Effective Java 2장 : 객체 생성과 파괴 - Item 1. 정적 팩터리 메서드

Jiyeong·2022년 9월 6일
이펙티브자바
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Item 1 : 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다. 그 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드를 일컫는다.

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

이 메서드는 기본 타입인 boolean 값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환해준다.
클래스는 클라이언트에 public 생성자 대신 (혹은 생성자와 함께) 정적 팩터리 메서드를 제공할 수 있다.

정적 팩터레 메서드 사용 시 장단점

장점

  1. 이름을 가질 수 있다.
    동일한 시그니처의 생성자 두 개를 가질 수 없다.
    정적 팩토리 메서드를 사용해서 특징을 쉽게 표현할 수 있다.

    package me.whiteship.chapter01.item01;

import java.util.*;

public class Order {

private boolean prime;

private boolean urgent;

private Product product;

private OrderStatus orderStatus;

public static Order primeOrder(Product product) {
    Order order = new Order();
    order.prime = true;
    order.product = product;

    return order;
}

public static Order urgentOrder(Product product) {
    Order order = new Order();
    order.urgent = true;
    order.product = product;
    return order;
}

public static void main(String[] args) {

    Order order = new Order();
    if (order.orderStatus == OrderStatus.DELIVERED) {
        System.out.println("delivered");
    }
}

}

```

  1. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

    불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 두거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱해 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있음.
    매개변수 별로 각기 다른 리턴 값을 리턴함.
    예) Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않음. 플라이웨이트 패턴도 이와 비슷한 기법이다.

    플라이웨이트 패턴이란? 어떤 클래스의 인스턴스 하나로 여러 개의 ‘가상 인스턴스’를 제공하는 패턴으로 어떤 클래스의 인스턴스가 아주 많이 필요하지만 모두 똑같은 방식으로 제어해야 할 때 유용하게 쓰인다.

    이렇게 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 인스턴스 활성화를 통제하는 것을 인스턴스 통제(instance-control) 클래스라고 한다.

    왜 인스턴스를 통제하는 것인가?
    싱글턴으로 만들 수 있으며, 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수도 있다. 또, 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 하나뿐임을 보장함
    (a == b일 때만 a.equals(b)가 성립하는 것)
    열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장해준다.

    package me.whiteship.chapter01.item01;

/**
 * 이 클래스의 인스턴스는 #getInstance()를 통해 사용한다.
 * @see #getInstance()
 */
public class Settings {

  private boolean useAutoSteering;

  private boolean useABS;

  private Difficulty difficulty;

  private Settings() {}

  private static final Settings SETTINGS = new Settings();

  public static Settings getInstance() {
      return SETTINGS;
  }
}
package me.whiteship.chapter01.item01;

import java.util.EnumSet;
import java.util.Set;

public class Product {

public static void main(String[] args) {
      Settings settings1 = Settings.getInstance();
      Settings settings2 = Settings.getInstance();

      System.out.println(settings1);
      System.out.println(settings2);

      Boolean.valueOf(false);
      EnumSet.allOf(Difficulty.class);
  }
}
```

  1. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있다.
    이는 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
    API를 만들 때 이를 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 구현 할 수 있음.
    인터페이스 기반 프레임워크, 인터페이스에 정적 메소드

    인터페이스 타입을 사용할 수 있다. 하위 클래스를 리턴할 수 있다.

    package me.whiteship.chapter01.item01;

public interface HelloService {

  String hello();

  static String hi() {
      prepareMessage();
      return "hi";
  }

  static private void prepareMessage() {
  }

  static String hi1() {
      prepareMessage();
      return "hi";
  }

  static String hi2() {
      prepareMessage();
      return "hi";
  }

  default String bye() {
      return "bye";
  }
}
    package me.whiteship.chapter01.item01;

import me.whiteship.hello.ChineseHelloService;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.util.Optional;
import java.util.ServiceLoader;

public class HelloServiceFactory {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    ServiceLoader<HelloService> loader = ServiceLoader.load(HelloService.class);
    Optional<HelloService> helloServiceOptional = loader.findFirst();
    helloServiceOptional.ifPresent(h -> {
        System.out.println(h.hello());
    });

    HelloService helloService = new ChineseHelloService();
    System.out.println(helloService.hello());

//        Class<?> aClass = Class.forName("me.whiteship.hello.ChineseHelloService");
//        Constructor<?> constructor = aClass.getConstructor();
//        HelloService helloService = (HelloService) constructor.newInstance();
//        System.out.println(helloService.hello());
    }

}

  2. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.
    반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관 없다. EnumSet.

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

    서비스 제공 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.
    1) 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스(service interface)
    2) 제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API(provider registration API)
    3) 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API(service access API)
    4) 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface) : 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명해 줌.
    유연한 정적 팩터리 : 클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있으며, 조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다.

단점

  1. 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
  2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

정적 팩토리 메서드 명명 방식

  • from : 매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스ㅓㄴ스를 반환하는 형변환 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 of이 더 자세한 버전
BigInteger prime : BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
  • instance 혹은 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지 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 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입.
FileStore fs = Files.getFileStore(path);
  • newType : newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입.
BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
  • type : getType과 newType의 간결한 버전
List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

핵심 정리

정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.
그래도 정적 팩토리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 쓰지는 말자.

  • 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다
  • 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 플라이웨이트 패턴을 사용할 수 있다
  • 자바 8부터는 인터페이스가 정적 메서드를 가질 수 없다는 제한이 풀렸기 때문에 인스턴스화 불가 동반 클래스를 둘 이유가 별로 없다.
  • 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.
  • 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.
  • 브리지 패턴
  • 의존 객체 주입 프레임워크

1. 열거 타입 Enumeration

  • 상수 목록을 담을 수 있는 데이터 타입.
  • 특정한 변수가 가질 수 있는 값을 제한할 수 있다.
    타입-세이프티(Type-Safety)를 보장할 수 있다.
  • 싱글톤 패턴을 구현할 때 사용하기도 한다.
package me.whiteship.chapter01.item01;

public enum OrderStatus {

    PREPARING(0), SHIPPED(1), DELIVERING(2), DELIVERED(3);

    private int number;

    OrderStatus(int number) {
        this.number = number;
    }
}

Q1. 특정 enum 타입을 가질 수 있는 모든 값을 순회하여 출력하기
Q2. enum은 자바의 클래스처럼 생성자, 메소드, 필드를 가질 수 있는가?

OrderStatus.values() //가져오는 방법!

Arrays.stream(OrderStatus.values()).forEach(System.out::println);

Q3. enum의 값은 == 연사자로 동일성을 비교할 수 있는가?

Order order = new Order();
if(Order.orderStatus == OrderStatus.DELIVERED){
	System.out.println("delivered");
}

과제) enum을 key로 사용하는 Map을 정의하시오. 혹은 enum을 담고 있는 Set을 만드시오.

팁 - EnumMap / EnumSet을 사용하기

플라이웨이트 패턴

  • 객체를 가볍게 만들어 메모리 사용을 줄이는 패턴
  • 자주 변하는 속성(또는 외적인 속성, extrinsit)과 변하지 않는 속성(또는 내적인 속성, intrinsit)을 분리하고 재사용하여 메모리 사용을 줄일 수 있다.

인터페이스에 정적 메소드

자바 8과 9에서 주요 인터페이스의 변화

  • 기본 메소드와 정적 메소드를 가질 수 있다.
  • 기본 메소드
    - 인터페이스에서 메소드 선언 뿐 아니라, 기본적인 구현체까지 제공할 수 있다.
    • 기존의 인터페이스를 구현하는 클래스에 새로운 기능을 추가할 수 있다.
  • 정적 메소드
    - 자바 9부터 private static 메소드도 가질 수 있다.
    • 단, private 필드는 아직도 선언할 수 없다.

서비스 제공자 프레임워크

확장 가능한 애플리케이션을 만드는 방법

  • 주요 구성 요소
    - 서비스 제공자 인터페이스(SPI)와 서비스 제공자(서비스 구현체)
    • 서비스 제공자 등록 API(서비스 인터페이스의 구현체를 등록하는 방법)
    • 서비스 접근 API(서비스의 클라이언트가 서비스 인터페이스의 인스턴스를 가져올 때 사용하는 API)
  • 다양한 변형
    - 브릿지 패턴
    • 의존 객체 주입 프레임워크
package me.whiteship.chapter01.item01;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        HelloService helloService = applicationContext.getBean(HelloService.class);
        System.out.println(helloService.hello());
    }
}

리플렉션

  • 클래스로더를 통해 읽어온 클래스 정보(거울에 반사된 정보)를 사용하는 기술

  • 리플렉션을 사용해 클래스를 읽어오거나, 인스턴스를 만들거나, 메소드를 실행하거나, 필드의 값을 가져오거나 변경하는 것이 가능하다.

  • 언제 사용하는가?
    - 특정 애노테이션이 붙어있는 필드 또는 메소드 읽어오기(JUnit, Spring)

    ```
package me.whiteship.chapter01.item01;

import me.whiteship.hello.ChineseHelloService;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class AppConfig {

  @Bean
  public HelloService helloService() {
      return new ChineseHelloService();
  }
}
```
- 특정 이름 패턴에 해당하는 메소드 목록을 가져와 호출(getter, setter)

    출처 : 이펙티브 자바, 백기선님 이펙티브 자바 강의

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