Effective Java - item1 (생성자 대신 정적 팩토리를 고려하라)

2장 객체 생성과 파괴

객체를 만들어야 할 때와 만들지 말아야 할 때를 구분하는 법, 올바른 객체 생성법, 불필요한 생성을 피하는 방법, 제때 파괴됨을 보장하고 파괴전에 수행해야 할 작업을 관리하는 방법을 알아본다.

아이템 1 (생성자 대신 정적 팩토리를 고려하라)

• 클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 전통적 수단은 public 생성자다.
• 하지만 클래스는 생성자와 별도로 정적 팩토리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다.
• 해당 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드이다.
• // Boolean 객체를 반환하는 정적 팩토리 메서드 public static Boolean valueOf(boolean b){ return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE; }

클래스는 클라이언트에 public 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 제공할 수 있고 장/단점이 있다.

장점

1️⃣ 첫번째 : 이름을 가질 수 있다.

정적 팩토리 메서드는 생성자보다 반환될 객체의 특성을 메서드 명으로 쉽게 묘사할 수 있다.

Ex) BigInteger.probbablePrime vs BigInteger(int, int, Random)

첫번째는 값이 소수인 BigInteger를 반환한다는 의미를 더 쉽게 알 수 있다.

2️⃣ 두번째 : 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

두번째 특성 덕분에 불변 클래스는(immutable class)는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱해서 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

대표적인 예) Boolean.valueOf(boolean) 은 객체를 아예 생성하지 않음.

특히 (생성 비용이 큰) 같은 객체가 자주 요청되는 상황이면 성능을 많이 올릴 수 있다.

반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩토리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 통제할 수 있고 이런 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled)클래스라고 한다.

인스턴스를 통제하는 이유는?

• 싱글톤 클래스를 만들 수 있다.
• 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수 있다.
• 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.( a == b 일때만 a.equals(b) ) 가 성립.
• 인스턴스 통제는 플라이웨이트 패턴의 근간이 되며 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장.

3️⃣ 세번째 : 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 '유연성'을 가지게 한다.

API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.

프로그래머는 명시한 인터페이스대로 동작하는 객체를 얻을 것임을 알기에 굳이 별도 문서를 찾아가며 실제 구현클래스를 알아보지 않아도 된다.

4️⃣ 네번째 : 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 없다.

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.

예를 들어, EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩토리만 제공하는데, OpenJDK에는 원소의 수에 따라 두 가지 하위클래스 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 모르며 만약 원소가 적을 때 RegularEnumSet을 사용할 이점이 없어진다면 다음 릴리즈 시 삭제해도 문제가 없다. 또한, 성능을 개선한 버전이 나오면 추가도 가능하다.

클라이언트는 팩토리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고, 알 필요도 없다. 해당 인터페이스의 하위 클래스이기만 하면 되는 것이다.

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

이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(service provide framework)를 만드는 근간이 된다. 대표적으로는 JDBC가 있다.

서비스 제공자 프레임워크에서 제공자는 서비스의 구현체이다.

그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.

서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다.

• 구현체의 동작을 정의한느 서비스 인터페이스
• 제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API
• 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API

클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현제의 조건을 명시할 수 있으며 명시하지 않을 시 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체를 하나씩 돌아가며 반환한다.

이 서비스 접근 API가 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 '유연한 정적 팩토리'의 실체다.

3개의 핵심 컴포넌트와 같이 네번쩨 컴포넌트로 서비스 제공자 인터페이스가 쓰이기도 한다.

이 컴포넌트는 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩토리 객체를 설명해준다.

또한, 서비스 제공자 프레임워크 패턴에는 여러 변형이 있고 예를 들어, 서비스 접근 API는 공급자가 제공하는 것보다 더 풍부한 서비스 인터페이스를 클라이언트에 반환하기 위해 브릿지 패턴을 사용할 수 있다.

의존 객체 주인(Dependency Injection) 프레임워크도 강력한 서비스 제공자라고 생각할 수 있다.

단점

1️⃣첫번째, 상속을 하려면 public 이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.

예를 들어 컬렉션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다는 이야기이다.

어떻게 보면 이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들일 수 있다.

2️⃣두 번째, 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API설명에 명확히 드러나지 않아서 사용자는 정적 팩토리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화 할 방법을 알아내야 한다.

그래서 API문서를 잘 써놓고 메서드 이름도 널리 알려진 규약에 따라 짓는 식으로 문제를 완화 해줘야 한다.

정적 팩토리 메서드에서 사용하는 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

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

• instance 혹은 getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스를 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 메서트를 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<Complain> litany = Collections.list(legacyLitany);

❗요약

정적 팩토리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.

그렇다고 하더라도 정적 팩토리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고차는 것이 좋다.