정적 팩터리 메서드란?

• 단순하게 클래스의 인스턴스를 반환하는 단순한 정적 메서드를 뜻한다.
• 예를 들면, 다음과 같은 코드와 같이 단순하게 인자를 받아 해당 클래스의 인스턴스를 반환하는 메서드를 뜻한다.

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public static Product from(String name) {
    return new Product(name);
} 

정적 팩터리 메서드의 장점

장점-1) 이름을 가질 수 있다.

• 일반적인 클래스에서 생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으론 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다.
• 반면 정적 팩터리는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다.
  • 예를 들어, new BigInteger(int, int, Random)과 같은 일반 new키워드로 생성한 인스턴스보다 BigInteger.probablePrime 과 같은 정적 팩터리 메서드가 값이 소수인 BigInteger를 반환한다 는 의미를 더 잘 내포하고 있다.
• 물론 생성자의 입력 매개변수의 순서를 다르게한 여러 생성자를 만들 순 있지만, 호출하는 입장에서 각 생성자가 어떤 역할을 하는지 정확하게 기억하기 어려워 엉뚱한 것을 호출하는 실수를 할 수도 있다.
• 또한 public 생성자는 하나의 시그니처로 하나만 생성할 수 있다.

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public class Product {

  private String name;
  private String description;

  // public 생성자
  public Product(String name) {
    this.name = name;
  }

  // public 생성자 -> 불가
  public Product(String description) {
    this.description = description;
  }

}

• 이미 name 변수를 받는 생성자가 존재 하기 때문에 description를 받는 생성자는 생성할 경우 오류를 범하고 만다.
• 왜? 이미 하나의 변수를 받는 생성자가 존재하기 때문에 사용을 하여도 엉뚱한 메소드를 호출할 수 있다.
• 하지만! 정적 팩토리 메서드는 가능하게 해준다. 아래 예시와 같이 하나의 시그니처로 여러 가지를 구현할 수 있도록 해준다.

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public class Product {

  private String name;
  private String description;

  // static factory method
  public static Product myName(String name) {
    Product product = new product();
    product.name = name;
    return product;
  }

  // static factory method
  public static Product myDescription(String description) {
    Product product = new product();
    product.description = description;
    return product;
  }

}

장점-2) 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 도니다.

• 이 덕분에 불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
  • 대표적인 예시로, Boolean.valueOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다. 따라서 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 끌어올려 준다.
• 또한, 생성되는 인스턴스를 통제할 수 있다. 인스턴스를 통제하면 다음과 같은 부수적인 효과를 누릴 수 있다.
  • 1)클래스를 싱글턴으로 만들 수 있다.
  • 2)인스턴스화 불가로 만들 수도 있다.
  • 3)불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나 뿐임을 보장할 수 있다.

장점-3) 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

• 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 엄청난 유연성을 제공한다.
• API를 만들때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.
• 책에서 제시하는 예제는 java.util.Collections 패키지를 설명하고 있는데, 다른 블로그를 참고하여 더 이해하기 쉬운 예시로 설명하고자 한다.

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static class Pay {
    public static final String SAMSUNG = "SAMSUNG";
    public static final String NAVER = "NAVER";

    static Payment pay(String pay){
        switch (pay){
            case SAMSUNG:
                // 3. 반환 타입의 하위타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
                return new SamsungPay();
            case NAVER:
                return new NaverPay();
        }
        throw new IllegalArgumentException();
    }

}

Payment라는 상위 타입 Interface로 하위 타입인 SamSungPay 클래스를 숨김으로써

프로그래머는 인터페이스대로 동작할 객체를 얻을 것을 알기에 굳이 SamSungpay.class를 찾아가서 알아보지 않아도 된다.

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

• 반환타입의
• EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공한다.
  • 원소의 개수가 64개 이하면 원소들을 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet의 인스턴스를 반환한다.
  • 65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet의 인스턴스를 반환한다.
  • 여기서 클라이언트는 이 두 클래스의 존재를 모르며, 아무 문제가 발생하지 않는다.

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

• 이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.

• 대표적인 서비스 제공자 프레임워크로는 JDBC가 존재한다.

• 서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 구성된다.
  • 서비스 인터페이스(service interface)
    • 구현체의 동작을 정의
  • 제공자 등록 API(provider registraction API)
    • 제공자가 구현체를 등록할때 사용하는 API
  • 서비스 접근 API (service access API)
    • 클라이언트가 해당 인스턴스를 얻을때 사용하는 API
• 클라이언트는 서비스 접근 API에 조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다.
• 이 서비스 접근 API가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 유연한 정적 팩터리의 실체다.
• 3개의 핵심 컴포넌트와 더불어 종종 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface)라는 네 번째 컴포넌트가 쓰이기도 한다.
• 이 컴포넌트는 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생서하는 팩터리 객체를 설명해준다.

• 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들때 리플렉션을 사용해야 한다.

• JDBC의 경우엔 다음 API들이 각 역할을 수행한다.
  • 서비스 인터페이스 : Connection
  • 제공자 등록 API : DriverManager.registerDrive()
  • 서비스 접근 API : DriverManager.getConnection()
  • 서비스 제공자 인터페이스 : Driver

이를 활용하여 JDBC라는 서비스의 규칙을 지킨(Connection 인터페이스를 구현한 DB회사의 라이브러리 등) 여러 DB를 사용 가능 하게된다.

정적 팩터리 메서드의 단점

단점-1) 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩토리 메서드만 제공하면 하위 클래스 생성 불가

상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요한데, 정적 팩터리 메서드를 사용하는 경우 private 기본생성자를 통해 외부 생성을 막아두기 때문이다. 따라서 정적 팩터리 메서드를 이용하는 대표적인 클래스인 컬렉션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다.

이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용(Item18) 하도록 유도하고 불변 타입으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점이 될 수 있다.

단점-2) 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

• 생성자처럼 API설명에 명확히 드러나지 않으니 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식 클래스를 인스턴스화 할 방법을 찾아내야 한다.
• 자바독이 이러한 일들을 알아서 처리해주는 날이 오기 전 까진, API 문서를 잘 써놓고 메서드 이름도 널리 알려진 규약에 따라 짓는 식으로 문제를 완화해줘야 한다.

정적 팩터리 메서드의 흔히 사용되는 명명방식

• 위에서 말하는 널리 알려진 규약은 아래와 같이 흔히 사용하는 명명 방식들을 뜻한다.

• 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 cards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING);
• valueOf： from과 of의 더 자세한 버전
  • Boolean true = Boolean.valueOf(true);
• instance (getlnstance)： (매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.

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Calendar calendar = Calendar.getlnstance(zone);
public static Calendar getInstance(TimeZone zone){
        return createCalendar(zone, Locale.getDefault(Locale.Category.FORMAT));
}

• create (newlnstance)： instance 혹은 getlnstance와 같지만, 매번 새로 운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다.
  • Object newArray = Array.newInstance(classObject, arrayLen);

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public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length) throws NegativeArraySizeException {
        return newArray(componentType, length);
}

@HotSpotIntrinsicCandidate
private static native Object newArray(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException;

• getType： getlnstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 사용한다. Type은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.
  • Filestore fs = Flies.getFileStore(path)
• newType: newlnstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다. Type은 팩터 리 메서드가 반환할 객체의 타입 이다.
  • BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
• type: getType과 newType의 간결한 버전 List litany = Collections.list(legacyLitany);

출처

• https://k3068.tistory.com/52
• https://daegu.dev/221/