신 대부분의 정적메서드 구현 코드는 별도 package-private 클래스에 두어야 할 수밖에 없다.

자바 8에서는 public 정적 멤버만 허용한다. 자바 9에서는 private 정적 메서드까지 허락하지만 정적 필드와 정적 멤버 클래스는 public 이어야한다.


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

반환타입의 하위타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관 없다.

클라이언트는 팩터리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴지인지 알 수도 없고 알 필요도 없다. 단순 하위 클래스기만 하면 된다.

(ex) EnumSet 클래스


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

이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(service provider framework)를 만드는 근간이 된다.

→ 제공자(provider)는 서비스의 구현체인데, 이런 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.

서비스 제공자 프레임워크는 3개 + 1개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.

  1. 서비스 인터페이스
    • 구현체의 동작을 정의
  2. 제공자 등록 API
    • 제공자가 구현체를 등록 할 때 사용
  3. 서비스 접근 API → ‘상기의 유연한 정적 팩터리’
    • 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용
  4. (종종사용) 서비스 제공자 인터페이스
    • 서비스 인터페이스의 인스턴스르 생성하는 팩터리 객체를 설명
    • 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.

(ex)

  1. JDBC
    • Connection → 서비스 인터페이스 역할
    • DriverManager.registerDriver → 제공자 등록 API 역할
    • DriverManager.getConnection → 서비스 접근 API 역할
    • Driver → 서비스 제공자 인터페이스 역할
  2. 브릿지 패턴 (Bridge pattern)
  3. 의존 객체 주입(DI) 프레임워크


단점


1. 정적 팩터리 메서드만 제공시 하위 클래스를 만들 수 없다.

상속을 하려면 public 이나 protected 생성자가 필요하기 때문이다.

다른 관점에서 생각하면 해당 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고, 불변타입으로 만들려면 해당 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점이 될 수도 있다.


2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API설명에 명확히 드러나지 않기 때문이다.

API 문서를 잘 쓰고, 또한 메서드 이름도 알려진 규약을 따라 짓는식으로 문제를 완화시켜야 한다.


정적 패터리 메서드 네이밍 컨벤션

  • from
    • 매개변수를 하나 받아 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드
    • Date d = Date.from(instant);
  • of
    • 여러 매개변수를 받아 적합 타입 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
    • 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만 같은 인스턴스임을 보장 X
    • StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
  • create 혹은 newInstance
    • instance, getInstance와 같지만 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장
    • Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
  • getType
    • getInstance와 같지만 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할때 사용.
    • ‘Type’ 부분은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.
    • FileStore fs = Files.getFileStore(path)
  • newType
    • getType과 동일하게 사용하며, newInstance와 같다.
    • BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path)
  • type
    • getType과 newType의 간결한 버전
    • List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany)


요약

정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각 쓰임새에 따라 장단점을 이해하고 사용하자.

하지만 대부분 정적 팩터리를 사용하는게 유리한 경우가 더 많다.


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