[effectice java] item 1. 생성자 대신 정적 팩토리 메소드를 고려하라

클래스의 인스턴스를 얻을 때 일반적으로 public 생성자를 사용한다. 하지만 개발자는 클래스에 생성자 대신(혹은 함께) 정적 팩토리 메소드를 제공해 클래스의 인스턴스를 반환할 수 있다.

 

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    // 생성자를 통한 인스턴스 생성
    private Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 정적 팩토리 메소드: 이름과 나이를 받아 Person 객체 생성
    public static Person createPerson(String name, int age) {
        return new Person(name, age);
    }

    // 정적 팩토리 메소드: 이름만 받고 나이를 기본값으로 설정해 Person 객체 생성
    public static Person createPersonWithDefaultAge(String name) {
        return new Person(name, 30); // 기본 나이를 30으로 설정
    }

    // 정적 팩토리 메소드: 나이만 받고 이름을 기본값으로 설정해 Person 객체 생성
    public static Person createPersonWithDefaultName(int age) {
        return new Person("John Doe", age); // 기본 이름을 "John Doe"로 설정
    }
}

해당 예제 코드에서 Person 클래스는 생성자를 통해서 인스턴스를 만들 수도 있고 여러개의 정적 팩토리 메소드를 통해서도 인스턴스를 만들 수 있다.

 

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장점 1. 이름을 가질 수 있다. (반환될 객체 특성 설명 가능)

 

생성자의 이름은 클래스의 이름을 그대로 사용한다. 매개변수의 순서를 다르게하여 여러 개의 생성자를 만들 수 있지만, 각각의 생성자가 어떤 역할을 하는지 명확히 알 수 없다. 하지만 정적 팩토리 메소드는 메소드의 이름을 지을 수 있어 그 용도를 명확히 표현할 수 있다.

 

// probablePrime를 생성자로 만들 경우 소수를 만든다는 사실을 쉽게 알 수 없다.
public BigInteger(int bitLength, Random rnd)

// 메소드의 이름으로 소수를 반환한다는 사실을 알 수 있다.
public static BigInteger probablePrime(int bitLength, Random rnd)

 

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장점 2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

 

정적 팩토리 메소드를 사용하면 인스턴스를 미리 만들어 두거나 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다. 클래스의 생성자를 사용할 수 없도록 만들고 정적 팩토리 메소드를 통해서만 인스턴스를 만들 수 있도록 하면, 프로그램 전체에서 사용되는 클래스의 인스턴스를 통제할 수 있다. 이를 통해 클래스를 싱글톤으로 만들거나 인스턴스화 불가로 만들 수 있다. 또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.(a == b 일 때만 a.equals(b)가 성립)

 

// Boolean 클래스는 valueOf 메소드에서 새로 인스턴스를 생성하지 않고 미리 만들어둔 인스턴스를 재활용한다.
public static Boolean valueOf(boolean b) {
    return (b ? TRUE : FALSE);
}

 

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장점 3. 반환 타입의 하위타입 객체를 반환할 수 있다.

 

클래스의 생성자는 해당 클래스의 인스턴스만 만들 수 있다. 하지만 정적 팩토리 메소드를 사용하면 하위 클래스의 인스턴스까지 반환할 수 있어 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 엄청난 유연성을 제공한다. 새로운 인터페이스와 수많은 구현 클래스가 있을 때, 구현 클래스의 생성자로 인스턴스를 만드는 게 아니라 인터페이스의 정적 팩토리 메소드로 인스턴스를 만들어서 개발자가 수많은 구현 클래스들을 이해하지 않고도 인터페이스를 사용할 수 있다.

 

// List 인터페이스로 구현 클래스의 인스턴스를 만들었다.
List<Integer> list = List.of(1, 2, 3, 4, 5);

 

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

 

클래스의 생성자는 해당 클래스의 인스턴스만 만들 수 있다. 하지만 정적 팩토리 메소드를 사용하면 상황에 따라 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다. 예를 들어 적은 메모리를 사용해야 하는 경우와 그 반대의 경우에 따라 다른 클래스 인스턴스를 반환함으로써 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.

 

// EnumSet의 정적 팩토리 메소드는 경우에 따라 RegularEnumSet, JumboEnumSet 두개의 클래스의 인스턴스를 반환한다.
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);
}

클라이언트는 RegularEnumSet과 JomboEnumSet 클래스의 존재를 모르고 다음 개발자는 릴리즈 때 이를 삭제해도, 성능을 개선한 또 다른 클래스를 추가할 수 있다.

 

 

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장점 5. 정적 팩토리 메소드를 작성하는 시점에 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.

 

생성자를 이용해 인스턴스를 만들었을 때는 클래스가 존재해야 생성자가 존재할 수 있다. 정적 팩토리 메소드는 메소드와 반환할 타입만 정해두고 실제 반환될 클래스는 나중에 구현하는 것이 가능하다.

 

public class JdbcExample {

    public static Connection createConnection(String jdbcUrl, String username, String password) throws SQLException {

        String jdbcDriver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";

        try {
            // 드라이버 클래스 동적으로 로드
            Class.forName(jdbcDriver);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new SQLException("JDBC driver not found");
        }

        ...
    }
}

 

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

 

정적 팩토리 메소드만을 사용하게 하려면 기존 생성자는 private으로 해야 하고 그렇게 되면 상속을 할 수 없게 된다. 하지만 이 단점은 상속보다 컴포지션 사용을 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 장점으로 받아들일 수도 있다.

 

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단점 2.정적 팩토리 메소드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

 

생성자는 기본 문법이기 때문에 개발자가 새로운 공부 없이 바로 사용할 수 있지만 정적 팩토리 메소드는 개발자가 해당 클래스에 정적 팩토리 메소드가 있다는 사실을 알아야 한다. 이 단점을 완화하기 위해서는 알려진 규약을 사용하여 정적 팩토리 메소드를 만들어야 한다.

 

// from: 한개의 매개변수를 받아 해당 타입의 인스턴스를 반환
Date d = Date.from(param);

// of: 여러 매개변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환
Set<Rank> faceCards = EnumSet.of(param, param, param);

// valueOf: from, of와 유사. 더 자세한 버전
BigInteger bi = BigInteger.valueOf(param)

// instance, getInstnce: 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환, 같은 인스턴스 보장 X
StackWalker luke = StackWalker.getInstance(param);

// create, newInstance: 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환
Object newArray = Array.newInstance(param)

// getType: getInstnce와 같으나 다른 클래스의 인스턴스를 반환
FileStore fs = Files.getFileStore(param);

// newType: newInstnce와 같으나 다른 클래스의 인스턴스를 반환
BufferedReader br = Files.newBufferedReader(param);

// type: getType, newType와 유사. 더 간결한 버전
List list = Collections.list(param);