Item 1 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

정적 팩터리 메서드

정적 팩터리 메서드란 그 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적인 메서드를 의미한다.

아래는 그 예인 Boolean의 valueOf 코드이다.

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

일반적으로 public 생성자로 인스턴스를 얻으나 class는 이 방법 말고도 "정적 팩터리 메서드"를 이용할 수 있다.

※ 주의할 점은 디자인 패턴에서의 팩터리 메서드와는 다르다는 점이다.

이 방식에는 장점과 단점이 함께 존재한다.

장점

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 하기 힘들다. 예를들어 BigInteger(int, int, Random)이라는 생성자가 있고 BigInteger.probablePrime중 어떤값이 소수인 BigInteger를 반환하는지를 보았을때 후자가 명확함을 알 수 있다. 또한, 하나의 시그니처로는 하나의 생성자만 만들 수 있다. 입력 매개변수 순서를 바꿈으로서 이를 회피할 수는 있지만 코드를 읽는데 매우 좋지 않다. 이를 정적 팩토리 메서드로 해결 할 수 있다.

2. 호출될 때 마다 인스턴스를 새로 만들지 않아도 된다.

불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용 하는 식으로 불필요한 객체 생성을 막을 수 있다. 특히, 생성비용이 큰 객체의 경우 성능을 상당히 끌어올릴 수 있다. 플라이 웨이트 패턴도 이와 유사하다.

정적 팩터리 방식을 통해 인스턴스가 살아있는 기간을 철저히 통재할 수 있으며

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있으며 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.

반환할 객체를 마음대로 선택할 수 있다. API를 만들때 이를 이용해 API를 작게 유지할 수 있다. interface에서도 정적 메서드를 선언 할 수 있어서 그것으로 처리한다. 예를들어 Basic, Intermediate, Advanced 클래스가 Level이라는 상위 타입을 상속받고 있는 구조를 가정해보자.

public class Level {
  public static Level of(int score) {
    if(score < 50) {
      return new Basic();
    } else if(score<80) {
      return new Intermediate();
    } else {
      return new Advanced();
    }
  }
}

이 경우에 생성자 역할을 하는 정적 팩토리 메서드를 통해 분기처리를 할 수 있다. 또한 컬랙션 프레임워크는 핵심 인터페이스들에 수정 불가나 동기화 등의 기능을 덧붙인 총 45개의 유틸리티 구현체를 제공하는데, 이 구현체 대부분을 단 하나의 인스턴스화 불가 클래스인 java.util.Collections에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻는다.

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

이 유연함은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이며 대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC가 있다.

public static void main(String[] args) {
    String driverName = "com.mysql.jdbc.Driver";
    String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
    String user = "root";
    String password = "soyeon";

    try {
        Class.forName(driverName);

        // 서비스 접근 API인 DriverManager.getConnection가 서비스 구현체(서비스 인터페이스)인 Connection 반환
        Connection connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);

    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (SQLException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

출처 : https://github.com/2021BookChallenge/Effective-Java/issues/1

위 코드는 jdbc의 드라이버를 설정 후 커넥션을 맺는 과정을 보여주고 있다.

코드를 보면 DriverManager를 통해 커넥션을 얻어오는데 그 이전에 Class.forName을 이용한 리플렉션에 의해 mysql.jdbc.Driver를 설정한것을 알 수 있다. 그 아래 드라이버 매니저 코드에선 따로 드라이버를 설정하는 내용이 없는데 이것을 Class.forName의 리플렉션을 통해 설정을 해준다. 이것을 가능하게 하는것이 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 상관이 없다.

단점

상속을 하려면 public이나 protected생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
앞서 말한것 처럼 컬랙션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스를 상속할 수 없다. 다만 이 제약은 상속보다 컴포지션을 유도하게 되어 장점이 될 수도 있다.
정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 힘들다. 생성자 처럼 API 설명에 바로 드러나지 않으며 사용자는 정적 메서드 방식 클래스를 인스턴스화 할 방법을 찾아야한다. 따라서 naming을 최대한 표준에 맞도록 정해주는 것이 중요하다. 네이밍 규칙은 다음과 같다.

from : 매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드이다.

of : 여러개의 매개변수를 받아서 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드이다.

valueOf: from과 of의 더 자세한 버전이다.

instance 혹은 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하진 않는다.

created 혹인 newInstance : instance 혹은 getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.

getType : getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. Type은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.

type : getType과 newType의 간결한 버전.

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평범한 개발자