2장 아이템1 - 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

핵심 정리

정적 팩터리 메서드와 public생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이 해하고 사용하는 것이 좋다. 
그렇다고 하더라도 정적 팩터리를 사용하는 게 유리한 경우 가 더 많으므로 무작정 publk 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치자

 

정적 팩터리 메서드 예제

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

 

장점

고유한 이름을 가질수 있다.

• 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.

호출될 때마다 새로운 인스턴스를 생성하지 않아도 된다. 

• 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
  • 이 덕분에 불변 클래스(immutable class)는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
  • 인스턴스 통제가 가능하다.
  • 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 언제 어느 인스턴스를 살아있게 할지 통제할 수 있다.
  • 이런 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라 한다.
  • 인스턴스를 통제하면 싱글턴(singleton)으로 만들수 있고, 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들수 있다.
  • 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나임을 보장할 수 있다.
    • a == b → a.equals(b)
  • 열거 타입(enum)은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장
• 플라이웨이트 패턴(Flyweight pattern)도 이와 비슷한 기법
• 예시

Integer n1 = Integer.valueOf(10);
Integer n2 = Integer.valueOf(10);
System.out.println(n1 == n2);
System.out.println(Integer.compare(n1, n2));

Boolean b1 = Boolean.TRUE;
Boolean b2 = Boolean.TRUE;
System.out.println(b1 == b2);
System.out.println(Boolean.compare(b1, b2));

 

번외 (String 비교)

String s1 = "a";    // 내부에서 문자 집합이 "a"인 문자열 객체를 만들어 s1 객체에 대입
String s2 = "a";    // 위에서 만들어진 "a" 문자열 객체를 s2에 대입
System.out.println(s1 == s2);   // true

String s3 = "a";    // 내부에서 문자 집합이 "a"인 문자열 객체를 만들어 s1 객체에 대입
String s4 = new String("a");    // 새로운 문자열 객체 "a" 생성
System.out.println(s3 == s4);   // false

 

반환 타입의 하위 타입 객체를 반환 가능

• 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택 가능
• 반환 타입을 인터페이스로 할 경우 해당 인터페이스를 구현하는 다른 타입의 객체를 반환할 수 있다(상속)
• 특히 API를 만들때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.
• 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술
• 정적 팩터리 메서드를 사용하는 클라이언트는 얻은 객체를 인터페이스만으로 다루게 된다.
• 자바 8부터 인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 있다.
  • 동반 클래스에 두었던 public 정적 멤버들 상당수를 인터페이스 자체이 두면 된다.
  • 정적 메서드를 구현하기 위한 코드 중 많은 부분은 별도의 package-private 클래스에 두어야 할 수 있다.

 

입력 매게변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다

• 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.
• 예시 (EnumSet#noneOf(Class<E>))
  • 원소 개수에 따른 다른 클래스 객체 반환
  • 클라이언트는 팩터리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없다.

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);
}

 

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

• 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.
• 대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC(Java Database Connectivity)가 있다.
  • 서비스 제공자 프레임워크
    • 제공자(provider) : 서비스의 구현체
      • 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.
    • 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.
      • 서비스 인터페이스(service interface) : 구현체의 동작을 정의
      • 제공자 등록 API(provider registration API) : 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
      • 서비스 접근 API(service access API) : 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
    • 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 API가 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 '유연한 정적 팩터리'의 실체이다.
    • 3개의 핵심 컴포넌트와 더불어 종종 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface)라는 네번째 컴포넌트가 쓰이기도 한다.
      • 서비스 인터페이스의 인터페이스를 생성하는 팩터리 객체를 설명
      • 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.
    • JDBC에서는
      • Connection이 서비스 인터페이스 역할
      • DriverManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할
      • DriverManager.getConnection이 서비스 접근 API 역할
      • Driver가 서비스 제공자 인터페이스 역할

단점

상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하여 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.

• 컬렉션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다
• 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야한다

정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

• 생성자처럼 API 설명에 명확하게 드러나지 않아, 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.
• API 문서를 잘 써놓고 메서드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓는 식으로 문제를 완화해야 한다.

 

정적 팩터리 메서드 명명 방식

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	Biglnteger prime = Biglnteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
instance 혹은 getInstance	(매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.	StackWalker luke = StackWalker.getlnstance(options);
create 혹은 newInstance	instance 혹은 getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.	Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
getXXX(getType)	getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다.	FileStore fs = Files.getFileStore(path);
newXXX(newType)	newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. ""	BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
XXX(Type)	getXXX과 newXXX의 간결한 버전	List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);