[Effective Java] 아이템 1: 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

• 클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드 (static factory method)를 제공할 수 있다.

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

장점

1. 이름을 가질 수 있다

   • 생성자는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못함

   • 정적 팩터리는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있음

     • ex) BigInteger(int, int Random) vs BigInteger.probablePrime()
       • 후자가 값이 소수인 BigInteger 를 반환한다는 의미를 더 잘 설명함

   • 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요하다면 정적 팩터리 메서드를 사용하자

     • 시그니처: 메서드명, 파라미터 순서, 파라미터 타입, 개수를 의미 (리턴 타입, 예외는 시그니처에서 제외)

2. 호출할 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다

   • 불변 클래스는 객체를 미리 만들어두거나 객체를 캐싱해서 재활용해서 불필요한 객체 생성을 피할 수 있음

     • ex) Boolean.valueOf(boolean) 의 경우 객체를 생성하지 않음

   • 어느 인스턴스를 살아있게 할지 통제할 수 있는 정적 팩터리 방식의 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라고 함.

     • 인스턴스 통제를 통해 클래스를 싱글턴으로 만들 수 있음

     • 인스턴스 통제를 통해 클래스를 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수 있음

     • 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나 뿐임을 보장할 수 있음

       • ex) a == b 일 때만 a.equals(b) 가 성립

     • 인스턴스 통제는 플라이웨이트 패턴의 근간이 됨

     • 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장함

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있다

   • 자바 컬렉션 프레임워크는 총 45개의 유틸리티 구현체를 인스턴스화 불가 클래스인 java.util.Collections 에서 정적 팩터리 메서드를 통해 얻도록 함.

     • 45개의 클래스를 공개하지 않기 때문에 API 외견을 작게 만들 수 있음
     • API를 사용하는 개발자가 익혀야 하는 개념의 수와 난이도도 낮아짐
       • 명시한 인터페이스대로 동작할 것을 알고 있으므로 굳이 별도 문서를 찾아가며 실제 구현 클래스를 볼 필요가 없음

   • 정적 팩터리 메서드를 사용하는 클라이언트는 메서드를 통해 생성한 객체를 인터페이스만으로 다루게 됨

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

   • 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하던 상관없음

     • ex) OpenJDK에서의 EnumSet 클래스의 정적 팩터리 메서드는 원소가 64개 이하면 RegularEnumSet 의 인스턴스를, 65개 이상이면 JumboEnumSet 의 인스턴스를 반환함

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

   • 서비스 제공자 프레임워크(service provider framework)의 근간이 됨 ex) JDBC
     • 서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어짐 (종종 4 번째 컴포넌트도 쓰임)
       • 서비스 인터페이스(service interface): 구현체의 동작을 정의
       • 제공자 등록 API(provider registration API): 제공자가 구현체를 등록할 때 사용
       • 서비스 접근 API(service access API): 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용
       • 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface): 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명
         • 서비스 제공자 인터페이스가 없으면 각 구현체를 인스턴스화할 때 리플렉션을 사용해야함
     • 서비스 접근 API가 유연한 정적 팩터리의 실체라고 할 수 있음
       • 클라이언트가 별도의 조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하고, 조건을 명시하면 지원하는 구현체들을 반환함
     • ex) JDBC
       • Connection: 서비스 인터페이스 역할
       • DriverManager.registerDriver: 제공자 등록 API 역할
       • DriverManager.getConnection: 서비스 접근 API 역할
       • Driver: 서비스 제공자 인터페이스 역할

단점

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

   • 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고, 불변 타입으로 만드려면 이 제약을 지켜야하므로 장점으로 받아들일 수 있음

2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다

   • 생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으므로 사용자가 정적 패터리 메서드를 찾아야한다
     • 이를 완화하기 위해 API 문서를 잘 쓰고, 정적 팩터리 메서드 이름을 잘 지어야함

주로 사용하는 명명법

• from: 매개 변수를 하나 받아서 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) BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
• instance / getInstance: (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않음
  • ex) StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
• create / newInstance: instance / getInstance와 같지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장
  • ex) Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
• getType: getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 사용
  • ex) FileStore fs = Files.getFileStore(path);
• newType: newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 사용
  • ex) Bufferedreader br = Files.newBufferedReader(path);
• type: getType과 newType의 간결한 버전
  • ex) List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);

정리

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

일반적으로 정적 팩터리 메서드를 사용하는 것이 유리한 경우가 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고칠 것.