[이펙티브 자바] 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라.

Contents

- 정적 팩토리 메서드란?

- 정적 팩토리 메서드 사용 장점

- 정적 팩토리 메서드 사용 단점

 

 

정적 팩토리 메서드란?

우리가 클래스의 인스턴스를 얻는 방법은 기본적으로 public 생성자다.

예를 들어 아래와 같은 기본적인 생성자로 우리는 인스턴스를 생성할 수 있다.

Board board = new Board();

하지만, 클래스는 생성자와는 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다.

해당 메서는 그 클래스의 인스턴스를 반환한다.

아래 예시를 보자.

boolean 기본 타입의 박싱 클래스인 Boolean에서 발췌한 코드로,

기본 타입인 boolean값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환해준다.

public static Boolean valueOf(boolean b){
	return b? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;
}

이런 방식을 사용했을 때, 장점과 단점을 알아보자.

 

 

 

정적 팩토리 메서드 사용 장점

먼저, 정적 팩터리 메소드가 생성자 보다 좋은 장점 다섯가지를 알아보자.

 

 

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개 변수 값과 생성자 자체만으로는 반환될 객체가 어떤 녀석인지 특성을 잘 표현하지 못한다.

반면 정적 팩토리 메서드는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 파악할 수 있다.

예를 들어

생성자 BigInteger(int,int,Random) 

팩토리메서드 BigInteger.probablePrime()

둘 중 어떤 객체가 반환될 것인지 가시성이 더 좋은 것은 아래 팩토리 메서드임을 확인 할 수 있다.

만약 한 클래스에 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어 주도록 하자.

 

 

 

2. 호출될 때 마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

이 덕분에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용 하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다. 특히 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면, 상당히 성능을 개선할 수 있다.

반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정척 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지 철저히 통제할 수 있다. 이를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스 라고 한다.

 그렇다면, 인스턴스를 통제하는 이유는 무엇일까?

인스턴스를 통제하면 클래스를 싱글턴으로 만들수도 인스턴스화 불가로 만들 수도 있다. 또한 불변 값 클래스 에서 같은 인스턴스가 단 하나 뿐임을 보장할 수 있다. ( a == b 일 때만 a.equals(b)가 성립)

 

 

 

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반활할 수 있는 능력이 있다.

API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어서 API를 작게 유지할 수 있다. 이는 정적 팩터리 메서드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임 워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다. JAVA 8 전에는 인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 없었지만, 8부터는 인터페이스에 정적 메서드를 사용할 수 있다. 하지만 여전히 정적메서드를 구현하기 위한 코드 주요 부분을 package-private 클래스에 두어야 할 수 있다.

JAVA 8에서도 인터페이스에는 public 정적 멤버만 허용하기 때문이다.

 

 

 

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

 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 제한이 없다.

예를 들어 EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공한다. OpenJDK에서는 원소의 수에 따라 두가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스를 반환한다. 원소가 64개 이하면 원소들을 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet의 인스턴스를 65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet의 인스턴스를 반환한다.

클라이언트는 이 두 클래스의 존재를 모르지만, 사용하는 데 전혀 문제가 없다. 클라이언트는 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없다. 그저 EnumSet의 하위 클래스이기만 하면 된다.

 

 

 

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

이런 유연함은 프레임워크를 만드는 근간이 된다. 대표적으로 JDBC ( Java Database Connectivity)가 있다.

서비스 제공자 프레임 워크에서 제공자는 서비스의 구현체다. 그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.

서비스 제공자 프레임 워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어진다.

• 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스 --> JDBC에서 Connection
• 제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API --> JDBC에서 DriverManager.registerDriver
• 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API --> DriverManager.getConnection

이렇게 구성되어 있는 대표적인 패턴이 브릿지 패턴과, 우리가 많이 알고 있는 스프링의 의존 객체 주입 등이 있다.

 

 

 

그럼 정적 팩토리 메소드 패턴을 사용했을 때, 단점은 무엇일까?

 

정적 팩토리 메서드 사용 단점

1. 상속을 통해 메서드를 확장하여 사용 할 수 없다.

상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요해서, 정적 팩터리 메서드만 제공하게 되면 하위 클래스를 만들 수 없다. 어찌보면 이 제약은 상속보다 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들일 수도 있다.

 

2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자 처럼 API설명에 명확히 드러나지 않아 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식의 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야한다. 몇 가지 인스턴스를 얻는 예시들을 살펴보자.

 

// from : 매개 변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드
Date date = 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 : 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임은 보장하지 않는다.
StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);


// create 혹은 newInstance : 위와 같지만 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환한다.
Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);


// getType : getInstance와 같으나 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다.
FileStore fs = Files.getFileStore(path);


// newType : newInstance와 같으나 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다.
BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);


// type : getType과 newType의 간결한 버전
List<Compaint> litany = Collection.list(legacyLitany);

 

 

핵심정리
정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하자.
그렇다고 하더라도 정적 팩터리 메서드를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하는 습관이 있다면 고쳐보도록 하자.

 

 

참고 : 이펙티브 자바 Effective Java 3/E