Effective Java : (2) 정적 팩터리 메서드

다음 사항을 관리하는 방법에 대해 설명합니다.

• 객체를 만들어야 할 때와 만들지 말아야 할 때를 구분하는 방법
• 올바른 객체 생성 방법과 불필요한 생성을 피하는 방법
• 제때 파괴됨을 보장하고 파괴 전에 수행해야 할 정리 작업

생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

클래스는 클라이언트에 public 생성자 대신 정직 팩토리 메서드를 제공할 수 있다.
장점은 다음과 같다.

1. 이름을 가질 수 있다.

BigInteger(int, int, Random)와 BigInteger.probablePrime 중 값이 소수인 BigInteger를 반환의 의미를 더 갖고 있는가 ?
클래스를 설명하는 문서를 참고하지 않다고 쉽게 의미부여를 할 수 있다.

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

인스턴스를 미리 만들거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식의 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
플라이웨이트 패턴(Flyweight Pattern)도 이와 비슷한 기법이라 할 수 있다.
언제 어느 인스턴스가 살아있게 하는지 통제가 가능하며 인스턴스 통제 클래스라 부른다.
인스턴스를 통제하면 싱글턴으로 만들 수 있고, 인스턴스화 불가로도 만들 수 있다.
또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 유연성을 갖는다.
예로, 자바 컬렉션 프레임워크는 핵심 인터페이스들에 수정 불가나 동기화 등의 기능을 덧붙인 총 45개의 유틸리티 구현제를 제공하는데..
이 구현체 대부분을 단 하나의 인스턴스화 불가 클래스인 java.util.Collections에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻도록 했다.
자바 8부터는 인터페이스가 정적 메서드를 가질 수 없다는 제한이 풀렸기 때문에 인스턴스화 불가 동반 클래스를 둘 이유가 별로 없다.
동반 클래스에 두었던 public 정적 멤버들 상당수를 그냥 인터페이스에 두면 되는 것이다.

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

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.
예로, EnumSet 클래스는 pulbic 생성자 없이 오직 정적 팩터리 메서드만 제공하는데..
원소 수에 따라 RegularEnumSet, JumboEnumSet 의 인스턴스를 선택하여 반환한다.
더 나은 성능의 인스턴스가 구현되었을 때, 기존 것을 대체도 가능하다.

5. 정적 페터리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.

이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(Service Provider Framework)를 만드는 근간이 되며 다음 네 개의 컴포넌트로 구성된다.
구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스(Service Interface)
제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API(Provider Registration API)
클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API(Service Access API)
서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명하는 서비스 제공자 인터페이스(Service Provider Interface)
대표적으로 JDBC(Java Database Connectivity)가 있다.
Connection이 서비스 인터페이스 역할을,
DriverManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할을,
DriverManager.getConnection이 서비스 접근 API 역할을,
Driver가 서비스 제공자 인터페이스 역할을 수행한다.
의존 객체 주임(Dependency Injection, 의존성 주입) 프레임워크도 강력한 서비스 제공자라고 생각할 수 있다.

반면 다음과 같은 단점을 갖기도 한다.

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

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

2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩터리 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.
API 문서를 잘 써놓거나 메서드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓는 식으로 문제를 완화해줘야 한다.

• 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, QUEEM, KING);

• valueOf
  from과 of의 더 자세한 버전
  BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);

• instance 혹은 getInstance
  매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 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 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다.
  "Type"은 팩터리 메서드가 반환할 때 객체의 타입이다.
  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.
  BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);

• type
  getType과 newType의 간결한 버전
  List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

핵심 정리
정적 팩터리 메서드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.
그렇다고 하더라도 정적 팩터리를 사용하는 게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치자.