Effective Java #1 - Static Factory Method

객체 생성과 파괴 (2장)

#1 : 생성자 대신 정정 팩토리 메서드를 고려하라

정적 팩토리 메서드(Static Factory Method)에 대해 알아보자.

개요

• 이 책에서는 아래와 같이 개념을 정의한다.
• API를 사용하는 프로그램 작성자(사람)를 그 API의 사용자라고 한다.
• API를 사용하는 클래스(코드)는 그 API의 클라이언트라고 한다.

Static Factory Method

• public 생성자를 사용하여 객체를 생성하는 전통적인 방법 외에도 static factory method를 이용하여 객체(인스턴스)를 생성 할 수있다.

  public static Item1 of(String name, String email) {
    return Item1.builder()
      .name(name)
      .email(email)
      .build();
  }
  

• static factory method의 장점과 단점에 대해 알아보자.

장점 #1 - 이름을 가질 수 있다.

• 생성자와 다르게 이름을 지을 수 있다. 이름을 통해 파라미터 또는 반환될 객체의 특성을 쉽게 표현할 수 있다. 이는 더 읽기 좋은 코드를 작성하는데 도움이 된다.
• 생성자의 경우 같은 타입의 파라미터를 받는 생성자를 두 개 만들 수 없는 것과 같이 시그니처에 제약이 있다.
• 정적 팩토리 메서드에는 이러한 제약이 없고 각각의 차이가 잘 드러나도록 이름을 잘 지어주면 된다.

장점 #2 - 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

• 불변(immutable) 클래스의 경우 또는 매번 새로운 객체를 만들 필요가 없는 경우는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
• Boolean.valueOf(boolean)이 대표적인 예시이고, 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 비용을 아끼고 성능을 올릴 수 있다.
• 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩토리 방식의 클래스는 인스턴스의 라이프사이클을 통제할 수 있다.
• 이를 통해 싱글톤(Singleton) 또는 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수 있다.

장점 #3 - 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있다.

• 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 유연성이 있다.

• 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.

• java.util.Collections가 대표적인 예시이며, 45개에 달하는 인터페이스의 구현체의 인스턴스를 제공하지만 그 구현체들은 전부 non-public이다.

• 즉 인터페이스 뒤에 감추어져 있고 public으로 제공해야 할 API를 줄이므로 인해 개발자가 API를 사용하기 위해 익혀야 할 개념적 부담까지 줄일 수 있었다.

• 아래와 같이 TestInterface에서 하위 타입 즉 인터페이스의 구현체인 TestImplementsClass의 인스턴스를 생성하여 사용할 수 있다.

  public interface TestInterface {
    
      void print();
    
      static void getLowerType() {
          TestExtendClass testExtendClass = new TestExtendClass();
          testExtendClass.print();
      }
  }
  

  // package-private으로 해당 구현체를 생성할 수 없다. 상위 타입인 인터페이스에서 생성하여 사용한다.
  class TestImplementsClass implements TestInterface {
    
      @Override
      public void print() {
          System.out.println("print test");
      }
  }
  

  @Component
  public class SampleRunner implements ApplicationRunner {
    
      @Override
      public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
          TestInterface.getLowerType();
      }
  }
  

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

• 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.
• EnumSet 클래스는 생성자 없이 public static 메서드, allOf(), of() 등을 제공한다.
• 그 내부에서는 enum 타입 원소의 갯수에 따라 RegularEnumSet 또는 JumboEnumSet으로 상황에 따라 다른 클래스의 객체를 반환한다.
• 개발자는 EnumSet이 넘겨주는 인스턴스가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 필요가 없고 사용만 하면 된다.

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

• 장점 3, 4와 비슷한 개념으로, 이러한 유연함은 Service provider framework(서비스 프로바이더 프레임워크)를 만드는 근본이 된다.
• 대표적인 서비스 프로바이더 프레임워크로 JDBC가 있다.
• 서비스 프로바이더 프레임워크에서 provider는 서비스의 구현체다. 그리고 이 구현체들은 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.
• 서비스 프로바이더 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어진다.
  • 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스(service interface)
  • 프로바이더가 구현체를 등록할 때 사용하는 프로바이더 등록 API(aprovider registration API)
  • 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API(serviece access API)
• 클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있고, 이를 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다.
• 부가적으로, 서비스 인터페이스의 인스턴스를 제공하는 서비스 프로바이더 인터페이스를 만들 수도 있는데, 그게 없는 경우에는 리플랙션을 사용해서 구현체를 만들어 준다.
• JDBC의 경우, DriverManager.registerDriver()가 프로바이더 등록 API. DriverManager.getConnection()이 서비스 엑세스 API. 그리고 Driver가 서비스 프로바이더 인터페이스 역할을 한다.

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

• 클래스가 package-private으로 보호되기 때문에 다른 패키지에서는 해당 클래스를 상속할 수 없다.
• 이러한 제약은 컴포지션을 사용하도록 하고 불변 타입으로 만들려면 이를 지켜야 하기 떄문에 다른 관점에서는 장점이라고도 할 수 있다.

단점 #2 - 정적 팩토리 메서드는 개발자가 사용할 때 찾기 어렵다.

• 생성자는 Javadoc 상단에 모아서 보여주지만 static 팩토리 메소드는 API 문서에서 특별히 다뤄주지 않는다.
• 따라서 클래스나 인터페이스 문서 상단에 팩토리 메소드에 대한 문서를 제공하는 것이 좋겠다.

핵심정리

• 정적 팩토리 메서드와 public 생성자는 각각의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.
• 그래도 정적 팩토리를 사용하는 것이 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 사용하던 습관을 고치도록 하자.

스터디 저장소

• java-squid / effective-java / issue #1

References

• Effective Java 3/E - Joshua Bloch
• https://github.com/keesun/study/blob/master/effective-java/item1.md