이펙티브 자바 - 아이템 1 : 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

아래는 우리가 알고 있는 일반적인 생성자의 형태이다.

public class Person {
	public Person() {
	}
}

Static Factory Method

이번 세션의 아이템 1에서 제안하는 방식은 정적 팩터리 메소드 ( Static Factory Method ) 를 이용하여 아래와 같은 형태로 선언하는 것이다.

public class Person {
	private static Person PERSON = new Person();
    
	private Person() { // 외부 생성 금지
	}

	public static final Person getInstance() { // factory method
		return PERSON;
	}
}

• static으로 선언된 메서드
• new Object()와 같이 객체생성을 하지 않고 사용할 수 있는 메서드

Static Factory Method - 장점

1. 이름을 가질 수 있다.
   • 한 객체의 생성자 여러개로 오버로딩하면, 모든 생성자의 이름은 같지만 매개변수만 다르다. → 단순히 매개변수만 보고 의미하는 바를 정확하게 알기 힘들 수 있다.
   • 생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다.
   • 입력 매개변수들의 순서를 다르게 한 생성자를 새로 추가하는 식은 좋지 않은 발상이다.
   • 동일한 시그니처를 가진 생성자는 여러개 생성할 수 없다.
   ⇒ Static Factory Method는 이름을 가질 수 있어, 반환될 객체의 ( 혹은 매개변수의 ) 특성을 잘 설명할 수 있다.

   // Static Factory Method를 사용하였을 때, 이름을 가질 수 있어 반환될 객체, 
   // 혹은 매개변수의 특성을 잘 설명할 수 있다.
   public class Foo {
   	public Foo() { ... }
   	public static withName(String name) { 
   		Foo foo = new Foo();
   		foo.name = name;
   		return foo;
   	}
   	public static withAddress(String address) { 
   		Foo foo = new Foo();
   		foo.address = address;
   		return foo;
   	} 
   }
   

2. // 생성자를 사용하였을 때, 동일한 시그니처를 가진 생성자는 여러개 생성할 수 없다. public class Foo { public Foo(String name) { ... } public Foo(String address) { ... } // 컴파일 에러 }
3. 호출될 때 마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.
   • 불변 클래스(Immutable)는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나, 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용해 불필요한 객체 생성을 막아 성능을 끌어올려 준다.

   public class Foo {
   	private static final Foo GOOD_NIGHT = new Foo();
   	public Foo() { ... }
   	public static getInstance() { 
   		return GOOD_NIGHT;
   	} 
   
   	public static void main(String[] args) {
   		Foo foo = Foo.getInstance();
   	}
   }
   

   • 아래와 같이, 생성자를 private 으로 선언하여 new 키워드를 통한 객체 생성을 막아두고, getInstance 메서드를 이용하여 인스턴스를 없다면 생성하고, 있다면 반환하도록 할 수도 있다.

   class Foo {
       private static Foo foo = null;
   
       private Foo() {}
   
       static Foo getInstance() {
           if (foo == null) {
               foo = new Singleton();
           }
   
           return foo;
       }
   
   	public static void main(String[] args) {
   		Foo foo1 = Foo.getInstance();
   		Foo foo2 = Foo.getInstance();
   		System.out.println(foo1 == foo2); // true
   	}
   }
   

4. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
   • 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있다. ⇒ 반환하는 타입을 인터페이스 타입으로 할 경우, 해당 인터페이스를 구현하는 다른 타입의 객체들을 반환할 수 있다. ( 상속 )
   • API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.
   • EX ) Java Collection Framework
     • 핵심 인터페이스들에 수정 불가, 동기화 등의 기능을 덧붙인 총 45개의 유틸리티 구현체를 제공
     • 이 구현체 대부분을 단 하나의 인스턴스화 불가 클래스인 java.util.Collectoins 에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻도록 구성되어 있음
     • 따라서, Collection을 상속받는 모든 타입의 인스턴스가 리턴될 수 있다.
5. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.
   • 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.
   • 철저히 인터페이스 기반의 구현이 이루어진다.
6. 정적 팩토리 메소드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.
   • 이 장점은, 서비스 제공자 프레임워크(Service Provider Framework)를 만드는 근간이 된다.
     • 서비스 제공자 프레임워크는 3가지의 핵심 컴포넌트
       1. 서비스 인터페이스(Service Interface): 구현체의 동작을 정의
       2. 제공자 등록 API(Provider Registration API): 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
       3. 서비스 접근 API(Service Access API): 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용
     • 종종 사용되는 네번째 컴포넌트
       1. 서비스 제공자 인터페이스(Service Provider Interface): 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩토리 객체를 설명
     • EX ) JDBC
       • DriverManager.registerDriver() : 프로바이더 등록 API, DriverManager.getConnection() : 서비스 액세스 API
       • Driver : 서비스 프로바이더 인터페이스
       • getConnection 을 썼을 때 실제 return 되어서 나오는 객체는 DB Driver마다 다르다.

Static Factory Method - 단점

1. 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
   • 상속을 하게되면 super()를 호출하며 부모 클래스의 함수들을 호출하게된다.
   • 그러나 부모 클래스의 생성자가 private이라면 상속이 불가능하다.
   • 상속 하려면, public이나 protected 생성자가 필요하다.
   • EX ) Collection 프레임뤄크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다.
2. 정적 팩터리 메서드에 대해서 프로그래머가 찾기 어렵다.
   • 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.
   • 정적 팩토리 메서드의 명명 규칙
     • from : 매개변수를 하나 받아 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형변환 메서드 ex) Date d = Date.from(instant);
     • of : 여러 매개변수를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드 ex) Set<Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING);
     • valueOf : from과 of의 더 자세한 버전 ex) BingInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
     • instance / getInstance : (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다. ex) StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
     • create / newInstance : instance / getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다. ex) Object newArray = Array.newInstance(calssObject, arrayLen);
     • getType : getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다. ex) FileStore fs = Files.getFileStore(path);
     • newType : newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다. ex) BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
     • type : getType과 newType의 간결한 버전 ex) List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLintany);