아이템1 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

Effective Java 3e 아이템 1을 요약한 내용 입니다.

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

정적 팩터리 메서드란? 객체 생성을 캡슐화하는 기법이다. 좀 더 구체적으로는 객체를 생성하는 메소드를 만들고, static으로 선언하는 기법이다.

클래스는 클라이언트에 public 생성자 대신 (혹은 생성자와 함께) 정적 팩터리 메서드를 제공할 수 있다.

먼저 정적 팩터리 메서드가 생성자보다 좋은 장점 다섯 가지를 알아보자

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다. 반면 정적 팩터리는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.

// 값이 소수인 BigInteger를 생성한다. 

// 일반 생성자로 생성한 객체
BigInteger num = new BigInteger(0, 0, new Random()); 

// 정적 팩터리 메서드로 생성한 객체
BigInteger num2 = BigInteger.probablePrime();

하나의 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있다. 입력 매개변수들의 순서를 다르게 한 생성자를 새로 추가하는 식으로 이 제한을 피해볼 수도 있지만 좋지 않은 발상이다.

이름을 가질 수 있는 정적 팩터리 메서드에는 이런 제약이 없다. 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주자

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

대표적인 예로 Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 따라서 (특히 생성 비용이 큰) 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 상당히 끌어올려 준다. 플라이웨이트 패턴도 이와 비슷한 기법이라 할 수 있다.

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

반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 철저히 통제할 수 있다. 이런 클래스를 인스턴스 통제 클래스라 한다.

플라이웨이트 패턴이란? 데이터를 공유 사용하여 메모리를 절약할 수 있는 패턴이다. 일반적으로 공통으로 사용되는 객체는 새로 생성해서 사용하지 않고 공유를 통해 효율적으로 자원을 활용한다. 한번 생성된 객체는 두번 생성되지 않고, 풀(Pool)에 의해서 관리 및 사용된다.

// Flyweight 패턴 적용 사례

public class Test{
    public static void main(String[] args){
        String s = "hello";
        String s1 = new String("hello");
        String s2 = "hello";

        System.out.println("s == s1 ? " + (s == s1));
        System.out.println("s == s2 ? " + (s == s2));
    }
}

인스턴스를 통제하는 이유는 무엇일까?

• 인스턴스를 통제하면 클래스를 싱글턴으로 만들 수도 인스턴스화 불가로 만들수도 있다.

• 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

이 특징은 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 '엄청난 유연성'을 제공한다. 이는 인터페이스를 정적 팩터리 메서드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.

컬렉션 프레임워크는 이 45개 클래스를 공개하지 않기 때문에 API 외견을 훨씬 작게 만들 수 있었다. API가 작아진 것은 물론 개념적인 무게, 즉 프로그래머가 API를 사용하기 위해 익혀야 하는 개념의 수와 난이도도 낮췄다.

자바 8부터는 인터페이스가 정적 메서드를 가질 수 없다는 제한이 풀렸기 때문에 인스턴스화 불가 동반 클래스를 둘 이유가 별로 없다.

자바 9에서는 private 정적 메서드까지 허락하지만 정적 필드와 정적 멤버 클래스는 여전히 public이어야 한다.

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

EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공하는데, OpenJDK에서는 원소의 수에 따라 두 가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스를 반환한다.

원소가 64개 이하면 원소들을 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet의 인스턴스, 65개 이상이면 JumboEnumSet의 인스턴스를 반환한다.

클라이언트는 팩터리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없다. EnumSet의 하위 클래스이기만 하면 되는 것이다.

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

대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC가 있다.

서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다. 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스, 제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API, 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API가 그 주인공이다.

클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있다. 조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다. 이 서비스 접근 API가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 '유연한 정적 팩터리'의 실체다.

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

이제 단점을 알아볼 차례다.

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

이 제약은 상속보다는 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들일 수도 있다.

정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.

정적 팩터리 메서드

정리

정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다. 그렇다고 하더라도 정적 팩터리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치자!