[이펙티브 자바] item 1 - 생성자 대신 정적 팩터리 메서드를 고려하라

■정적 팩터리 메서드란?

클래스의 인스턴스를 얻기 위해서 보통 생성자를 이용한다.

하지만 정적 팩터리 메서드라는 기법을 이용해 클래스의 인스턴스를 얻는 방법도 있다.

아래에는 TRUE, FALSE라는 Boolean 인스턴스를 반환하는 정적 팩터리 메서드의 예시이다.

public static Boolean valueOf(boolean b) {
    return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FLASE;
}

■생성자와 비교한 정적 팩터리 메서드의 장점

장점 다섯가지를 알아보자.

1. 이름을 가질 수 있다.
   
   생성자의 매개변수만으로는 반환될 객체를 충분히 설명하지 못한다.
   
   하지만 정적 팩터리 메서드는 가능하다
   
   '값이 소수인 BigInteger를 반환한다' 라는 의미를 아래 생성자와 정적 팩터리 메서드 중
   
   어느 것이 더 명확한지는 딱 보면 알 수 있을 것이다.
   

   BigInteger(int, int, Random)//생성자 방식
       
   BigInteger.probablePrime()//정적 팩터리 메서드

   하나의 시그니처(여기서는 매개변수 조합)로는 생성자를 하나만 만들 수 있다.
   
   시그니처가 같은데 반환 값이 다른 생성자는 존재할 수 없다.
   
   매개변수들의 순서를 바꾸는 식으로 우회해볼 수 있지만, 좋지 않은 발상이다.
   
   클라이언트가 엉뚱한 생성자를 호출할 여지도 있고 클래스 설명 문서를 찾아보지 않고는
   
   의미를 알기가 힘들 수 있기 때문이다.
   
   이름을 가질 수 있는 정적 팩터리 메서드에는 이런 제약이 없다!
   
   한 클래스에 시그니처가 같은 생성자가 여러 개 필요할 것 같으면, 생성자를
   
   정적 팩터리 메서드로 바꾸고 각각의 차이를 잘 드러내는 이름을 지어주자.
   
   

2. 호출될 때마다 인스턴스를 새로 생성하지는 않아도 된다.
   
   String, Boolean과 같은 불변 클래스(immutable class, item17)는
   
   Boolean.valueOf 정적 팩터리 메서드처럼 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 
   
   새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을
   
   피할 수 있고 이는 성능 향상을 가져다 준다.
   
   아래 Integer 클래스의 valueOf 메소드를 통해서 확인할 수 있다
   

   public static Integer valueOf(int i) {
       if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
           return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
       return new Integer(i);
   }

   또한 플라이웨이트 패턴(Flyweight pattern)도 정적 팩터리 메서드를 이용하여
   
   객체를 재활용 한다. 이렇게 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하면서
   
   정적 팩터리 방식의 클래스는 언제 어느 인스턴스를 살아 있게 할지를 통제할 수 있다.
   
   이를 인스턴스 통제 클래스라 한다.
   
   통제하면 뭐가 좋을까?
   
   싱글턴(item3) 클래스로 만들 수도, 인스턴스화 불가 클래스(item4)로 만들 수도 있다.
   
   또한 불변 값 클래스(item17)에서 동치인 인스턴스가 단 하나뿐임을 보장할 수 있다.
   
   인스턴스 통제는 플라이웨이트 패턴(Flyweight pattern)의 근간이 되며,
   
   열거 타입(item34)은 인스턴스가 하나만 만들어짐을 보장한다.
   
   

3. 반환 타입의 하위 타입 객체를 반환할 수 있는 능력이 있다.
   
   인터페이스를 반환하는 정적 팩터리 메서드를 사용하는 클라이언트는
   
   인터페이스의 중재로 인해, 반환받은 객체가 실제 어떤 타입인지 알 필요가 없다.
   
   정적 팩터리 메서드가 알아서 적절한 객체를 인터페이스에 담아 갖다줄 것이다.
   
   자바 9의 List 인터페이스의 of 메서드가 바로 그 예다.
   

   static <E> List<E> of() {
       return (List<E>) ImmutableCollections.ListN.EMPTY_LIST;
   }

   사실 java 8 부터 인터페이스에 static 메서드가 정의될 수 있는데,
   
   왜 위 of 메서드는 9부터 등장하는지 모르겠다 ㅠㅠ
   
   java 7 이하에선 인터페이스에 정적 메서드를 선언할 수 없었다.
   
   따라서 그 인터페이스의 유사 클래스를 만들어서 그 안에 정적 메서드를 정의하는
   
   방식으로 우회했다. 아래 Collections 클래스의 emptyList 메서드가 그 적절한 예다.
   

   public static final <T> List<T> emptyList() {
       return (List<T>) EMPTY_LIST;
   }

   이렇게 구현체를 숨김으로써 API를 작게 유지할 수 있다는 장점을 취할 수 있다.
   
   이는 인터페이스를 정적 팩터리 메서드의 반환 타입으로 사용하는
   
   인터페이스 기반 프레임워크(item20)를 만드는 핵심 기술이기도 하다.
   
   

4. 입력 매개변수에 따라 매번 다른 클래스의 객체를 반환할 수 있다.
   
   반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.
   
   가령 EnumSet 클래스(item36)는 public 생성자 없이 오직 정적 팩터리만 제공한다.
   
   참고로 EnumSet는 추상클래스이다. 따라서 생성은 불가능하고, 정적 팩터리 메소드에서
   
   EnumSet을 구현한 RegularEnumSet, JumboEnumSet private 클래스를 반환한다.
   

   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);
   }

   매개변수의 길이에 따라 적절한 클래스를 반환한다. 그리고 return되는 클래스들은
   
   private이기 때문에 클라이언트의 부담이 줄고 다음 릴리즈때 EnumSet을 구현한 
   
   새로운 클래스 반환 코드를 추가할 수도 있다.
   
   

5. 정적 팩터리 메서드를 작성하는 시점에는 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도 된다.
   
   이런 유연함은 JDBC와 같은 서비스 제공자 프레임워크를 만드는 근간이 된다.

   
   이 부분은 책에서 너무 복잡하게 설명하는 것 같아 내가 이해한 것을 이미지로 만들어 봤다.
   
   
   
   
   jdbc는 보통 아래와 같은 순서로 세팅된다
   

   Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
   
   String url = "jdbc:mysql://localhost/dev";
   
   Connection conn = DriverManager.getConnection(url, "dev", "dev");

   정적 팩터리 메소드는 DriverManager.getConnection이라는 '서비스 접근 API'이다.
   
   getConnection 메소드는 Connection이라는 서비스를 반환하는데,
   
   DriverManager.registerDriver라는 제공자(구현체) 등록 API가 등록한 제공자에 맞는
   
   Connection 서비스를 반환한다.
   
   (참고로 registerDriver 메소드는 Driver가 로드될 때 static 시점에 호출된다)
   
   getConnection 메소드는 호출되기 전, 미리 등록된 제공자가 있다고 확신하고
   
   그에 알맞는 Connection 서비스 구현체를 반환하도록 약속되어있다.
   
   '확신', '약속' 이 부분이 바로 반환할 객체의 클래스가 존재하지 않아도
   
   미리 정적 팩터리 메소드를 만들어 둘 수 있는 장치인 것이다.
   
   말이 굉장히 어렵다. 이해하는데 꽤 많은 시간이 걸렸다. 그리고 맞게 이해했는지도
   
   100% 확신이 서지 않는다
   
   
   
   서비스 접근 API는 제공자에 구현된 기능보다 더 풍부한 서비스 인터페이스를
   
   클라이언트에 반환할 수 있다. 바로 브리지 패턴(Bridge pattern) 이다.
   
   또 스프링과 같은 의존 객체 주입 프레임워크를 예로 들 수도 있겠다.
   
   
   
   자바 5부터는 java.util.ServiceLoader라는 범용 서비스 제공자 프레임워크가
   
   제공되어 프레임워크를 직접 만들 필요가 거의 없어졌다(item 59)
   
   (JDBC는 자바 5 전에 등장한 개념이라 ServiceLoader를 사용하지 않는다)
   
   이렇게 장점 5가지를 소개해봤다. 

■생성자와 비교한 정적 팩터리 메서드의 단점

이제 단점을 알아볼 차례다. 

1. 상속을 하려면 public이나 protected 생성자가 필요하니 정적 팩터리 메서드만
   
   제공하면 하위 클래스를 만들 수 없다.
   
   앞서 이야기한 컬렉션 프레임워크의 유틸리티 구현 클래스들은 상속할 수 없다.
   
   어찌 보면 이 제약은 상속보다 컴포지션을 사용(item18)하도록 유도하고
   
   불변 타입(item17)으로 만들려면 이 제약을 지켜야 한다는 점에서 오히려 장점으로
   
   받아들일 수도 있다.
   
   
2. 정적 팩터리 메서드는 프로그래머가 찾기 어렵다.
   
   생성자처럼 API 설명에 명확히 드러나지 않으니, 사용자는 정적 팩터리 메서드 방식
   
   클래스를 인스턴스화할 방법을 알아내야 한다. 따라서 API 문서를 잘 써놓고
   
   메서드 이름도 널리 알려진 규약을 따라 짓는 식으로 문제를 완화해줘야 한다.
   

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<Rank> faceCards = EnumSet.of(JACK, QUEEN, KING);
valueOf	from과 of의 더 자세한 버전	BigInteger prime = BigInteger.valueOf(Integer.MAX_VALUE)
instance  or getInstance	(매개변수를 받는다면) 매개변수로 명시한  인스턴스를 반환하지만, 같은 인스턴스임을  보장하지는 않는다	StackWalker luke = StackWalker.getInstance(options) ;
create  or new Instance	instance or getInstance와 같지만, 매번  새로운 인스턴스를 생성해 반환함을 보장한다	Object newArray = Array.newInstance(classObject,arrayLen);
getType	getInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때 쓴다	FileStore fs = Files.getFileStore(path);
newType	newInstance와 같으나, 생성할 클래스가 아닌 다른 클래스에 팩터리 메서드를 정의할 때  쓴다. 'Type'은 팩터리 메서드가 반환할 객체의 타입이다.	BufferedReader br = Files.newBufferedReader(path);
type	getType과 newType의 간결한 버전	List<Complaint> litany = Collections.list(legacyLitany);