이펙티브 자바(Effective Java) 아이템 1 - 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

 

정적 팩토리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하자

여기서 이야기하는 정적 팩토리 메서드는 디자인 패턴에서의 펙토리 메서드와 다르다. 디자인 패턴 중에는 이와 일치하는 패턴은 없다.

 

생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 사용할 때의 장점

1. 이름을 가질 수 있다.

• 생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 알 수 없다. 그러나 이름을 통해서 반환될 객체의 특성을 쉽게 알 수 있다.

• 또한 동일한 입력 매개변수를 가진 생성자를 여러 개 만드는 것에 제약이 있다. 입력 매개변수의 순서를 변경해서 생성자를 만들수도 있으나 사용하는 입장에서 동일한 입력 매개변수에 대해서 객체 생성 시 다르게 동작하도록 되어있다면 각 생성자가 어떤 역할을 하는지 기억하기도 어렵고 의미를 명확하게 알 수 없어 사람의 실수를 유발할 수도 있다.

정적 팩토리 메서드를 사용하면 이름을 가질 수 있기에 사람의 실수를 방지하고 생성되는 객체의 특성을 쉽게 알 수 있게된다.

 

2. 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.
  • 생성 비용이 큰 객체가 자주 요청되는 상황이라면 캐싱을 이용해서 성능을 끌어올려 줄 수도 있다. (플라이웨이트 패턴과 비슷한 기법)
  • 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 인스턴스의 라이프 사이클을 통제할 수 있다.
    • 인스턴스를 통제하면 싱글턴으로 만들수도 있고 인스턴스화 불가로 만들수도 있다.
    • 인스턴스 통제는 플라이웨이트 패턴의 근간이 되고 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다.

인스턴스를 통제할 수 있기 때문에 상황에 따라 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

 

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

• 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 유연성을 가지게 된다. API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다. (API를 사용하기 위해서 익혀야하는 개념의 수와 난이도가 낮아진다.)

실제 구현 클래스를 세부적으로 알지 않아도 인터페이스대로 동작하는 객체를 얻을 수 있기 때문에 인터페이스만 알면 쉽게 사용이 가능하다.

 

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

• 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.

• 예) EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩토리만 제공하는데, OpenJDK에서는 원소의 수에 따라 두 가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스를 반환한다.

• 원소가 64개 이하면 원소들을 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet의 인스턴스를, 65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet의 인스턴스를 반환한다.

클라이언트는 이 두 클래스의 존재를 모른다. 그렇기 때문에 API의 개선으로 인하여 반환되는 클래스가 변경되거나 삭제되어도 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 클라이언트의 코드가 변경되지 않아도 된다.

 

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

• 이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(service provider framework)를 만드는 근간이 된다.

• 서비스 제공자 프레임워크에서의 제공자(provider)는 서비스의 구현체다. 그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.

• 서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어진다.
  • 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)
  • 종종 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface)라는 네 번째 컴포넌트가 쓰이기도 한다.
    • 이 컴포넌트는 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩토리 객체를 설명해준다. 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 이용해서 만들어야 한다.

• 예) JDBC(Java Database Connectivity)
  • JDBC에서는 Connection이 서비스 인터페이스 역할
  • DriverManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할
  • DriverManager.getConnection이 서비스 접근 API 역할
  • Driver가 서비스 제공자 인터페이스 역할을 수행한다.

 

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 API 가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 유연한 정적 팩토리의 실체다

 

생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 사용할 때의 단점

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

 

2. 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

• 생성자 처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않아 사용자는 정적 팩토리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.

• 일반적으로 사용하는 메서드 명명 방식은 아래와 같다.

//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
BingInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);

//instance 혹은 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.
StackWalker luke = StackWalker.getInstance(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 팩토리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩토리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.
FileStore fs = Files.getFileStore(path);

//newType : newInstance와 같으나 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩토리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩토리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.
BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);

//type : getType과 newType의 간결한 버전
List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

 

참고

조슈아 블로크, 이복연 옮김, 이펙티브 자바 EFFECTIVE JAVA 3/E, 프로그래밍 인사이트