💡ITEM 1 - 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라
public static Boolean valueOf(boolean b) {
return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;
}
위의 코드는 boolean 기본 타입의 박싱 클래스(boxed class)인 Boolean에서 발췌한 간단한 예다. 이 메서드는 기본 타입인 boolean 값을 받아 Boolean 객체 참조로 변환해준다.
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Boolean.valueOf(true));
}
// public static Boolean valueOf(boolean b) {
// return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;
// }
}
클래스는 클라이언트에게 public 생성자 대신 (혹은 생성자와 함께) 정적 팩터리 메서드를 제공할 수 있다.
정적 팩터리 메서드 사용 시 장점
1. 이름을 가질 수 있다.
메서드의 이름으로 반환될 객체의 특성을 쉽게 묘사할 수 있다. (ex. 위의 valueOf)
2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.
이 덕분에 불변 클래스(immutable class)는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 성성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다. 심지어 대표적인 예인 Boolean.vauleOf(boolean) 메서드는 객체를 아예 생성하지 않는다.
정적 팩터리 방식의 클래스는
반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 인스턴스를 통제할 수 있다.
이러한 클래스를 인스턴스 통제(instance-controlled) 클래스라고 한다.
🔍: 그렇다면 인스턴스를 통제하는 이유는 무엇일까?
1. 클래스를 싱글톤(singleton)으로도, 인스턴스화 불가(noninstantiable)로도 만들 수도 있다.
2. 불변 값 클래스에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.( a == b일 때만 a.equals(b) 가 성립)
3. 플라이웨이트 패턴의 근간이 되며, 열거 타입은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다.
3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있게 하는 유연함이 있다. API를 만들 때 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지 가능하다. 이는 인터페이스를 정적 팩터리 메서드의 반환 타입으로 사용하는 인터페이스 기반 프레임워크를 만드는 핵심 기술이기도 하다.
JAVA 7 (JAVA 8 이전)
인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 없었기에 이름이 "Type"인 인터페이스를 반환하는 정적 메서드가 필요하면, "Types"라는 (인스턴스화 불가인) 동반 클래스(companinon class)를 만들어 그 안에 정의하는 것이 관례였다.
예시 코드는 다음과 같다.
Type.java (인터페이스)
- 클라이언트가 사용하는 상위 타입
// Type 인터페이스 (클라이언트에게 공개)
public interface Type {
void doSomething();
}
TypeImpl.java (구현 클래스)
*Java 7/8/9 동일한 구현체를 사용하였음
- Type의 구체적인 동작을 구현하며, 클라이언트에게 공개되지 않음
//Type 인터페이스의 구현체 (package-private, 클라이언트에게 비공개)
class TypeImpl implements Type {
@Override
public void doSomething() {
System.out.println("TypeImpl: Doing something...");
}
}
Types.java (동반 클래스, 유틸리티 클래스)
- TypeImpl 객체를 생성하여 반환
- 정적 팩토리 메서드 createType()를 제공하여 클라이언트가 TypeImpl을 알 필요 없이 Type 인터페이스로 작업할 수 있도록 함
// 동반 클래스 (클라이언트에게 공개)
public class Types {
// 생성자를 private으로 만들어 인스턴스화 방지
private Types() {}
// 정적 팩토리 메서드
public static Type createType() {
return new TypeImpl(); // Type의 하위 타입인 TypeImpl 객체 반환
}
}
Main.java (요청 코드)
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 정적 팩토리 메서드를 통해 Type 객체 생성
Type type = Types.createType();
type.doSomething(); // Type 인터페이스로 작업 수행
}
}
Java 8
Java 8부터는 인터페이스가 정적 메서드를 가질 수 있기 때문에 동반 클래스를 둘 이유가 없다. 다만 정적 메서드들을 구현하기 위한 코드 중 많은 부분은 여전히 별도의 package-private 클래스에 두어야 한다. 인터페이스는 public 정적 멤버만 허용하기 때문이다.
💡 package-private : 접근 제어자를 명시하지 않았을 때 기본적으로 적용되는 접근 제어 수준
Type.java (인터페이스)
//Type 인터페이스 (클라이언트에게 공개)
public interface Type {
void doSomething();
// 정적 팩토리 메서드
static Type createType() {
return new TypeImpl(); // 내부 구현체를 반환
}
}
TypeImpl.java (구현 클래스)
*Java 7/8/9 동일한 구현체를 사용하였음
//Type 인터페이스의 구현체 (package-private, 클라이언트에게 비공개)
class TypeImpl implements Type {
@Override
public void doSomething() {
System.out.println("TypeImpl: Doing something...");
}
}
Main.java (요청 코드)
//클라이언트 코드
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Type type = Type.createType();
type.doSomething();
}
}Java 9
private 정적 메서드까지 허락하지만 정적 필드와 정적 멤버 클래스는 여전히 public 이어야 한다.
Type.java (인터페이스)
// Type 인터페이스 (클라이언트에게 공개)
public interface Type {
void doSomething();
// 정적 팩토리 메서드
static Type createType() {
// private 정적 메서드를 호출 가능
logCreation();
return new TypeImpl(); // 내부 구현체를 반환
}
// private 정적 메서드 (구현 로직 캡슐화)
private static void logCreation() {
System.out.println("Creating a Type instance...");
}
}
TypeImpl.java (구현 클래스)
*Java 7/8/9 동일한 구현체를 사용하였음
// Type 인터페이스의 구현체 (package-private, 클라이언트에게 비공개)
class TypeImpl implements Type {
@Override
public void doSomething() {
System.out.println("TypeImpl: Doing something...");
}
}
Main.java (요청 코드)
// 클라이언트 코드
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Type type = Type.createType();
type.doSomething();
}
}
4. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.
반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다. 예를 들어 EnumSet 클래스는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공하는데, OpenJDK에서는 원소의 수에 따라 두 가지 하위 클래스 중 하나의 인스턴스를 반환한다. 원소가 64개 이하면 원소들을 long 변수 하나로 관리하는 RegularEnumSet의 인스턴스를, 65개 이상이면 long 배열로 관리하는 JumboEnumSet의 인스턴스를 반환한다.
클라이언트는 이 두 클래스를 모르며, 알 필요도 없다. 그저 EnumSet의 하위 클래스이기만 하면 된다.
이 클래스는 정적 팩터리 메서드인 EnumSet.of()나 EnumSet.noneOf()와 같은 메서드를 제공하며, 이를 통해 EnumSet 객체를 생성한다. 이런 방식을 구현 은닉 (Implementation Hiding)이라고 한다.
import java.util.EnumSet;
//Day라는 enum 타입 정의
enum Day {
MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// EnumSet을 사용하여 특정 요일을 설정
EnumSet<Day> days = EnumSet.of(Day.MONDAY, Day.TUESDAY, Day.WEDNESDAY);
// 출력하여 확인
System.out.println(days); // [MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY]
}
}
위 코드와 같이 클라이언트에서 EnumSet을 생성할 때, 실제로 RegularEnumSet이나 JumboEnumSet이 선택된다. 하지만 클라이언트는 EnumSet 타입만 알고 사용하고, 내부 구현이 어떤 클래스인지 알 필요가 없다.
5. 정적 팩터리 메서드를 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. 이 구현체들을 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여, 클라이언트를 구현체로부터 분리한다.
서비스 제공자 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이뤄진다. 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스(service interface), 제공자가 구현체를 등록할 때 사용하는 제공자 등록 API(provider registration API), 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API(service access API)가 존재한다.
클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있다. 조건을 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다. 이 서비스 접근 API가 바로 서비스 제공자 프레임워크의 근간이라고 한 '유연한 정적 팩터리'의 실체다.
3개의 핵심 컴포넌트와 더불어 종종 서비스 제공자 인터페이스(service provider interface)라는 네 번째 컴포넌트가 쓰이기도 한다. 이 컴포넌트는 서비스 인터페이스의 인스턴스를 생성하는 팩터리 객체를 설명해준다. 서비스 제공자 인터페이스가 없다면 각 구현체를 인스턴스로 만들 때 리플렉션을 사용해야 한다.
💡JDBC에서는 Connection이 서비스 인터페이스 역할을, DriveManager.registerDriver가 제공자 등록 API 역할을, DriverManager.getConncetion이 서비스 접근 API 역할을, Driver가 서비스 제공자 인터페이스 역할을 수행한다.
서비스 제공자 프레임워크 패턴에는 여러 변형이 있다. 예를 들어 서비스 접근 API는 공급자가 제공하는 것보다 더 풍부한 서비스 인터페이스를 클라이언트에 반환할 수 있다 (브리지 패턴; Bridge pattern). 의존 객체 주입(dependency injection) 프레임워크도 강력한 서비스 제공자라고 할 수 있다. Java 6부터는 java.util.ServiceLoader라는 범용 서비스 제공자 프레임워크가 제공되어 프레임워크를 직접 만들 필요가 거의 없어졌다. JDBC는 Java6 이전에 등장한 개념이라 ServiceLoader를 사용하지 않는다.
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