정적 팩터리 메서드

지금 얘기하는 정적 팩터리 메서드는 디자인 패턴의 팩터리 메서드와 다르다.

클래스의 인스턴스를 얻는 전통적인 방법은 public 생성자다. 하지만 클래스는 생성자와 별도로 정적 팩터리 메서드(static factory method) 를 제공할 수 있다.

정적 팩터리 메서드의 장점 다섯가지

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체만으로 생성할 객체의 특성을 제대로 설명하지 못한다. 반면 정적 팩터리는 이름만 잘 지으면 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사 가능하다. 한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요 할 것 같으면, 생성자를 정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주면 좋다.

public class User {
    private String name;
    private String email;
    private boolean isAdmin;

    private User(String name, String email, boolean isAdmin) {
        this.name = name;
        this.email = email;
        this.isAdmin = isAdmin;
    }

    public static User createAdmin(String name, String email) {
        return new User(name, email, true);
    }

    public static User createGuest(String name, String email) {
        return new User(name, email, false);
    }
}

// 생성자 방식 - true가 무엇을 의미하는지 알 수 없음
User user = new User("홍길동", "hong@example.com", true);

// 정적 팩터리 방식 - 이름만으로 의도가 명확
User admin = User.createAdmin("홍길동", "hong@example.com");
User guest = User.createGuest("김철수", "kim@example.com");

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.

불변 클래스는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다. 따라서 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 성능을 상당히 끌어올려 준다.

이처럼 인스턴스의 생명주기를 통제하는 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라 한다. 인스턴스를 통제하면 싱글턴(Singleton)으로 만들 수도, 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수도 있다.

public final class Boolean {
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

    // 매번 새 인스턴스를 만들지 않고 캐싱된 인스턴스를 반환
    public static Boolean valueOf(boolean b) {
        return b ? TRUE : FALSE;
    }
}

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 유연성이 생긴다. API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.

자바 컬렉션 프레임워크의 java.util.Collections가 대표적인 예다. 45개의 유틸리티 구현체를 공개하지 않고 정적 팩터리 메서드를 통해서만 제공한다.

// 반환 타입은 인터페이스지만, 실제로는 하위 구현체를 반환
List<String> emptyList = Collections.emptyList();
List<String> syncList = Collections.synchronizedList(new ArrayList<>());
List<String> unmodifiable = Collections.unmodifiableList(new ArrayList<>());

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

반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다. 클라이언트는 팩터리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수도 없고 알 필요도 없다.

EnumSet 클래스가 대표적인 예다. 원소가 64개 이하면 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet을, 65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet을 반환한다.

// 원소 수에 따라 내부적으로 RegularEnumSet 또는 JumboEnumSet을 반환
// 클라이언트는 어떤 구현체인지 알 필요가 없다
EnumSet<Day> weekdays = EnumSet.of(Day.MON, Day.TUE, Day.WED, Day.THU, Day.FRI);

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

이런 유연함은 서비스 제공자 프레임워크(Service Provider Framework) 를 만드는 근간이 된다. 대표적인 예가 JDBC다. Connection이 서비스 인터페이스 역할을, DriverManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할을, DriverManager.getConnection이 서비스 접근 API 역할을 한다.

// JDBC 드라이버 구현체는 작성 시점에 존재하지 않았지만,
// 런타임에 등록된 드라이버를 통해 Connection 객체를 반환
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://...", user, password);

정적 팩터리 메서드의 단점

1. 정적 팩터리 메서드만 제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.

상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하다. 따라서 생성자를 private으로 막고 정적 팩터리 메서드만 제공하는 클래스는 상속이 불가능하다. 이는 오히려 컴포지션(composition)을 유도하므로 장점으로 볼 수도 있다.

2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.

생성자처럼 API 문서에 명확히 드러나지 않아 사용자가 직접 찾아야 한다. 이를 완화하기 위해 널리 알려진 네이밍 컨벤션을 따르는 것이 좋다.

메서드명	설명	예시
from	매개변수 하나, 해당 타입의 인스턴스 반환	Date.from(instant)
of	여러 매개변수를 받아 인스턴스 반환	EnumSet.of(JACK, QUEEN)
valueOf	from과 of의 더 자세한 버전	BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE)
instance / getInstance	명시한 인스턴스를 반환, 같은 인스턴스임을 보장하지 않음	StackWalker.getInstance(options)
create / newInstance	매번 새로운 인스턴스를 반환	Array.newInstance(classObject, length)
getType	getInstance와 같으나 다른 클래스에 팩터리 메서드 정의 시	Files.getFileStore(path)
newType	newInstance와 같으나 다른 클래스에 팩터리 메서드 정의 시	Files.newBufferedReader(path)
type	getType과 newType의 간결한 버전	Collections.list(legacyLitany)