[교재 EffectiveJava] 아이템 1. 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

정적 팩터리 메서드

클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 전통적인 수단은 public 생성자다. 추가로, 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드 (static factory method)를 제공할 수 있다. 이는 그 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드다. 

 

정적 팩토리 메서드

...
    /**
     * 미리 만들어놓는다.
     * 정적 팩토리 메서드로 외부에서 사용할 수 있다.
     */
    private static final Settings SETTINGS = new Settings();

    /**
     * 정적 팩토리 사용
     * newInstance 명칭으로 사용
     *
     * [플라이웨이트 패턴]과 비슷하다.
     * 미리 자주 사용하는 객체들을 만들어놓고, 필요한 객체르 꺼내다 쓴다.
     * @return
     */
    public static Settings getInstance() {
        return SETTINGS;
    }
...

 

만약 생성자를 사용했다면?

아래와 같은 생성자 2개는 선언할 수 없다. 파라미터 타입이 동일한 prime, urgent을 구분할 수 없기 때문이다.

public Order(boolean prime, Product product, OrderStatus orderStatus) {
    this.prime = prime;
    this.urgent = urgent;
    this.product = product;
    this.orderStatus = orderStatus;
}

public Order(boolean urgent, Product product, OrderStatus orderStatus) {
    this.prime = prime;
    this.urgent = urgent;
    this.product = product;
    this.orderStatus = orderStatus;
}

 

Boolean.java

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

 

해당 메서드는 기본 타입 boolean 을 Boolean 객체 참조로 변환해주는데, 이 메서드 또한 Boolean.java 의 정적 메서드이다. 호출 방식은 Boolean.valueOf(boolean) 이며, 따로 객체 생성 없이도 호출할 수 있다.

 

 

 

정적 팩터리 메서드 사용의 장점

1) 이름을 가질 수 있다.

• 생성자의 이름은 클래스명과 동일해야하는데, 정적 팩터리 메서드는 이름을 지정할 수 있어서 해당 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.

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

    return order;
}

 

2) 호출될때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.  (위 Boolean.java 예제로 이해하자.)

• getInstance() 를 사용하여 인스턴스를 얻어, 외부에서 사용 가능하다.

...
    /**
     * 미리 만들어놓는다.
     * 정적 팩토리 메서드로 외부에서 사용할 수 있다.
     */
    private static final Settings SETTINGS = new Settings();

    /**
     * 정적 팩토리 사용
     * newInstance 명칭으로 사용
     *
     * [플라이웨이트 패턴]과 비슷하다.
     * 미리 자주 사용하는 객체들을 만들어놓고, 필요한 객체르 꺼내다 쓴다.
     * @return
     */
    public static Settings getInstance() {
        return SETTINGS;
    }
...

 

3) 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다. 이 능력은 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 엄청난 유연성을 가진다.

public class HelloServiceFactory {
    public static HelloService of(String lang) {
        if ("ko".equals(lang)) {
            return new KoreanHelloService();
        } else {
            return new EnglishHelloService();
        }
    }
}

 

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

예를 들어, EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공한다. openJDK에서는 원소가 64개 이하면 원소들을 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet의 인스턴스를, 65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet 인스턴스를 반환한다. 클라이언트는 이 두 클래스의 존재를 모르며 만약 원소가 적을때 RegularEnumSet을 사용할 이점이 없어져서 이를 삭제해도 아무 문제가 없다. 클라이언트의 입장에서는 리턴받는 객체가 EnumSet의 하위클래스이기만 하면 되는것이다.

public class HelloServiceFactory {
    public static HelloService of(String lang) {
        if ("ko".equals(lang)) {
            return new KoreanHelloService();
        } else {
            return new EnglishHelloService();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        HelloService ko = HelloServiceFactory.of("ko");
        HelloService eng = HelloServiceFactory.of("eng");
    }
}

 

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

• 이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.  (JDBC 등)

서비스 제공자 프레임워크의 제공자(provider) 는 서비스의 구현체다.
이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 구분해준다.

서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.
1) 서비스 인터페이스 : 구현체의 동작을 정의한다.
ex) JDBC Connection

2) 제공자 등록 API : 제공자가 구현체를 등록할때 사용한다.
ex) JDBC DriverManager.registerDriver

3) 서비스 접근 API : 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을때 사용하는 API
ex) JDBC DriverManager.getConnection

4) 서비스 제공자 인터페이스 : 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명해준다.

클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있다. 조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다. 이 서비스 접근 API 가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간인 '유연한 정적 팩터리'의 실체다. 

public class HelloServiceFactory {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        /* 참조할 수 있는 classpath 내의 HelloService 구현체를 가져온다. */
        ServiceLoader<HelloService> loader = ServiceLoader.load(HelloService.class);
        /* 첫번재껄 찾는다. 없을수도 있으므로 Optional 로 받는다. */
        Optional<HelloService> helloServiceOptional = loader.findFirst();

        /* 있을때 hello() 수행 */
        helloServiceOptional.ifPresent(h -> {
            System.out.println(h.hello());
        });
    }

}

 

• 위와 다르게 아래 코드는 직접적인 의존성을 갖는다. 

public class HelloServiceFactory {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        HelloService helloService = new ChineseHelloService();
        System.out.println(helloService.hello());
    }
}

 

 

정적 팩터리 메서드 사용의 단점

1) private 생성자일 경우 상속이 불가능하다.

• 상속을 하려면 public 또는 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다. 

 

2) 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다. 

• 문서화시, 헷갈릴 수 있다. 생성자가 존재할 경우 아래와 같이 Constructors 내용이 있지만, 만약 private 생성자라면 Constructors 내용이 비어져있을 것이다. 그렇다면 Method Summary 부분의 팩토리 메서드를 사용하여 인스턴스를 생성해야하는데, 프로그래머가 이를 빠르게 캐치하기는 쉽지 않다.

 

 

 

메서드 명명방식

1) from

매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드

 

2) of

여러 매개변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드

 

3) valueOf

rom 과 of 의 더 자세한 버전

 

4) instance, getInstance

(매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지 않는다.

 

5) create, newInstance

instance, getInstance 와 같지만 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.

 

6) getType

"Type" 은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다 ex) Files.getFileStore(path)

 

7) newType

생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할때 쓴다. "Type" 은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다 ex) Files.newBufferedReader(path)

 

8) type

getType, newType 의 간결한 버전