[Effective Java] 생성자 대신 정적 팩터리 메서드 사용하기

 

본 글은 이펙티브 자바 3판을 읽고 정리한 글 입니다. 동일한 내용이 포함될 수 있습니다.

 

🏝0. 서론

 

일반적으로 클래스의 인스턴스를 생성하는 방식은, public 생성자입니다.

다른 방식으로는, 정적 팩토리 메서드(static factory method)를 만들어 제공할 수 있습니다.

이 정적 팩토리 메서드는 단순히 해당 클래스의 인스턴스를 반환하는 것이 그 역할의 전부입니다.

 

다음은 정적 팩토리 메서드의 예시로, Boolean 래퍼 클래스의 valueOf 메소드입니다.

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

 

그렇다면 정적 팩터리 메소드를 사용했을 때의 장점은 무엇일까요?

 

 

🤔 1. 정적 팩토리 메서드의 장단점

1-1. 장점

 

1) 이름을 가질 수 있습니다.

생성자를 통해 인스턴스를 생성하는 경우에는, 클래스 이름을 명시하고, 내부의 파라미터를 삽입하는 방식으로 생성됩니다. 이 경우에 반환될 객체의 특성을 정확하게 설명할 수 없습니다. 반면에 정적 팩터리 메서드는 '메서드'이기 때문에 고유의 이름을 가질 수 있습니다.

 

new BigInteger(int, int, Random); // 생성자로 인스턴스 생성
BigInteger.probablePrime(...); // 정적 팩토리 메서드로 인스턴스 생성

 

위의 두 코드는 결과적으로 BigInteger 타입의 객체를 생성합니다. 하지만 두 경우 중에서 "값이 소수인 BigInteger를 반환한다"를 더 잘 설명하는 코드는 무엇일까요? 정적 팩토리 메서드의 이름을 잘 짓는다면, 이를 더욱 더 잘 설명할 수 있을 것입니다.

 

또 하나의 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있습니다. 생성자의 입력 매개변수의 순서를 바꿔 오버라이딩 해보겠다라는 생각으로 제한을 피해볼 수는 있겠지만, 어떤 역할을 하는지 구분할 수 없어 좋은 발상은 아닙니다.

따라서 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러개 필요한 경우, 정적 팩터리 메서드를 활용하는 것은 굉장히 효율적인 방법입니다.

 

 

2) 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 됨

 

이 장점에서 유심히 보아야 하는 것은, '생성하지는'이라고 표현한 것입니다.

자주 사용하는 인스턴스를 미리 만들어 놓고, 캐시에 저장해놓는 방법으로, 새로 생성하지 않고 반환하는 방식으로 정적 팩토리 메서드를 활용할 수 있다는 것입니다.

 

생성자를 사용한다면, 이런 경우는 아예 불가능하죠.

위에서 예를 들었던, Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 새로운 객체를 아예 생성하지 않습니다. 

    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
    
    public static Boolean valueOf(boolean b) {
        return (b ? TRUE : FALSE);
    }

Boolean.TRUE와 Boolean.FALSE를 미리 불변 객체로 생성한 후에, valueOf 메소드로 해당 불변 객체를 리턴합니다.

따라서 생성자를 통해서 Boolean 객체를 생성하면, 새로운 인스턴스가 생성되지만, valueOf를 통해 Boolean 객체를 생성하면, 새로운 인스턴스가 생성된 것이 아니라 이미 만들어 놓은 불변 객체를 반환할 수 있습니다.

 

이로써 새로운 객체를 생성하는 시간적, 공간적 비용을 절약할 수 있는 장점이 있어서 자주 사용하는 인스턴스가 정해져 있는 경우에 사용하면 많은 이점을 볼 수 있습니다.

 

 

3) 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있음.

 

이 능력은 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 없는 엄청난 유연성을 제공합니다.

상속과 다형성에 의해 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있다는 것은 당연합니다.

 

대표적인 예시로, java.util.Collections에서 정적 팩토리 메서드를 통해서 총 45개의 유틸리티 구현체를 얻을 수 있습니다. 컬렉션 프레임워크는 이 45개 클래스를 공개하지 않는 방식으로 API 외견을 훨씬 작게 만들 수 있었습니다.

 

또 이 얻은 객체를 구현 클래스가 아닌 인터페이스만으로 다룰 수 있습니다.

 

 

4) 입력 매개 변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.

 

반환 타입의 하위 타입이기만 하면, 어떤 클래스의 객체를 반환해도 상관없습니다.

따라서 입력 매개변수의 조건을 따른 객체를 반환해도 상관이 없다는 뜻입니다.

 

예를 들면, EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 정적 팩터리 메소드만 제공한다고 합니다.

OpenJDK에서 사용하면, 원소의 수에 따라서 64개 이하면 원소를 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet 인스턴스를,

65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet의 인스턴스를 반환한다고 합니다.

 

우리가 EnumSet 클래스를 정적 팩토리 메소드로 생성한다고 했을 때, 우리는 이 내부 존재를 몰라도 됩니다.

하위 클래스의 삭제가 일어나도, 성능을 개선해도, 새로운 하위 클래스가 생겨도 전혀 지장이 없다는 것도 또 하나의 장점입니다.

그저 하위 클래스이기만 하면 됩니다.

 

 

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

 

이게 무슨 소리야..? 클래스가 존재하지 않아도 작성이 가능하다니?

약간 오해의 소지가 있을 수는 있습니다.

 

아예 선언한 적 없는 클래스를 정적 팩토리 메서드의 리턴 값으로 정의할 수 있다는 뜻이 아니라,

'인터페이스'를 생성하고 내부 구현체 클래스를 구현하지 않은 상태에서 정적 팩토리 메서드의 리턴 값으로 사용이 가능하다는 뜻입니다.

 

 

1-2. 단점

 

1) 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하므로 정적 팩토리 메서드만 제공한다면 하위 클래스를 만들 수 없습니다.

2) 정적 팩터리 메서드를 프로그래머가 찾기 어렵습니다. 생성자처럼 API 설명에 명확하게 드러나지 않으니 문서 관리를 잘 해야 합니다.

 

 

😎 2. Reference

[도서] Effective Java 3판
[링크, 슬라이드쉐어] https://www.slideshare.net/lifeinnovator/effective-java-57604973