https://hudi.blog/effective-java-static-factory-method/
※ 아래에서 예기하는 정적 팩토리 메소드는 다지안 패턴에서의 팩토리 메소드와는 다르며, 디자인 패턴중에는 이와 일치하는 패턴은 없다.
클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 전통적인 수단은 public 생성자다.
여기에 추가로 클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method)를 제공할 수 있다.
그 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드다.
다음 코드는 boolean 기본 타입의 박싱 클래스인 Boolean에서 발췌한 간단한 예다.
이 메소드는 기본 타입인 boolean 값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환해 준다
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public static Boolean valueOf(boolean b){
return b? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;
}
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클래스는 클라이언트에 public 생성자 대신 정적 팩터리 메소드를 제공할 수 있다.
이 방식에는 장점과 단점이 모두 존재한다.
먼저 정적 팩터리 메소드가 생성자보다 좋은 장점 다섯가지를 보자
생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로는 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다.
반면 정적 팩토리 메소드는 이름만 잘 지으면 반횐될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.
예컨대 생성자인 BigInteger(int , int ,Random)과 정적 팩토리 메소드인 BinInteger.ProbablePrime 중 어느 쪽이 "값이 소수인 BigInteger를 반환한다" 는 의미를 더 잘 표현했는지 보자
하나의 시그니처로는 생성자를 하나만 만들 수 있다.
입력 매개변수들의 순서를 다르게 한 생성자를 새로 추가하는 식으로 이 제한을 피해볼 수도 있지만, 좋지 않은 발상이다.
이름을 가질 수 있는 정적 팩토리 메소드에는 이런 제약이 없다.
한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를 정적 팩토리 메소드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주자
- 잘못된 예
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public class Person{
private String name;
private int age;
private String address;
public Person(String name , int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
/*아래의 코드는 오류를 발생함, 위의 생성자와 구분을 할수 없음*/
public Person(String address , int age){
this.address = address;
this.age = age;
}
/*아래의 코드로는 매개변수 순서를 다르게 해서 작성하여 작동은 하지만,,,,,알아보기엔 좀...*/
public Person(int age , String address){
this.address = address;
this.age = age;
}
}
Person p1 = new Person("김성철",33);
Person p2 = new Person(33,"경기도 용인시");
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- 올바른 사용 방법
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public class Person{
private String name;
private int age;
private String address;
private Person(String name , int age , String address){
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
static Person createByName(String name,int age){
return new Person(name,age,null);
}
static Person createByAddress(String address , int age){
return new Person(null,age,address);
}
}
Person p1 = Person.createByNameAndAge("김성철",33);
Person p2 = Person.createByAddressAndAge("경기도 용인시",33);
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위와 같이 작성하면 생성자를 오버로딩 한거보다 좀더 직관적으로 알수 있다
##장점 2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다. (인스턴스 통제 클래스)
불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
대표적인 예인 Boolean.valueOf(boolean) 메소드는 객체를 아예 생성하지 않는다.
new 키워드를 사용하면 객체는 무조건 새로 생성되지만 자주 생성될 것 같은 인스턴스는 클래스 내부에 미리 생성해 놓은 다음 반환한다면 코드를 최적화할 수 있다.
- java.lang.integer 클래스의 valueOf의 구현코드
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public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
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전달된 i가 캐싱된 숫자의 범위내에 있다면 객체를 새로 생성하지 않고, 미리 생성된 객체를 반환한다.
그렇지 않을 경우에만 new 키워드를 사용하여 객체를 생성한다.
플라이웨이트 패턴(Flwweight pattern) 도 이와 비슷한 기법이다.
반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩토리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 철저히 통제할 수 있다.
이런 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라 한다.
인스턴스를 통제하면 클래스를 싱글턴으로 만들수도 있고, 인스턴스화 불가로 만들수도 있다.
또한 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다( a == b 일 때만, a.equals(b) )
인스턴스통제는 플라이웨이트 패턴의 근간이 되며, 열거타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다.
##장점 3. 반환 나팁의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
이 능력은 반환할 객체의 클래스를 자유럽게 선택할 수 있게 하는 엄청난 유연성을 선물한다.
API를 만들때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.
이는 인터페이스를 정적 팰토리 메소드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.
생성자를 사용하면 생성되는 객체의 클래스가 하나로 고정된다.
하지만 정적 팩토리메소드를 사용하면, 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 유연성을 갖을 수 있게 된다.
- 반환할 객체를 다르게한 예제
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public class Person{
private String name;
private int age;
private String address;
public Person(String name , int age , String address){
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
public static Person youngPerson(String name,int age){
return new YoungPerson(name,age);
}
public static Person oldPerson(String name,int age){
return new OldPerson(name,age);
}
}
class YoungPerson extends Person{
public YoungPerson(String name,int age){
super(name,age,null);
}
}
class OldPerson extends Person{
public OldPerson(String name,int age) {
super(name,age,null);
}
}
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Person p3 = Person.youngPerson("어린이",10);
Person p4 = Person.oldPerson("노인",80);
System.out.println(p3.getClass().toString() + " " +p3);
System.out.println(p4.getClass().toString() + " " +p4);
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class EffectiveJava.staticfactory.YoungPerson Person{name='어린이', age=10, address='null'}
class EffectiveJava.staticfactory.OldPerson Person{name='노인', age=80, address='null'}
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##장점 4. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.
반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관 없다.
심지어 다음 릴리스에서는 또 다른 클래스의 객체를 반환해도 된다.
클라이언트는 팩토리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없다.
해당 클래스의 하위 클래스이기만 하면 된다
- java.util.EnumSet 의 정적 팩토리 메서드
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public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) {
Enum<?>[] universe = getUniverse(elementType);
if (universe == null)
throw new ClassCastException(elementType + " not an enum");
if (universe.length <= 64)
return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
else
return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
}
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- 매개변수에 따른 다른 클래스 반환 예시
나이가 20살보다 어리면 YoungPerson 클래스 반환, 20살부터는 OldPerson 클래스 반환
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static Person createByAge(int age){
if(age<20){
return youngPerson(null,age);
}else{
return oldPerson(null,age);
}
}
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Person p5 = Person.createByAge(15);
Person p6 = Person.createByAge(50);
System.out.println(p5.getClass().toString() + " " +p5);
System.out.println(p6.getClass().toString() + " " +p6);
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class EffectiveJava.staticfactory.YoungPerson Person{name='null', age=15, address='null'}
class EffectiveJava.staticfactory.OldPerson Person{name='null', age=50, address='null'}
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##장점 5. 정적 팩토리 메소드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.
대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC(Java Database Connectivity)가 있다.
서비스 제공자 프레임워크에서의 제공자(provider)는 서비스의 구현체다.
그리고 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.
##단점 1. 상속을 하려면 public 이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팰토리 메소드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
앞서 이야기한 컬렉션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다는 이야기다.
어찌 보면 이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로 받아들일수 있다.
인스턴스 통제 클래스를 구현하기 위해서는 사용자가 new 키워드를 사용하여 임의로 객체를 생성함을 막아야한다.
이를 위해 생성자의 접근 제어자를 private 로 설정해야하는데, 생성자가 private 인 클래스는 상속을 할 수 없다. 즉, 부모 클래스가 될 수 없다.
생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩토리 메소드 방식 클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다.
이런점을 보완하기 위해 API문서를 잘 써놓고 메소드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓는 식으로 문제를 완화해야 한다.
- from
매개변수를 하나 받아서 해당 타입의 인스턴스를 반환하는 형 변환 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
from 과 of 의 더 자세한 버전
ex) BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE);
- instance 혹은 getInstance
(매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.
ex) StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options);
- create 혹은 newInstance
instance 혹은 getInstance 와 비슷하지만, 매번 새로운 인스턴스를 생성하여 반환함을 보장한다.
ex) Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);
- getType
getInstance 와 같으나, 현재 클래스가 아닌 다른 클래스의 인스턴스를 생성할 때 사용한다. Type 은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입을 적는다.
ex) FileStore fs = Files.getFileStore(path);
- newType
createInstance 와 같으나, 현재 클래스가 아닌 다른 클래스의 인스턴스를 생성할 때 사용한다. Type 은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입을 적는다.
ex) BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
- type
getType 과 newType 의 간결한 버전
ex) List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);
정적 팩토리 메소드와 public 생성자는 각자의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.
그렇다고 하더라도 정적 팩토리 를 사용하는게 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 제공하던 습관이 있다면 고치자.