정적 팩토리 메서드

채상엽·2022년 5월 10일

Java

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title: "Static Factory Method"
date: 2021-08-24T14:25:52-05:00
author: sangyeop
categories: Android

정적 팩토리 메소드

장점

이름을 가질 수 있다.

다음 예시는 게임 캐릭터 생성을 담당하는 클래스의 코드이다.

class Character {
    int strength, intelligence, agility;
    
    public Character(int strength, int intelligence, agility){
        this.strength = strength;			// 힘
        this.intelligence = intelligence;	// 지능
        this.agility = agility;				// 민첩성
    }
    
    // 정적 팩토리 메소드
    public static Character newWarrior(){
        return new Character(20,5,5);		// 전사는 힘이 높다.
    }
    
    public static Character newThief(){
        return new Character(5,5,20);		// 도적은 민첩성이 높다.
    }
}

만약 위와 같은 클래스를 생성자를 사용하여 전사나 도적을 생성한다면 다음과 같다.
```
Character warrior = new Character(20,5,5);
Character thief = new Character(5,5,20);
```
한 눈에 봤을때 변수명이 없었다면 어떤 캐릭터를 생성하는지 알아보기가 어렵다.

 - 만약 정적 팩토리 메소드를 사용한다면 다음과 같다

   ```java
   Character warrior = Character.newWarrior();
   Character thief = Character.newThief();
   ```

   한 눈에 봤을때 변수명이 없더라도 어떤 캐릭터를 생성하는지 메소드 명만으로도 알아보기 쉬워진다.

   따라서 이름을 가질 수 있는 정적 팩토리 메소드에는 의미를 이해하지 못하는 경우 등의 제약이 없기 때문에, 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를 정적 팩토리 메소드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주자.

호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

하지만 위와 같이 전사와 도적을 만드는 코드는 정적 팩토리 메소드를 호출할 때마다 new Character(...) 를 호출하게 된다. 그러나 immutable(불변) 객체를 조회(캐시)하여 쓰고 있다면 굳이 일일이 비싼 new 같은 비싼 연산을 사용할 필요가 없다.

다음 예시를 보자

private static final BigInteger ZERO = new BigInteger(new int[0], 0);

private final static int MAX_CONSTANT = 16;
private static BigInteger posConst[] = new BigInteger[MAX_CONSTANT+1];
private static BigInteger negConst[] = new BigInteger[MAX_CONSTANT+1];

static {
    // posConst에 1~16까지의 BigInteger 값을 담는다.
    // negConst에 -1~-16까지의 BigInteger 값을 담는다.
}

public static BigInteger valueOf(long val){
        if (val == 0)
            return ZERO;
        if (val > 0 && val <= MAX_CONSTANT)
            return posConst[(int)val];
    	else if (val < 0 && val >= -MAX_CONSTANT)
            return negConst[(int)-val];
    
    	return new BigInteger(val);
    }

다음과 같이 정적 팩토리 메소드를 선언 해주면 val==0 일 경우에 이미 생성되어 있는 ZERO 객체를 반환하므로, 일일이 객체를 생성하는 일을 피할 수 있다.

반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

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

다음은 어느 가상의 인터넷 쇼핑몰에서 할인 코드를 처리하는 정적 팩토리 메소드이다.

class OrderUtil{
    public static Discount createDiscountItem(String discountCode) throws Exception{
        if (!isValidCode(discountCode)){
            throw new Exception("잘못된 할인 코드");
        }
        // 쿠폰 코드인가? 포인트 코드인가?
        if(isUsableCoupon(discountCode)){
            return new Coupon(1000);
        }else if(isUsablePoint(discountCode)){
            return new Point(500);
        }
    }
}

class Coupon extends Discount{}
class Point extends Discount{}

할인 코드의 규칙에 따라 Coupon과 Point 객체를 선택적으로 리턴하고 있다.

이를 위해서는 두 하위 클래스가 같은 인터페이스를 구현하거나, 같은 부모 클래스를 갖도록 하면 된다.

만약 파일을 분리하기 애매한 작은 클래스가 있다면 private class를 활용할 수도 있다.

다음은 java.util.Collections에서 EMPTY_MAP 부분만 발췌한 것이다.

@SuppressWarnings("rawtypes")
public static final Map EMPTY_MAP = new EmptyMap<>();

/**
 * Returns an empty map (immutable).  This map is serializable.
 */
@SuppressWarnings("unchecked")
public static final <K,V> Map<K,V> emptyMap() {
    return (Map<K,V>) EMPTY_MAP;
}

private static class EmptyMap<K,V> extends AbstractMap<K,V> implements Serializable {
    /* 생략 */
}

EmptyMap 클래스는 java.util.Collections 내에 private static으로 선언되었으며, emptyMap이라는 정적 팩토리 메서드를 통해 캐스팅된 인스턴스를 얻을 수 있다.

입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다

3번과 비슷한 의미를 갖는다. 예를 들면 같은 이름의 메서드지만 매개변수의 개수에 따라 리턴받는 클래스를 아무런 하위타입 클래스로 리턴 받을 수 있다는 것을 의미한다.

public abstract class StaticFactoryMethodType{
    public abstract void getName();
    
    static public StaticFactoryMethodType getNewInstance(String one){
        return new OneClass();
    }
    static public StaticFactoryMethodType getNewInstance(String one, String two) {
        return new TwoClass();
    }
}

class OneClass extends StaticFactoryMethodType{
    public void getName(){
        System.out.println("쿠폰을 발행합니다.");
    }
}

class TwoClass extends StaticFactoryMethodType{
    public void getName(){
        System.out.println("포인트 1000점을 적립합니다.");
    }
}

이 코드를 사용해보면

public static void main(String args[]){
    StaticFactoryMethodType isOneObj = StaticFactoryMethodType.getNewInstance("one");
    StaticFactoryMethodType isTwoObj = StaticFactoryMethodType.getNewInstance("one","two");
    isOneObj.getName();
    isTwoObj.getName();
}

결과는

// 출력
쿠폰을 발행합니다.
포인트 1000점을 적립합니다.

정적 팩토리 메소드를 작성하는 시점에서 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다

3,4과 같은 개념의 장점이다. 어떤 인스턴스를 만들어야할 지 모를 때 정적 팩토리 메소드를 사용하면 좀 더 유연하게 인스턴스를 생성할 수 있다. 예를 들면 JDBC에서 getConnection()을 할 때 어떤 DB를 쓰느냐에 따라서 드라이버가 달라지고 인스턴스가 달라지는데 이때 이 인스턴스를 유연하게 생성할 수 있다.

하지만 항상 정적 팩토리 메소드가 장점만 있는 것은 아니다.

단점
1. public이나 protected 생성자 없이 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.
1. public이나 protected 생성자 없이 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다
  
  : 당연하게도 생성자가 존재하지 않으면 클래스를 상속받을 수 없다. 따라서 정적 팩토리 메서드만 존재하는 클래스는 하위 클래스를 구현할 수 없습니다. 이러한 제약사항은 단점이기도 하지만 상속이 아닌 컴포지션을 강제해 클래스간 결합도를 낮추기 떄문에 장점으로 받아들일 수도 있다.
2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.
  
  : 자바 Docs를 보면 생성자는 따로 정의하여 설명하지만 정적 팩토리 메서드는 설명이 명확하게 들어나지 않아 개발자가 인스턴스화하는 방법을 알아야한다. 따라서 API 문서를 잘 써놓거나 이미 알려진 정적 팩토리 메서드 규약을 따라 짓는 방법으로 이러한 문제를 완화시켜줘야한다..
핵심 : 정적 팩터리 메서드는 항상 장점만 있는 것이 아니기 때문에 public 생성자와 정적 팩터리 메서드의 쓰임새와 장단점을 잘 이해하고 사용하는 것이 좋다.

참고자료 :

Effective Java

https://velog.io/@sunwook317/Item1-%EC%83%9D%E%84%B1%EC%9E%90-%EB%8C%80%EC%8B%A0-%EC%A0%95%EC%A0%81-%ED%8C%A9%ED%84%B0%EB%A6%AC-%EB%A9%94%EC%84%9C%EB%93%9C%EB%A5%BC-%EA%B3%A0%EB%A0%A4%ED%95%98%EB%9D%BC*

https://johngrib.github.io/wiki/static-factory-method-pattern/

채상엽

프로게이머 연습생 출신 주니어 서버 개발자 채상엽입니다.

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