[Java] 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

장점

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.

예를 들어 생성자인 BigInteger(int, int, Random) 보다 정적 팩터리 메서드인 BigInteger.probablePrime이

`값이 소수인 BigInteger를 반환한다.` 는 의미가 더 와닿을 것이다.

 

하나의 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있다.

public class Order {
    private boolean prime;
    private boolean urgent;
    private Product product;

    public Order(boolean prime, Product product) { // 같은 시그니처
        this.product = product;
        this.prime = prime;
    }

    public Order(boolean urgent, Product product) { // 같은 시그니처
        this.product = product;
        this.urgent = urgent;
    }
}

입력 매개변수의 순서를 다르게 한 생성자를 새로 추가하는 식으로 이 제한을 피해볼 수도 있지만, 좋지 않은 발상이다.

그런 API를 사용하는 개발자는 각 생성자가 어떤 역할을 하는지 정확히 기억하기 어려워 엉뚱한 것을 호출하는 실수를 할 수 있다.

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.

public class Order {
    private boolean prime;
    private boolean urgent;
    private Product product;

    public static Order primeOrder(Product product) {
        Order order = new Order();
        order.prime = true;
        order.product = product;
        return order;
    }

    public static Order urgentOrder(Product product) {
        Order order = new Order();
        order.urgent = true;
        order.product = product;
        return order;
    }
}

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호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

이 덕분에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

대표적인 예인 Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다.

따라서 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 상당히 끌어올려 준다. 플라이웨이트 패턴도 이와 비슷한 기법이라 할 수 있다.

 

반복하는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 철저히 통제할 수 있다.

이런 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라 한다.

인스턴스를 통제하면 클래스를 싱글톤으로 만들 수도, 인스턴스화 불가로 만들 수도 있다.

또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다. (a == b 일 때만 a.equals(b)가 성립)

public class Settings {
    private boolean useAutoSteering;
    
    private boolean useABS;
    
    private Difficulty difficulty;
    
    private Settings() {} // 생성자를 private으로 닫아 놓는다.
    
    private static final Settings SETTINGS = new Settings();
    
    private static Settings newInstance() {
        return SETTINGS;
    }
}

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반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

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

API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.

public interface HelloService {
    String hello();

    static HelloService of(String lang) {
        if (lang.equals("ko")) {
            return new KoreanHelloService();
        } else {
            return new EnglishHelloServcie();
        }
    }
}

 

HelloServcie의 하위 타입 객체인 KoreanHelloService와 EnglishHelloService를 반환할 수 있다.

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입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.

심지어 다음 릴리스에서는 또 다른 클래스의 객체를 반환해도 된다.

public interface HelloService {
    String hello();

    static HelloService of(String lang) { //lang이 ko이면 KoreanHelloService을 반환, 아니면 EnglishHelloServcie를 반환
        if (lang.equals("ko")) {
            return new KoreanHelloService();
        } else {
            return new EnglishHelloServcie();
        }
    }
}

입력 매개변수(lang)에 따라 KoreanHelloService와 EnglishHelloService를 선택할 수 있다.

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정적 팩토리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.

이러한 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(Service Provider framework)를 만드는 근간이 된다. 대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC가 있다.

서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.

구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스 (service interface)

제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API (provider registration API)

클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API (service access API)

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.

public static void main(String[] args) {
		// helloService의 구현체가 없더라도 실행이 가능하다.
        ServiceLoader<HelloService> loader = ServiceLoader.load(HelloService.class); 
        Optional<HelloService> helloServiceOptional = loader.findFirst();
        helloServiceOptional.ifPresent(h -> {
            System.out.println(h.hello());
        });
        
		// 구현체가 있어야 실행이 가능하다. import를 해야하므로 구현체에 의존적이게 된다.
        HelloService helloService = new ChineseHelloService();
        System.out.println(helloService.hello());
    }

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단점

상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.

생성자를 private로 닫아놓으면 하위 클래스를 만들 수 없다.

List 처럼 정적 팩터리 메서드와 생성자 메서드를 같이 쓰는 경우도 있다.

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정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

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

이 일을 언젠가 자바독이 알아서 처리해줬으면 좋겠으나, 그날이 오기까지는 API 문서를 잘 써놓고 메서드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓는 식으로 완화해줘야 한다.

• from : 매개변수를 하나 받아서 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);
• instance 혹은 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지 않는다.
  • StackWalker luke = StackWalker.getInstace(options);
• create 혹은 newInstance : instance 혹은 getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.
  • 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);
• 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> litany = Collections.list(legacyLitany);

 

 

참고 자료

https://product.kyobobook.co.kr/detail/S000001033066

이펙티브 자바 3/E | 조슈아 블로크 - 교보문고