생성자 대신 정적 팩터리 메서드

2020-10-25

이펙티브자바

클래스를 통해 객체를 만드는 일반적인 방법은 public으로 선언된 생성자를 이용하는 것입니다. 그러나 생성자를 통해서 객체를 만드는 방법 이외에도 public으로 선언된 정적 팩토리 메서드를 사용할 수 있습니다.

Boolean 클래스의 정적 팩터리 메서드

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

정적 팩토리 메서드를 사용할 때 장점은 다음과 같습니다.

생성자와 달리 정적 팩터리 메서드에는 이름이 있다.
생성자와 달리 싱글턴패턴 처럼 호출 할 때마다 새로운 객체를 생성할 필요가 없다.
하위 자료형 객체를 반환할 수 있다.
정적 팩터리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.

1. 생성자와 달리 정적 팩터리 메서드에는 이름이 있다.

생성자에 전달되는 파라미터들은 어떤 객체가 생성되는지를 설명하지 못하지만, 정적 팩터리 메서드는 이름을 잘 짓기만 한다면 사용하기 쉽고, 가독성도 높아집니다.

public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
  return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
}

2. 생성자와 달리 싱글턴 패턴 처럼 호출 할 때마다 새로운 객체를 생성할 필요가 없다.

싱글턴 패턴 예제

public class EagerInitializationSingleton {

    private static final EagerInitializationSingleton instance = new EagerInitializationSingleton();

    private EagerInitializationSingleton() {
    }

    public static EagerInitializationSingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

매번 새로운 객체를 리턴하기 보다는, 이미 만들어져있는 객체를 리턴해줄 수 있습니다. 이 기법은 Flyweight 패턴과 유사합니다. 동일한 객체가 요청되는 일이 잦고, 특히 객체를 만드는 비용이 클 때 적용하면 성능을 크게 개선할 수 있습니다.

이렇게 정적 팩터리 메서드를 사용하면 같은 객체를 반복해서 반환할 수 있으므로 어떤 시점에 어떤 객체가 얼마나 존재할지를 정밀하게 제어할 수 있는데, 그런 기능을 갖춘 클래스는 개체 통재 클래스라고 부릅니다. 개체 통제 클레스를 작성하는 이유는 몇 가지가 있습니다. 개체 수를 제어하면 싱글턴 패턴을 따르게 할 수 있고, 객체 생성이 불가능한 클래스를 만들 수도 있습니다. 변경이 불가능한 클래스의 경우 두 개의 같은 객체가 존재하지 못하도록 할 수도 있습니다. 즉 a == b일 때만 a.equals(b)가 참이 되도록 만들 수 있습니다. 이렇게 구현된 클래스는 equlas() 대신 == 연산자로 메모리를 비교하기 때문에 성능이 향상됩니다. enum이 이 기법을 사용합니다.

그렇지만, 정적 팩터리가 반드시 호출 할 때마다 캐싱되어 있는 객체를 반환해야 하는 것은 아닙니다.

Boolean 클래스의 경우 JVM 실행시 내부적으로 true 값과 false 값을 캐싱해서, 클라이언트가 호출할 때마다 이 객체를 반환하도록 합니다.

Boolean.java

public final class Boolean implements java.io.Serializable,
                                      Comparable<Boolean> {
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
                                       
     public static Boolean valueOf(boolean b) {
            return (b ? TRUE : FALSE);
        }
}

그렇지만 LocalDateTime 클래스의 경우, 캐싱을 사용하지 않고, 매번 호출 시 새로운 객체를 반환하도록 되어 있습니다.

LocalDateTime.java

public static LocalDateTime of(int year, Month month, int dayOfMonth, int hour, int minute) {
    LocalDate date = LocalDate.of(year, month, dayOfMonth);
    LocalTime time = LocalTime.of(hour, minute);
    return new LocalDateTime(date, time);
}

이렇게 JDK 예제에서 보았듯이, 정적 팩터리 메소드를 사용하면 캐싱 기능을 사용할 수 있지, 반드시 캐싱을 구현해야하는 것은 아닙니다.

3.하위 자료형을 반환할 수 있다.

정적 팩터리 메소드를 사용하면 하위 자료형을 반활 할 수 있습니다.

public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) {
     Enum<?>[] universe = getUniverse(elementType);
     if (universe == null)
         throw new ClassCastException(elementType + " not an enum");

     if (universe.length <= 64)
         return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
     else
         return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
 }

EnumSet.noneOf() 메소드를 보면, return 타입은 EnumSet의 추상클래스 이며, EnumSet의 하위 클래스는 RegularEnumSet 클래스와 JumboEnumSet 클래스 입니다.

Enum의 개수가 64개 이하면 EnumSet의 하위 클래스인 RegularEnumSet을 반환하고, 64개 이상이면 JumboEnumSet을 반환하게 됩니다.

단점 1. 하위 클래스를 만들 수 없다.

상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요합니다. 그러나 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없습니다.

위에서 살펴본 Collections의 하위 클래스는 만들지 못하며, 상속보다는 컴포지션을 사용해야 합니다.

단점 2. 정적 팩터리 메서드는 다른 정적 메서드와 확연히 구분되지 않는다.

Java Doc을 보면 생성자는 API 설명에 명확히 들어나지만 정적 팩터리 메서드는 명확히 들어나지 않습니다. 그러므로 정적 팩터리 메서드의 이름을 지을 때, 널리 알려진 규약을 따르는게 좋습니다.

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

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

instance 또는 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지 않는다.
```
StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options):
```
create 또는 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 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. “Type”은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.
```
FileStore fs = Files.getFileStore(path)
```
newType : newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. “Type”은 팩터리가 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.
```
BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
```

type : getType과 newType의 간결한 버전

List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

결론

정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋습니다. 그치만 정적 팩터리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치는게 좋습니다.

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