[Effective Java] 아이템 1 - 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

 

클래스의 인스턴스를 얻는(생성하는) 전통적인 수단은 public 생성자이다.

그러나 클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다.

정적 팩터리 메서드는 객체 생성의 역할을 담당하는 클래스의 메서드이며, 다음은 boolean의 기본 타입인 Boolean에서 발췌한 간단한 예시이다.

 

 

정적 팩터리 메서드를 사용하는 방식은 당연히도 장점과 단점이 모두 존재한다.

먼저 장점에 대해서 알아보도록 하자.

 

 

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정적 팩터리 메서드의 장점

 

 

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에게 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다.

그에 비해 정적 팩터리 메서드는, 메서드이므로 이름을 가질 수 있으며, 이름만 잘 지은다면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.

 

다음 코드를 통해 예를 들어보자.

BigInteger(int, int Random)

BigInteger.probablePrime

이들 중 어느 쪽이 "값이 소수인 BigInteger를 반환한다"는 의미를 더 잘 설명할 것 같은가?

당연하게도 probablePrime(소수의 유력한 후보자..? 정도로 해석)일 것이다.

 

하나의 시그니처(메서드 이름과 매개변수 리스트의 조합)로는 생성자를 하나만 만들 수 있다.(당연하다...)

입력 매개변수들의 순서를 다르게 한 생성자를 새로 추가하는 식으로 이 제한을 피해볼 생각을 할 수도 있지만, 이는 좋지 않은 발상이다.

만약 그런 API를 사용하는 개발자는 각 생성자가 어떠한 역할을 하는지 정확히 기억하기 어렵게 만들어 실수할 가능성을 높게 만든다.

 

이름을 가질 수 있는 정적 팩터리 메서드에는 이러한 제약이 없다.

한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 들어내는 이름을 지어주자.

 

다음과 같이 말이다.

public static Member makeYoungPerson(String name, int age){
	//code
};

public static 타입 makeOldPerson(String name, int age){
	//code
};

(사실 예시를 어떻게 만들어야 할 지 모르겠어서... 작명은 보지 말아줬으면 한다..)

 

 

 

 

 

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

이 덕분에 불변 클래스(immutable class)[대표적 예시 : String, Boolean 등 재할당은 가능하나 변경이 불가능한 클래스]는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

valueOf 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 이미 만들어둔 객체를 반환할 뿐이다.

 

따라서 (특히 생성 비용이 큰) 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 상당히 끌어올려준다.

디자인 패턴의 플라이웨이트 패턴(Flyweight pattern)도 이와 비슷한 기법이라 할 수 있다.

 

반복되는 요청에 대해서 같은 객체를 반환하는 식으로 정잭 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 통제할 수 있다. 이런 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라 한다.

인스턴스를 통제한다면 클래스를 싱글턴(singleton)으로 만들 수도 있고, 인스턴스화 불가(noninstantiable) 클래스로 만들수도 있다.

또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.(a == b일 때만 a.equals(b)가 성립)

인스턴스 통제는 플라이웨이트 패턴의 근간이 되며, 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다. 

 

 

 

 

 

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

이 능력은 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 '엄청난 유연성'을 선물한다.

이는 인터페이스를 정적 팩터리 메서드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.

 

간단한 예는 다음과 같다.

public interface Shape{
	public static Shape getShape(){
    	//return new Circle(); 
        //or
        //return new Triangle();
    }
}

public class Circle implements Shpae{}
public class Triangle implements Shpae{}

 

 

 

 

 

 

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

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하던 상관없다. 3번과 이어지는 내용이다.

심지어 다음 릴리스에서는 또 다른 클래스의 객체를 반환해도 된다.

예시로 EnumSet은 원소의 수에 따라 두 가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스를 반환한다.

64개 이하이면 RegularEnumSet, 초과라면 JumboEnumSet을 반환한다.

 

 

 

 

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

이러한 유연함은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.

 

서비스 제공자 프레임워크란?

다양한 서비스 제공자들이 하나의 서비스를 구성하는 시스템으로, 클라이언트가 실제 구현된 서비스를 이용할 수 있다고 하는데, 대표적인 서비스 제공자 프레임워크는 JDBC가 있다.

JDBC는 MYSQL, Oracle 등의 서비스 제공자들이 JDBC라는 하나의 서비스를 구성한다.

 

 

서비스 제공자 프레임워크의 제공자(provider)는 서비스의 구현체이다. 그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.

 

서비스 제공자 프레엠워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다. 

• 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스 - (JDBC의 경우, Connection)
• 제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API - ( JDBC의 경우, DriverManager.registerDriver())
• 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API  - (JDBC의 경우, DriverManager.getConnection())

클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있다.

조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다.

이 서비스 접근 API가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 '유연한 정적 팩터리'의 실체이다.

 

위 3개의 핵심 컴포넌트와 더불어 종종 서비스 제공자 인터페이스라는 네 번째 컴포넌트가 쓰이기도 한다. (JDBC의 경우 Driver)

이 컴포넌트는 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명해준다. 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스토 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.

서비스 제공자 프레임워크 패턴의 여러 변형으로, 브릿지 패턴(Bridge pattern), 의존성 주입 프레임워크등이 있다.

 

 

 

 

 

 

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정적 팩터리 메서드의 단점

 

 

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

그러나 어찌 보면 이러한 제약은 상속 대신 컴포지션(합성)을 사용하도록 유도하며, 클래스를 불변 타입으로 만들기 위해 꼭 필요한 제약이므로 어찌보면 장점일 수도 있다.

 

 

 

 

 

2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.

그래도 정적 팩터리 메서드 이름의 널리 알려진 규약을 따라 이름을 짓는 식으로 문제를 완화시켜줄 수 있다.

다음은 정적 팩터리 메서드에 흔히 사용되는 명명 방식들이다.

 

방식	설명	예시
from	매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드	Date d = Date.from(instance);
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_VAULE);
instance 혹은 getInstance	(매개변수를 받는다면)매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.	StackWolker luke = StackWolker.getInstance(options);
create 혹은 newInstance	instace 혹은 getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다	Object newArray = Array.newInstance(classObject, t, arrayLen);
getType	getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스를 생성하는 팩터리 메서드를 정의할 때 사용한다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.	FileStore fs =  Files.getFileStore(path);
newType	newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스를 생성하는 팩터리 메서드를 정의할 때 사용한다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다	BufferedReader br =  Files.newBufferedReader(path);
type	getType과 newType의 간결한 버전이다	List<Complaint> litany =  Collections.list(legacyLitany)

 

 

 

 

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핵심

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

그래도 정적 팩터리 메서드를 사용하는 것이 유리한 경우가 더 많으므로 무지성으로 public 생성자를 때려박는 습관이 있다면 고치도록 하자!

 

 

 

 

 

 

 

 

📔 Reference

https://limkydev.tistory.com/68

[Java] Immutable Class (불변 클래스)

https://lee1535.tistory.com/106

[디자인패턴/Design Pattern] Flyweight Pattern / 플라이웨이트 패턴

https://github.com/2021BookChallenge/Effective-Java/issues/1

[아이템 1] 서비스 제공자 프레임워크 · Issue #1 · 2021BookChallenge/Effective-Java

https://ssoco.tistory.com/61

[Effective Java] 아이템1. 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

https://github.com/2021BookChallenge/Effective-Java/blob/main/02%EC%9E%A5/item01.md

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