정적 팩터리 메서드란?

클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 전통적 수단은 public 생성자이다. 클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드를 제공할 수 있다.

이는 클래스의 인스턴스를 생성하고 반환하는 역할을 하는 정적 메서드를 의미하며 일반적인 new 키워드를 사용한 생성자 호출을 대체할 수 있다.

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

다음 코드는 boolean 기본 타입의 박싱 클래스인 Boolean에서 발췌한 예로 기본 타입 boolean 값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환해 준다.

장점

첫 번째, 이름을 가질 수 있다

생성자와 생성자에 필요한 매개 변수만으로는 변환될 객체의 특성을 설명할 수 없다. 반면 정적 팩터리 메서드는 이름만 잘 지으면 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.

두 번째, 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다

이 특성 덕에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱해 재활용할 수 있다. 대표적으로 Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 그래서 같은 객체가 여러 번 요청되는 상황이라면 성능을 상당히 끌어올릴 수 있다.

반복 요청에 같은 객체를 반환하는 방식으로 정적 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지 통제할 수 있다. 이를 인스턴스 통제 클래스라고 한다. 이렇게 인스턴스를 통제하면 어떤 장점이 있을까?

싱글턴, 인스턴스화 불가로 만들 수 있으며, 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나임을 보장할 수 있다.

class AnimalFactory {
    private static final Dog sharedDogInstance = new Dog();
    private static final Cat sharedCatInstance = new Cat();

    // Static factory method
    public static Animal createAnimal(String type) {
        switch (type.toLowerCase()) {
            case "dog":
                return sharedDogInstance; // Reusing the same Dog instance
            case "cat":
                return sharedCatInstance; // Reusing the same Cat instance
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unknown animal type: " + type);
        }
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal dog1 = AnimalFactory.createAnimal("dog");
        Animal dog2 = AnimalFactory.createAnimal("dog");

        System.out.println("Dog1 and Dog2 are the same instance: " + (dog1 == dog2));

        Animal cat1 = AnimalFactory.createAnimal("cat");
        Animal cat2 = AnimalFactory.createAnimal("cat");

        System.out.println("Cat1 and Cat2 are the same instance: " + (cat1 == cat2));
    }
}

세 번째, 반환 타입의 하위 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다

이를 통해 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 엄청난 유연성을 제공한다.

class AnimalFactory {
    public static Animal createAnimal(String type) {
        switch (type.toLowerCase()) {
            case "dog":
                return new Dog();
            case "cat":
                return new Cat();
            default:
                throw new IllegalArgumentException("Unknown animal type: " + type);
        }
    }
}

Animal의 하위 타입 객체를 선택해 반환하는 예시 코드이다.

네 번째, 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.

예를 들어 Animal 클래스와 AnimalDto가 있을 때 Animal의 속성을 파라미터로 사용해 AnimalDto를 생성하면 데이터 은닉에서 멀어지기 마련이다. 하지만 정적 팩터리 메서드를 사용해 AnimalDto를 생성하면 캡슐화를 지킬 수 있다.

public static AnimalDto fromAnimal(Animal animal) {
        String displayName = animal.getName() + " (Age: " + animal.getAge() + ")";
        return new AnimalDto(displayName);
    }

AnimalDto 생성하는 정적 팩터리 메서드이다. 파라미터로 받은 Animal 객체의 속성 값을 사용한 생성 로직이 메서드 내부에 구현되어 있기 때문에 캡슐화를 지킬 수 있다.

단점

첫 번째, 상속을 하려면 public, protected 생성자가 필요하기 때문에 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.

말 그대로이다. 정적 팩터리 메서드를 만들기 위해 생성자의 접근 제어를 private으로 제한하면 하위 클래스를 생성할 수 없다

두 번째, 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API 문서에 드러나지 않기 때문에 사용자가 알아서 인스턴스화 방법을 찾아 사용해야 한다.

정적 팩터리 메서드에 자주 사용되는 네이밍

from

매개변수를 하나 받아 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드이다

of

여러 매개 변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드이다.

valueOf

from, of의 더 자세한 버전이다. 예를 들어 BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE)가 있다

instance 또는 getInstance

매개변수를 받는 경우 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다

create 또는 newInsatnce

매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.

getType

getInstance와 같지만, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. Type은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.

newType

newInstance와 같지만, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. Type은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.

type

getType과 newType의 간결한 버전이다.

정리

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

그래도 정적 팩터리 메서드를 사용하는게 유리한 경우가 많기 때문에 무조건적으로 public 생성자를 제공하는 습관은 버리도록 하자