[Effective Java 3E] 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

💥 개요

보통 개발시 public 생성자를 자주 사용하는데, 이펙티브 자바에서 조슈아 형님이 정적 팩터리 메서드를 사용하면 아주 행복한 상황들이 일어난다고 합니다.  아래에서 계속 얘기해 볼 텐데 정적 팩터리 메서드는 그 클래스의 인스턴스를 반환하는 생성자와 동일한 역할을 하는 단순 static method를 제공하는 것을 정적 팩터리 메서드라고 합니다.

❤️ 장점 

1. 이름을 가질 수 있다.

위와 같은 단순한 생성자를 생각해보면, 생성자를 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로 반환되는 객체의 특성을 정확하게 설명하지 못합니다. 하지만 정적 팩터리는 이름만 잘 지어주게 된다면 특성을 제대로 설명이 가능합니다.

클이언트는 컴퓨터를 얻고 싶다면 compuer를 얻는 정적 팩터리 메서드를 호출하면 되고, 책을 얻고 싶다면 book을 얻는 정적 팩터리 메서드만 호출하면 됩니다.

그리고 BigInteger(int, int, Random)과 BigInteger.probablePrime 중 어느 쪽이 '값이 소수한 BigInteger를 반환한다' 라는 의미를 더 잘 설명할 것 같은지(당연히 후자) 알게 되는 장점이 있습니다. 또한, 하나의 메서드 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있지만 정적 팩터리 메서드를 사용하면 이 문제의 해결이 가능합니다. 물론 시그니처의 순서를 바꾸는 방법이 있겠지만 위에서 말했던 사용자는 어떤 생성자를 호출해야 원하는 객체 반환받을 수 있는지 알 수 없습니다.

 

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

이 덕분에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 방식으로 불필요한 객체 생성을 막을 수 있습니다. 대표적으로 Boolean.valuof(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않습니다. 따라서 큰 객체가 자주 요청되는 상황에서 성능의 향상이 있습니다.

반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 방식으로 정적 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 통제할 수 있습니다. 이걸 인스턴스 통제 클래스라 하는데, 이를 통해 싱글턴으로 만들 수도 인스턴스화 불가로 만들수도 있습니다. 또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 하나뿐임을 보장할 수 있습니다.

 

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

이 능력은 엄청난 유연성을 선물합니다.  API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있습니다. 이는 인터페이스 기반 프레임워크의 핵심 기술이기도 합니다.

자바 컬렉션 프레임워크는 핵심 인터페이스들에 다양한 기능을 덧붙인 총 45개의 유틸리티 구현체를 제공하는데, 대부분 구현체를 단 하나의 인스턴스화 불가 객체인 java.utill.Collections에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻도록 하였습니다. 컬렉션 프레임워크는 이 45개 클래스를 공개하지 않기 때문에, API 외관을 훨씬 작게 만들 수 있었습니다. API가 작아진것은 개발자가 익혀야하는 개념과 난이도를 낮추었고, 인터페이스만을 알면 되기 때문에 실제 구현 클래스를 클라이언트(나와 같은 개발자)는 몰라도 되게 됐습니다.

자바 8 부터는 인터페이스가 정적 메서드를 가질 수 없다는 제한이 풀렸기 때문에 인스턴스화 동반불가 클래스를 둘 이유가 없고, 동반 클래스에 두었던 public static 멤버를 그냥 인터페이스에 두면 되도록 변경됐습니다. 하지만 많은 부분은 여전히 package-private 클래스에 두어야 할 수 있습니다. 자바8에서도 인터페이스에는 public static 멤버한 허용하기 때문이고, 자바9에서는 private static 메서드까지 허락하지만, static 필드와 클래스는 여전히 public 이어야 하기 때문입니다.

 

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

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관이 없습니다. 심지어 추후 변경시 또 다른 클래스의 객체를 반환해도 됩니다. 가령 EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공하는데 원소가 64개 이하면 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet을, 아니면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet을 반환합니다. 클라이언트는 두 클래스 존재를 모르고 추후 릴리스때 RegularEnumSet을 삭제해도, 추가해도 괜찮습니다. 단지 EnumSet의 하위 클래스이기만 하면 됩니다.

 

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

이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 됩니다. 대표적으로 JDBC가 있습니다. 

서비스 제공자 프레임워크에서 제공자는 서비스의 구현체입니다. 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하며, 클라이언트를 구현체로부터 분리해줍니다.

서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄집니다. 

1. 서비스 인터페이스(구현체의 동작을 정의)
2. 제공자 등록 API(제공자가 구현체를 등록할 때 사용)
3. 서비스 접근 API(클라이언트가 서비스의 인스턴르를 얻을 때 사용)

클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있고, 조건을 명시하지 않으면 기본적인 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환합니다.

getConnection 메서드에서 dbDriver가 없다면 exception을 반환

이 서비스 접근 API가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 '유연한 정적 팩터리'의 실체입니다.

🩻 단점

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

앞에서 말한 컬렉션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없습니다. 이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변타입으로 만드려면 이 제약을 지켜야한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들일 수 있습니다.

상속을 할 수 없음

private로 생성자가 선언

2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화 할 방법을 알아내야 합니다. 그렇기 때문에 널리 알려진 규약을 따라 짓는 방식으로 문제를 완화해줘야 합니다.

• from

  Date d = Date.from(instant);

• 매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메소드
• of

  Set<Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING);

• 여러 매개변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메소드
• valueOf

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

• from과 of의 더 자세한 버전
• instance 혹은 getInstance

  StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);

• (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.
• create 혹은 newInstatnce

  Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);

• instance 혹은 geInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.
• getType

  FileStore fs = Files.getFilesStore(path);

• getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메소드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩토리 메소드가 반환할 객체의 타입이다.
• newType

  BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);

• newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메소드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩토리 메소드가 반환할 객체의 타입이다.
• type

  List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

• getType과 newType의 간결한 버전

 

정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니, 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는게 좋다.
하지만 정적 팩터리를 사용하는게 유리한 경우가 많으니 무작정 public 생성자를 제공하던 습관을 고치자!

출처

Effective Java 3E 

https://sihyung92.oopy.io/java/service-provider-framework

https://velog.io/@saint6839/%EC%A0%95%EC%A0%81-%ED%8C%A9%ED%86%A0%EB%A6%AC-%EB%A9%94%EC%84%9C%EB%93%9C-%EB%84%A4%EC%9D%B4%EB%B0%8D-%EB%B0%A9%EC%8B%9D

Github(Source Code)

https://github.com/devMtn30/Effective_Java_3E/blob/master/src/main/java/chap02/item1/Product2.java