Effective Java - 객체 생성과 파괴(1) : 생성자대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라

생성자대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라

클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 수단은 public 생성자다. 하지만, 그 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드를 통해서 이를 가능하게 할 수 있다.

정적 팩터리 메서드의 장점

이름을 가질 수 있다

　생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다. 하지만, 정적 팩터리는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다. 예를 들어, 생성자 BigInteger(int, int, Random)와 정적 팩터리 메서드 BigInteger.probablePrime 중 '값이 소수인 BigInteger를 반환한다'는 의미를 더 잘 설명할 수 있는 건 후자다.

　또, 입력 매개변수들의 순서를 다르게 한 생성자를 여러개 만들어 하나의 클래스(시그니처)에 생성자를 여러 개 만들어 하나만 두어야한다는 룰을 꺨 수도 있지만 각 생성자가 어떤 역할을 하는지 정확히 기억하기 어려워 엉뚱한 것을 호출 할 수도 있다. 정적 메서드는 이름을 지정할 수 있기 때문에 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러개 필요할 것 같으면 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 차이를 잘 드러내도록 이름을 지어주면 된다.

호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다

　정적 팩토리 메서드를 이용하면 불변 클래스(멤버변수가 final, setter 메서드가 없는 클래스)는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다. 예를 들어, Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 그래서 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 끌어올릴 수 있다. (특히 생성 비용이 큰)

[참고][플라이웨이트 패턴]("https://ko.wikipedia.org/wiki/%ED%94%8C%EB%9D%BC%EC%9D%B4%EC%9B%A8%EC%9D%B4%ED%8A%B8_%ED%8C%A8%ED%84%B4")

　또, 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 언제 어느 인스턴스를 살아있게 할지 통제할 수 있다. 이런 클래스를 통제 클래스라고 한다.

인스턴스를 통제하는 이유는 클래스를 싱글턴으로 만들 수도 있고, 인스턴스화 불가로 만들 수도 있다. 또한,불변값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다. (a==b일 때만 a.equals(b)가 성립. )

반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다

　API를 생성 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다. 이는 인터페이스를 정적 팩터리 메서드의 변환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도하다.

• Basic, Intermediate, Advanced 클래스가 Level이라는 상위 타입을 상속받고 있는 구조라고 가정할 때, 시험 점수에 따라 결정되는 하위 등급 타입을 반환하는 정적 팩토리 메서드를 만들면

  • public class Level{
    	public static Level of(int score) {
    		if(score < 50) {
    			return new Basic();
    		}else if(socre <70) {
    			return new Intermediate();
            }..
    	}
    }

  • 다음과 같이 하위 객체를 반환하여 사용할 수 있다.

  이건 여담인데 자바8 이전에는 인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 없어 만약 이름이 "Type"인 인터페이스를 반환하는 정적 메서드가 필요하면 "Types"(인스턴스화불가)라는 동반클래스를 만들어 그 안에 정의할 수 있었다.

  //인터페이스와 동반 클래스의 예
  Collection<String> empty = Collections.emptyList();

  하지만, 이제는 인터페이스에 바로 정적 메서드를 추가할 수 있기 때문에 동반 클래스를 따로 정의하지 않아도 된다.

  Stream<String> chosunKings = Stream.of("태조", "정종", "태종", "세종", "문종", "단종", "세조", ...);
  Stream<String> southKoreaKings = Stream.empty();

  컬렉션 프레임워크는 이 45개의 클래스를 공개하지 않기때문에 API를 훨씬 작게 만들 수 있었다.

정적 팩터리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다

　JDBC가 바로 적절한 예라고 할 수 있다. 서비스 제공자 프레임워크에서의 제공자는 서비스의 구현체다. 그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다. JDBC는 MySQL, Oracle, SqlServer 등 다양한 서비스 제공자들이 JDBC라는 하나의 서비스를 구성한다.

• 서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어진다.
  1. 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스(Connection)
  2. 제공자가 구현체를 등혹할 때 쓰는 제공자 등록 API(DriveManager.registerDriver)
  3. 클라이어트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API(DriverManager.getConnection)
     • 클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있다. 그렇지 않으며 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다. 이 서비스 접근 API가 정적 팩터리의 실체라고 볼 수 있다.
  4. (옵션) 팩터리 객체를 설명해주는 서비스 제공자 인터페이스(Driver)

정적 팩터리 메서드의 단점

• 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
  • 예를들어, 컬렉션 프레임워크의 구현 클래스들은 상속할 수 없다는 것과 일맥상통하다.

팩터리 메서드 네이밍 Convention

• from : 매개변수를 하나 받아 해당 타입의 인스턴스를 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 of의 더 자세한 버전

  BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);

• instacne 혹은 getInstance : 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지 않는다.

  StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);

• create 혹은 newInstance : instance,getInstance와 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. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.

  FileStore fs = Files.getFileStore(path); //FileStore라는 타입

• newType : newInstance와 같으나 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다

  Bufferedreader br = Files.newBufferedReader(path);

• type : getType과 newType의 간결한 버전

  List<Complaint> litancy = Collections.list(legcyLitancy);