[Java][Effective Java] item 1, 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라

클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 수단

1. public 생성자를 이용하는 방법

2. 정적 팩토리 메서드(static factory method)를 이용하는 방법

 

인스턴스 생성시 생성자와 정적 팩토리 메서드의 호출 

/**
* 다음 코드는 일반적인 생성자로 생성한 객체이다.
* 일반적으로 생성자로 생성한 car1, car2 객체는
* 생성자의 인자(parameter)만으로 SM3인지 K5인지
* 알 수 없다.
*/
Car car1 = new Car(1800);	
Car car2 = new Car(3500);			
		
/**
* 다음 정적 팩토리 메서드를 활용하여 생성한 객체이다.
* 인자에 가격을 입력할 필요없이 필요한 객체를 생성하기
* 위한 메서드를 호출하면 된다.
* 다음과 같은 정적 팩토리 메서드를 통하여 이름만으로
* 원하는 객체를 생성가능하다.
*/
Car SM3 = Car.SM3();    //SM3
Car K5 = Car.K5();      //K5

 

정적 팩토리 메서드의 정의

class Car{
	private int price; // 가격
	
	// 생성자
	public Car(int price)
	{
		this.price = price;
	}
	
	// 정적 팩토리 메서드
	public static Car SM3()
	{
		return new Car(1800);
	}
	
	// 정적 팩토리 메서드
	public static Car K5()
	{
		return new Car(3500);
	}
}

 

정적 팩토리 메서드의 장점

1. 이름을 가질 수 있다

생성자에 전달하는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못합니다. 반면 정적 팩토리 메서드는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있습니다.

// 생성자를 이용한 인스턴스 생성
Car car1 = new Car(1800);
Car car2 = new Car(3500);

// 정적 팩토리 메서드를 이용한 인스턴스 생성
Car SM3 = Car.SM3();    //SM3
Car K5 = Car.K5();      //K5

 

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다

정적 팩토리 메서드를 이용하면 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있습니다. 예를 들어 Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않습니다. 다음 코드를 보면 TRUE와 FALSE 상수가 미리 인스턴스가 생성되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 이와 같이 Boolean.valueOf(boolean) 메서드도 하나의 정적 팩토리 메서드로 볼 수 있습니다.

public final class Boolean{
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    ...
    public static Boolean valueOf(boolean b) {
        return (b ? TRUE : FALSE);
    }   
    ...
}

 

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다

이 능력은 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 유연성을 제공합니다. 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있습니다.

class Car{

    ...

	// 하위 자료형 객체 반환
	public static Car of(String energy) {
		if(energy.equals("eletric")){
			return new Granger(4600);
		}
		if(energy.equals("gasoline")) {
			return new Twosan(2000);
		}
		return null;
	}
}

class Granger extends Car{

	public Granger(int price) {
		super(price);
	}
}
class Twosan extends Car{

	public Twosan(int price) {
		super(price);
	}
}

Car ganger = Car.of("electric");

 

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

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없습니다.

 

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

이러한 유연함(하위 타입 자료형 객체 반환)은 서비스 제공자 프레임워크(service provider framework)를 만드는 근간이 됩니다. 대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC(Java Database Connectivity)가 있습니다. 서비스 제공자 프레임워크에서의 제공자(provider)는 서비스의 구현체입니다. 그리고 이 구현체들을 클라이언트에게 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리해줍니다.

 

서비스 제공자 프레임워크 구성요소

1. 서비스 인터페이스(service interface) : 구현체의 동작을 정의

2. 제공자 등록 API(provider registration API) : 제공자가 구현체를 등록할때 사용

3. 서비스 접근 API(service access API) : 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용함

4. 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface) : 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩토리 객체를 설명함

// 서비스 제공자 인터페이스의 대략적인 모습

// 서비스 인터페이스
public interface Service {
  ... // 서비스에 고유한 메서드들이 이 자리에 온다.
}

// 서비스 제공자 인터페이스
public interface Provider {
  Service newService();
}

// 서비스 등록과 접근에 사용되는 객체 생성 불가능 클래스
public class Services {
  private Services() { } // 객체 생성 방지
  
  // 서비스 이름과 서비스 간 대응관계 보관
  private static final Map<String, Provider> providers = 
    new ConcurrentHashMap<String, Provider>();
  public static final String DEFAULT_PROVIDER_NAME = "<def>";
  
  // 제공자 등록 API
  public static void registerDefaultProvider(Provider p) {
    registerProvider(DEFAULT_PROVIDER_NAME, p);
  }
  public static void registerProvider(String name, Provider p) {
    providers.put(name, p);
  }
  
  // 서비스 접근 API
  public static Service newInstance() {
    return newInstance(DEFAULT_PROVIDER_NAME);
  }
  public static Service newInstance(String name) {
    Provider p = providers.get(name);
    if (p == null) 
      throw new IllegalArgumentException("No provider registered with name: " + name);
    return p.newService();
  }
}

 

 

정적 팩토리 메서드의 단점

1. 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들수 없다

/**
 * 상속을 하려면 부모 클래스가 public이나 protected 생성자가
 * 필요함
 * 생성자 없이 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들수 없음
 */
class A extends Collections{	// 컴파일 에러
	
}

public class Collections {
    // Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.
    private Collections() {	// 생성자가 private로 적용되어 상속을 받을 수 없음
    }
    ...
}

이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들일 수 있습니다.

 

2. 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다

생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩토리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 합니다. 다음은 정적 팩토리 메서드에 흔히 사용하는 명명 방식들입니다.

• from : 매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드
  • ex) Date d = Date.from(instant);
• of : 여러 매개변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드
  • ex) Set<Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING);
• valueOf : from과 of의 더 자세한 버전
  • ex) BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_vALUE);
• instance 혹은 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않습니다.
  • ex) StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
• create 혹은 newInstance : instance 혹은 getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장합니다.
  • ex) Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
• getType : getInstance와 동일하나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메서드를 정의할때 사용합니다. "Type"은 팩토리 메서드가 반환할 객체의 타입입니다.
  • ex) FileStore fs = Files.getFileStore(path);
• newType : newInstance와 동일하나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메서드를 정의할 때 사용합니다. "Type"은 팩토리 메서드가 반환할 객체의 타입입니다.
  • ex) BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
• type : getType과 newType의 간결한 버전
  • ex) List<Complaint> litany = Collections.list(leacyLitany);

 

References

[도서] Effective Java
[자바] 생성자와 정적 팩터리 메소드
[Effective Java] Item 1. 생성자 대신 정적 팩토리 메소드를 고려하라