[Effective java] item 1. 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다. 디자인 패턴의 팩터리 메서드와는 다르다.

장점

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개변수와 생성자만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다.
하지만 정적 팩터리 메서드는 반한될 객체의 특성을 메소드명을 통해 드러낼 수 있다.

• Exmaple - 생성자

public Cars(List<String> names) {
    validateNonDuplicatedNames(names);
    for (String name : names) {
        cars.add(new Car(name));
    }
}
private void validateNonDuplicatedNames(final List<String> names) {
    if (new HashSet<>(names).size() != names.size()) {
        throw new IllegalArgumentException("중복된 자동차 이름입니다.");
     }
}

• Example -정적 팩터리 메서드

    public static Cars makeFromCarNames(final List<Name> carNames) {
        List<Car> cars = carNames.stream()
                .map(Car::new)
                .collect(Collectors.toList());
        return new Cars(cars);
    }

자동차의 이름들로 자동차 객체를 생성하는 행동을 더 명확히 드러낸다.

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

이 덕분에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여
재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

• Example - Boolean.valueOf()는 객체를 아예 생성하지 않는다.

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

만약 생성 비용이 큰 같은 객체가 자주 요청되는 상황일 때 정적 팩터리 메서드를 이용하면
성능 향상을 기대할 수 있다.

또한 언제 어느 인스턴스를 살아있게 할지를 철저히 통제할 수 있다. (인스턴스 통제 클래스)
🤔 인스턴스를 통제하는 이유?

• Singleton 패턴으로 만들수 있다.
• 인스턴스화 불가로 만들 수 있다.
• 불변 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.
  (a == b일 때만 a.equals(b)가 성립)

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게하는 엄청난 유연성을 제공한다.
이는 반환하는 타입을 인터페이스 타입으로 할 경우, 해당 인터페이스를 구현하는
다른 타입의 객체들을 반환할 수 있음을 말한다. (상속)
특히 API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를
반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.
이는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.

특히 자바 컬렉션 프레임워크는 핵심 인터페이스들에 수정 불가, 동기화 등의 기능을
덧붙인 총 45개의 유틸리티 구현체를 제공하는데,
이 구현체 대부분을 단 하나의 인스턴스화 불가 클래스인 java.util.Collectoins에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻도록 했다.
Collection을 상속받는 모든 타입의 인스턴스가 리턴될 수 있는 것이다.

정적 팩터리를 사용하는 클라이언트는 얻은 객체를 인터페이스만으로 다루게 된다.

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

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.

• Example - EnumSet의 noneOf()

public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) {
    Enum<?>[] universe = getUniverse(elementType);
    if (universe == null)
        throw new ClassCastException(elementType + " not an enum");

    if (universe.length <= 64)
        return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
    else
        return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
}

예시로 EnumSet 클래스는 publi 생성자 없이 오직 정적 팩터리 메서드만 제공한다.
만약 원소가 64개 이하이면 원소들은 long 변수 하나로 관리하는
RegularEnumSet의 인스턴스를,
65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JunboEnumSet의 인스턴스를 반환한다.
클라이언트는 이 두 클래스의 존재를 몰라도 된다.

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

이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.
대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC가 있는데,
서비스 제공자 프레임워크에서의 제공자는 서비스의 구현체이다.
그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 통제하여,
클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.

➕ 서비스 제공자 프레임워크의 3개 핵심 컴포넌트

• 서비스 인터페이스 : 구현체의 동작을 정의한다.
• 제공자 등록 API : 제공자가 구현체를 등록할 때 사용한다.
• 서비스 접근 API : 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용한다.

클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있다.
이 서비스 접근 API가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이 되는 정적 팩터리 메서드다.

이와 더불어 '서비스 제공자 인터페이스'라는 4 번째 컴포넌트가 쓰이기도 한다.
이 컴포넌트는 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명해준다.

JDBC에서는 Connection이 서비스 인터페이스 역할, DriverManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할,
DriverManager.getConnection이 서비스 접근 API 역할,
Driver가 서비스 제공자 인터페이스 역할을 수행한다.

단점

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

예시로 Collection 프레임뤄크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다.

하지만 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고, 불변 타입으로 만들도록
유도하므로 오히려 장점이 될 수도 있다.

2. 프로그래머가 찾기 어렵다.

사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.
때문에 정적 팩터리 메서드의 이름 규칙을 정해놓는다.

명명 규칙

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