Item 01. 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라

클라이언트가 클래스의 인스턴스를 얻는 기본적인 수단은 public 생성자이나, 생성자와 별도로 정적 팩토리 메서드를 제공할 수 있다.

정적 팩토리 메서드를 사용했을 때 장점

1. 이름을 가질 수 있다.

생성자에 넘기는 매개변수와 생성자 자체 만으로 반환될 객체의 특성을 제대로 설명하지 못하는 경우가 많다.
정적 팩토리 메서드의 이름을 잘 지으면 반환될 객체를 쉽게 묘사할 수 있다.

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

불변 클래스에서, 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.

대표적인 예시로 Boolean.valueOf(boolean b) 메서드가 있다.

public final class Boolean implements java.io.Serializable, Comparable<Boolean> {
        
    // 1. Boolean 패키지 내부에 static으로 선언
    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

    // 2. Boolean.valueOf() 를 사용하면, 프로그램 시작 시 이미 생성되어
    //    static 영역에 올라가있는 단 하나의 Boolean 객체 인스턴스를 참조한다.
    public static Boolean valueOf(boolean b){
        return b ? TRUE : FALSE;
    }
}

비슷한 기법으로 Flyweight 패턴이 있다. (아래에 설명)

정적 팩토리 메서드를 통해 클래스의 인스턴스를 통제할 수 있다.

"인스턴스 통제"에 대한 개념이 처음에는 잘 안와닿을 수 있는데, 이는 클래스 외부에서 객체를 어떻게 생성하고 사용할지 -> 직접 설계자가 통제할 수 있다는 뜻이다.
즉, 객체 생성을 직접 관리할 수 있는 권한이 클래스에 있다는 의미이다.
단순히, new 생성자 방식만 제공하면, 외부는 통제 없이 언제든 new로 객체를 계속 만들 수 있다.
만약, 정적 팩토리 메서드를 만들면, 내가 원하는 동작/스펙을 하도록 유도할 수 있게 된다.
- 이 부분을 책에서 "통제" 한다고 표현한 것이다.
- ex. 내부적으로 이미 같은 값의 객체가 있을 때 그것을 재사용하라고 설계자가 유도할 수 있다. (위 Boolean.valueOf() 예시)
- 또한, 싱글턴 측면에서 볼 때 생성할 수 있는 인스턴스 수도 제한할 수 있게 된다.
- 생성 로직에 부가 로직을 넣어서 설계자가 원하는 동작을 추가로 수행하도록 만들 수도 있다.
```
public final class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    private Singleton() {} // private으로 생성자 감추고, 정적 팩토리 메서드로만 접근
    public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; }
}
```
- 마지막으로, 정적 팩토리 메서드로 불변 객체를 반환하도록 만들면, 같은 값에 대해 항상 동일한 인스턴스를 반환하므로 → 동치인 인스턴스가 하나뿐임을 보장할 수 있다.
```
Integer a1 = new Integer(100);
Integer b1 = new Integer(100);
System.out.println(a.equals(b)); // true (값이 같음)
System.out.println(a == b);      // false (다른 객체)

// 동치 객체를 valueOf()를 통해 하나의 인스턴스를 반환하도록 통제
Integer a2 = Integer.valueOf(100);
Integer b2 = Integer.valueOf(100);
System.out.println(a.equals(b)); // true
System.out.println(a == b);      // true
```

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 만드는 유연성을 제공한다.
이런 유연성은 반환 타입을 "인터페이스 or 부모 클래스"로 선언하고, 어떤 구현체든 자유롭게 반환할 수 있도록 만들었을 때 생긴다.
즉, API 스펙 자체를 구체 클래스에 종속되지 않게 만들 수 있다는 것이다.
책에서 인터페이스나 내부 컬렉션 프레임워크에 대한 설명이 나오는 이유도, Java 내부에 이를 활용한 추상화가 잘 진행되어있기 때문에 이를 서술 형식으로 설명하고 있는 것이다.

(1) 정적 팩토리 메서드가 인터페이스를 반환하는 경우

정적 팩토리 메서드가 인터페이스를 반환 타입으로 선언하고, 내부적으로 해당 인터페이스를 구현한 구체 클래스 인스턴스를 반환하는 형식이다.

/* 반환 타입은 List 인터페이스
    실제 반환되는 객체는 Collections$UnmodifiableRandomAccessList 내부 클래스의 인스턴스
    원본 리스트를 수정 못하게 Read-Only로 Wrapper를 씌우는 기능

    클라이언트는 List 인터페이스만 알고 사용하면 된다. 당연히 내부 구현도 숨길 수 있다. */
List<String> list = Collections.unmodifiableList(Arrays.asList("a", "b"));

(2) 정적 팩토리 메서드가 부모 클래스를 반환하는 경우

정적 팩토리 메서드가 부모 클래스(추상 클래스 or 일반 클래스) 타입을 반환하고, 내부적으로는 해당 부모 클래스를 상속한 하위 클래스의 인스턴스를 반환한다.

/* 반환 타입은 NumberFormat 추상 클래스
    내부적으로는 DecimalFormat 같은 하위 클래스의 인스턴스 반환 */
NumberFormat nf = NumberFormat.getInstance();

/* 반환 타입은 EnumSet<Day> 추상 클래스
    -> 여기서 Day는 사용자가 정의한 enum 타입

    내부적으로는 RegularEnumSet이나 JumboEnumSet 같은 구체 클래스의 인스턴스를 반환한다.
    enum 크기에 따라 최적화된 구현체 사용 가능하다. */
EnumSet<Day> days = EnumSet.of(Day.MONDAY, Day.WEDNESDAY);

위에 EnumSet은 아래 4번 장점에서도 볼 수 있다.

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

3번 장점과 이어지는 내용인데, 인터페이스나 부모 클래스를 반환하는 정적 팩토리 메서드에서 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환하게 만들 수 있다.
반환 타입의 하위 타입이기만 하면 된다.
EnumSet<T extends Enum<T>> 은 추상 클래스이고, 아래와 같이 구현되어 있다.

enum Day { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY }

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Day> workdays = EnumSet.of(Day.MONDAY, Day.TUESDAY, Day.WEDNESDAY);
        System.out.println(workdays); // [MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY]
    }
}

// → 내부적으로 noneOf()로 빈 EnumSet 생성 후, 남은 element를 add()
public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E e1, E e2, E... rest) {
    EnumSet<E> result = EnumSet.noneOf(e1.getDeclaringClass());
    result.add(e1);
    result.add(e2);
    for (E e : rest)
        result.add(e);
    return result;
}

public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) {
    Enum[] universe = elementType.getEnumConstants();
    if (universe.length <= 64)
        return new RegularEnumSet<>(elementType); // 비트 마스크 1개 (long)
    else
        return new JumboEnumSet<>(elementType);   // 비트 마스크 배열 (long[])
}

그러나 이 4번째 장점의 핵심은, 클라이언트가 이 두 클래스 RegularEnumSet JumboEnumSet 의 존재를 모른다는 것이다.
클라이언트는 팩토리가 건네주는 객체가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 수 없고, 알 필요도 없다.
다만, Java 개발자는 지속적으로 성능을 생각하면서 내부 구현체를 추가, 수정, 삭제할 수 있는 것이다.

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

이는 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 예시로 설명된다.
서비스 제공자 프레임워크

클라이언트 코드가 특정 구현 클래스를 직접 알지 않아도, 인터페이스(또는 추상 클래스)와 정적 팩토리 메서드를 통해 구현체를 반환받고 쉽게 사용하게 해주는 구조를 말한다.

계층 구성을 조금 더 추상화해서 간단하게 표현하면 다음과 같다.

계층	설명
클라이언트 (Client)	서비스를 사용하는 사용자 코드
서비스 접근 API (Framework)	정적 팩토리 메서드 제공, 인터페이스 또는 추상 타입에 의존
서비스 제공자 (Provider)	실제 기능을 구현하는 클래스들 (나중에 추가되어도 됨)

여기서, 서비스 접근 API를 정적 팩토리 메서드로 제공하면 클라이언트가 명시한, 원하는 조건에 해당하는 구현체를 반환할 수 있다. (ex. JDBC)

왜 클라이언트에 제공할 API를 만들 때, 정적 팩토리 구조가 유리한지 다음과 같은 표 비교를 통해 알 수 있다.

생성자 방식	정적 팩토리 방식
new로 직접 구현체를 알아야 함	구현체를 몰라도 정적 메서드가 반환함
의존성 강하게 결합	의존성 느슨하게 결합됨 (추상화된 인터페이스로만 의존)
확장성 낮음	나중에 구현체를 추가하기 쉬움 → 서비스 제공자 구조에 유리

정적 팩토리 메서드의 단점

1. 상속을 시도할 수 없다

정적 팩토리 메서드를 사용할 때는 보통 생성자를 private이나 package-private으로 제한한다.
이는 외부에서 상속한 하위 클래스를 만들 수 없게 한다.
하지만 이 제약은 단점인 동시에, 상속 대신 컴포지션을 유도하고 불변 객체를 설계할 때 유용한 제약 조건이 될 수 있다.

2. 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어려울 수 있다.

프로그래머가 사용하기 쉽도록 규약(관습)을 따른 명명 방식을 사용하는 것이 좋다.

메서드 이름	용도 및 의미 설명
`from`	하나의 매개변수로부터 인스턴스를 반환할 때
`of`	여러 개의 인자를 받아 적합한 타입의 인스턴스를 반환하는 집계 메서드
`valueOf`	`from`과 유사하지만, 변환 또는 캐스팅의 의미가 포함 된 더 자세한 버전
`instance`, `getInstance`	(매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한 인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을 보장하지는 않는다.
`create`, `newInstance`	매번 새로운 인스턴스를 생성한다는 의도를 나타낼 때
`getType`	다른 클래스의 정적 메서드를 통해, 특정 타입의 인스턴스를 반환 `FileStore fs = Files.getFileStore(path)`
`newType`	다른 클래스의 정적 메서드를 통해, 특정 타입의 인스턴스를 생성 `BuffredReader br = Files.newBufferedReader(path)`
`type`	`getType` 이나 `newType` 의 간결한 버전

Flyweight 패턴이란?

Flyweight 패턴은 동일한 객체를 공유해서 메모리 사용을 최소화하는 구조 패턴

개념

다수의 객체가 같은 상태(값)를 공유할 때, 공통된 객체를 재사용하여 메모리 낭비를 줄이는 것이 목적이다.
자주 사용되는 값 객체Value Object 들을 캐싱하고 공유해서 많은 중복 인스턴스 생성을 피한다는 점에서 효율을 추구하는 패턴이다.

Java에서 대표적인 Flyweight 예시

Boolean.valueOf(), Integer.valueOf() (-128 ~ 127 범위)
String.intern()

Flyweight 패턴 활용 예시

String.intern() 이 고유한 스트링 객체를 재사용한다는 점을 이용해, 하나의 JVM 위에서 고유한 값(ex. userId)에 대해서 모니터 락을 잡게 해서 간단한 동기화를 구현하는데 쓸 수 있다.
원래 기본적으로, lockMap 등을 이용해 고유 user를 관리하는 방식이 자주 쓰이는데, 토이 프로젝트나 작은 규모의 서비스에서 간이 동기화를 구현할 때 활용할 수 있다.
대신, string이 많아질 때에 대비하여 메모리 관리에 주의하고, 작은 규모에서 동기화 방식으로 한정됨을 이해해야한다.

public UseCouponResponseDto useCoupon(Long userId, Long price) {
    validateOriginalPrice(price);

    synchronized (lockKey(userId)) {
        // ... 세부 구현
    }
}

// intern으로 고유한 String 객체에만 접근해서 락을 건다
//  -> 고유 userId에 대해서 락을 잡으면 해당 유저가 동시에 여러번 시도해도,
//  -> 모니터락을 잡은 하나의 요청만 처리된다.
private String lockKey(Long userId) {
    return userId.toString().intern();
}

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Item 01. 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라

정적 팩토리 메서드를 사용했을 때 장점

1. 이름을 가질 수 있다.

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

정적 팩토리 메서드를 통해 클래스의 인스턴스를 통제할 수 있다.

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

(1) 정적 팩토리 메서드가 인터페이스를 반환하는 경우

(2) 정적 팩토리 메서드가 부모 클래스를 반환하는 경우

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

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

정적 팩토리 메서드의 단점

1. 상속을 시도할 수 없다

2. 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어려울 수 있다.

Flyweight 패턴이란?

개념

Java에서 대표적인 Flyweight 예시

Flyweight 패턴 활용 예시

FilesExpand file tree

Item-01.md

Latest commit

History

Item-01.md

File metadata and controls

Item 01. 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라

정적 팩토리 메서드를 사용했을 때 장점

1. 이름을 가질 수 있다.

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지 않아도 된다.

정적 팩토리 메서드를 통해 클래스의 인스턴스를 통제할 수 있다.

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.

(1) 정적 팩토리 메서드가 인터페이스를 반환하는 경우

(2) 정적 팩토리 메서드가 부모 클래스를 반환하는 경우

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

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

정적 팩토리 메서드의 단점

1. 상속을 시도할 수 없다

2. 정적 팩토리 메서드는 프로그래머가 찾기 어려울 수 있다.

Flyweight 패턴이란?

개념

Java에서 대표적인 Flyweight 예시

Flyweight 패턴 활용 예시