[item#01] 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라
생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라.
클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 전통적인 수단은 public 생성자다.
클래스는 생성자와 별도로 정적 팩토리 메소드(static factory method)를 제공할 수 있다.
public static Boolean valueOf(boolean b) {
return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;
}이 메서드는 기본 타입인 boolean 값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환해준다.
정적 팩토리 메소드란?
GoF 디자인 패턴 중 팩토리 패턴에서 유래한 이 단어는 객체를 생성하는 역할을 분리하겠다는 취지가 담겨있다. 다시 말해, 정적 팩토리 메소드란 객체 생성의 역할을 하는 클래스 메소드라는 의미로 요약해볼 수 있다.
다음 코드는 java.time 패키지에 포함된 LocalTime 클래스의 정적 팩토리 메소드이다.
// LocalTime.class
...
public static LocalTime of(int hour, int minute) {
ChronoField.HOUR_OF_DAY.checkValidValue((long)hour);
if (minute == 0) {
return HOURS[hour];
} else {
ChronoField.MINUTE_OF_HOUR.checkValidValue((long)minute);
return new LocalTime(hour, minute, 0, 0);
}
}
...
// hour, minutes을 인자로 받아서 9시 30분을 의미하는 LocalTime 객체를 반환한다.
LocalTime openTime = LocalTime.of(9, 30);위 예시 코드에서 본 LocalTime 클래스의 of 메소드처럼 직접적으로 생성자를 통해 객체를 생성하는 것이 아닌 메소드를 통해서 객체를 생성하는 것을 정적 팩토리 메소드라고 한다.
enum의 요소를 조회할 때 사용하는 valueOf도 정적 팩토리 메소드의 일종이라고 할 수 있다.
정적 팩터리 메서드가 생성자보다 좋은 장점 5가지
1. 이름을 가질 수 있다.
생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다.
반면 정적 팩터리 메서드는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.
// 생성자를 사용하는 경우
public class Foo {
public Foo(String name) { ... }
public Foo(String address) { ... } // 컴파일 에러
}
// 팩토리 메소드를 사용하는 경우
public class Foo {
public Foo() { ... }
public static withName(String name) {
Foo foo = new Foo();
foo.name = name;
return foo;
}
public static withAddress(String address) {
Foo foo = new Foo();
foo.address = address;
return foo;
}
}하나의 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있다.
일므을 가질 수 있는 정적 팩터리 메서드는 이런 제약이 없다.
한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주면된다.
2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.
이 덕분에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
불변 클래스 (Immutable)
- 변경이 불가능한 클래스
- 레퍼런스 타입의 객체 (heap 영역에서 생성)
- Thread-safe (재할당은 가능. 값 복사X)
- Ex)String, Boolean, Integer, Float, Long <-> (StringBuilder는 가변 클래스)
대표적인 예인 Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 따라서 반복되는 객체 요청에 효과적이다.
public class Foo {
private static final Foo GOOD_NIGHT = new Foo();
public Foo() { ... }
public static getInstance() {
return GOOD_NIGHT;
}
public static void main(String[] args) {
Foo foo = Foo.getInstance();
}
}플라이 웨이트 패턴 설명 아래
링크: https://lee1535.tistory.com/106
반복되는 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.
인스턴스 통제 이유?
- 클래스를 싱글턴(singleton)으로 만들 수 있다.
- 클래스를 인스턴스화 불가로 만들 수 있다.
- 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나 뿐임을 보장할 수 있다. a == b 일 때만 a.equlas(b) 성립
3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
이 능력은 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 '엄청난 유연성'을 선물한다. 정적 메서드로부터 인터페이스 자체를 반환하여, 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있다. 구현 클래스의 상세를 숨길 수 있고, 사용자는 객체를 인터페이스만으로 다룰 수 있다.
클래스에서 만들어 줄 객체의 클래스를 선택하는 유연함이 있다.
리턴타입의 하위 타입인 인스턴스를 만들어줘도 되니까, 리턴 타입은 인터페이스로 지정하고 구현 클래스를 API에 노출시키지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어, API를 작게 유지할 수 있다.
이는 인터페이스를 정적 팩토리 메서드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.
리턴 타입엔 인터페이스만 노출, 실제 리턴하는 객체는 인터페이스의 구현체를 리턴하는 것.
이 예로 java.util.Collections가 있다.
public static void main(String[] args){
//기존 생성자라면
java.util.Collections collections = new Collections();
collections.45개의API();
//정적 팩토리 메소드라면
Collections.45개의API();
}프로그래머는 명시한 인터페이스대로 동작하는 객체를 얻을 것임을 알기에 굳이 별도 문서를 찾아가며 실제 구현 클래스가 무엇인지 알아보지 않아도 된다.
나아가 정적 팩토리 메서드를 사용하는 클라이언트는 얻은 객체를 (그 구현 클래스가 아닌) 인터페이스만으로 다루게 된다.
4. 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 static final FOOOOOOO = new Foo();
public static Foo getFoo(bool){
return bool ? FOOOOOOO : Bar;
}
public class Bar extends Foo{
Foo의 하위 클래스
}
public static void main(String[] args){
Foo foo = Foo.getFoo(false)
//foo는 Bar다.
}이를 통해서 사용자는 팩터리 메서드가 반환하는 인스턴스가 어떤 클래스인지 알 수도 없고, 알 필요도 없어진다. -> 철저히 인터페이스 기반의 구현이 이루어진다.
EunmSet 클래스는 생성자 없이 public static 메서드, allOf(), of() 등을 제공한다.
그 안에서 리턴하는 객체의 타입은 enum 타입의 개수에 따라 RegularEnumSet, JumboEnumSet으로 달라진다.
public class Foo {
enum Color {
RED, BLUE, WHITE
}
public static void main(String[] args) {
EnumSet<Color> colors = Enumset.allOF(Color.class);
}
}public interface MyInt {
static MyInt of(int v) {
MyInt instance;
if (v > 100) {
instance = new MyBigInt(v);
} else {
instance = new MySmallInt(v);
}
return instance;
}
String getValue();
class MySmallInt implements MyInt {
private int value;
MySmallInt(int v) {
this.value = v;
}
@Override
public String getValue() {
return "MySmallInt: " + this.value;
}
}
class MyBigInt implements MyInt {
private int value;
MyBigInt(int v) {
this.value = v;
}
@Override
public String getValue() {
return "MyBigInt: " + this.value;
}
}
}public class Main {
public static void main(String[] args) {
MyInt mySmallInt = MyInt.of(10);
MyInt myBigInt = MyInt.of(200);
System.out.println(mySmallInt.getValue());
System.out.println(myBigInt.getValue());
}
}클라이언트는 팩터리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없다. MyInt의 하위 클래스이기만 하면 되는 것이다.
5. 정적 팩터리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.
이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(service provider framework)를 만드는 근간이 된다.
대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC(Java Database Connectivity)가 있다.
서비스 제공자 프레임워크에서의 제공자(provider)는 서비스의 구현체다.
그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.
서비스 제공자 프레임워크는 3가지의 핵심 컴포넌트로 이루어진다.
- 서비스 인터페이스(Service Interface): 구현체의 동작을 정의
- 제공자 등록 API(Provider Registration API): 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
- 서비스 접근 API(Service Access API): 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용
3개의 핵심 컴포넌트와 더불어 종종 네번째 컴포넌트가 사용되기도 한다. 4. 서비스 제공자 인터페이스(Service Provider Interface): 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩토리 객체를 설명
이 컴포넌트는 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명해준다.
서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.
JDBC에서는 Connection이 서비스 인터페이스 역할을, DriverManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할을, DriverManager.getConnection이 서비스 접근 API 역할을, Driver가 서비스 제공자 인터페이스 역할을 수행한다.
정적 팩터리 메서드의 단점
1. 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
상속을 하게되면 super()를 호출하며 부모 클래스의 함수들을 호출하게 된다. 그러나 부모 클래스의 생성자가 private이라면 상속이 불가능하다.
보통 정적 팩터리 메서드만 제공하는 경우 생성자를 통한 인스턴스 생성을 막는 경우가 많다.
Collections는 생성자가 private으로 구현되어 있어 상속할 수 없다.
그러나, 이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고, 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들이기도 한다.
- 컴포지션: 기존 클래스를 확장하는 대신에 새로운 클래스를 만들고 private 필드로 기존 클래스의 인스턴스를 참조하는 방식
2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.
생성자처럼 API설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 찾아내야 한다.
정적 팩터리 메서드 명명 방식
핵심 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
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