정적 팩토리 메서드(Static Factory Method)에 대해 알아보자.

• 이 책에서는 아래와 같이 개념을 정의한다.
• API를 사용하는 프로그램 작성자(사람)를 그 API의 사용자라고 한다.
• API를 사용하는 클래스(코드)는 그 API의 클라이언트라고 한다.

• public 생성자를 사용하여 객체를 생성하는 전통적인 방법 외에도 static factory method를 이용하여 객체(인스턴스)를 생성 할 수있다.

  public static Item1 of(String name, String email) {
    return Item1.builder()
      .name(name)
      .email(email)
      .build();
  }

• static factory method의 장점과 단점에 대해 알아보자.

• 생성자와 다르게 이름을 지을 수 있다. 이름을 통해 파라미터 또는 반환될 객체의 특성을 쉽게 표현할 수 있다. 이는 더 읽기 좋은 코드를 작성하는데 도움이 된다.
• 생성자의 경우 같은 타입의 파라미터를 받는 생성자를 두 개 만들 수 없는 것과 같이 시그니처에 제약이 있다.
• 정적 팩토리 메서드에는 이러한 제약이 없고 각각의 차이가 잘 드러나도록 이름을 잘 지어주면 된다.

• 불변(immutable) 클래스의 경우 또는 매번 새로운 객체를 만들 필요가 없는 경우는 인스턴스를 미리 만들어 놓거나 새로 생성한 인스턴스를 캐싱하여 재활용하는 식으로 불필요한 객체 생성을 피할 수 있다.
• Boolean.valueOf(boolean)이 대표적인 예시이고, 같은 객체가 자주 요청되는 상황이라면 비용을 아끼고 성능을 올릴 수 있다.
• 반복되는 요청에 같은 객체를 반환하는 식으로 정적 팩토리 방식의 클래스는 인스턴스의 라이프사이클을 통제할 수 있다.
• 이를 통해 싱글톤(Singleton) 또는 인스턴스화 불가(noninstantiable)로 만들 수 있다.

• 반환할 객체의 클래스를 자유롭게 선택할 수 있는 유연성이 있다.

• 이 유연성을 응용하면 구현 클래스를 공개하지 않고도 그 객체를 반환할 수 있어 API를 작게 유지할 수 있다.

• java.util.Collections가 대표적인 예시이며, 45개에 달하는 인터페이스의 구현체의 인스턴스를 제공하지만 그 구현체들은 전부 non-public이다.

• 즉 인터페이스 뒤에 감추어져 있고 public으로 제공해야 할 API를 줄이므로 인해 개발자가 API를 사용하기 위해 익혀야 할 개념적 부담까지 줄일 수 있었다.

• 아래와 같이 TestInterface에서 하위 타입 즉 인터페이스의 구현체인 TestImplementsClass의 인스턴스를 생성하여 사용할 수 있다.

  public interface TestInterface {
  
      void print();
  
      static void getLowerType() {
          TestExtendClass testExtendClass = new TestExtendClass();
          testExtendClass.print();
      }
  }

  // package-private으로 해당 구현체를 생성할 수 없다. 상위 타입인 인터페이스에서 생성하여 사용한다.
  class TestImplementsClass implements TestInterface {
  
      @Override
      public void print() {
          System.out.println("print test");
      }
  }

  @Component
  public class SampleRunner implements ApplicationRunner {
  
      @Override
      public void run(ApplicationArguments args) throws Exception {
          TestInterface.getLowerType();
      }
  }

• 반환 타입의 하위 타입이기만 하면 어떤 클래스의 객체를 반환하든 상관없다.
• EnumSet 클래스는 생성자 없이 public static 메서드, allOf(), of() 등을 제공한다.
• 그 내부에서는 enum 타입 원소의 갯수에 따라 RegularEnumSet 또는 JumboEnumSet으로 상황에 따라 다른 클래스의 객체를 반환한다.
• 개발자는 EnumSet이 넘겨주는 인스턴스가 어느 클래스의 인스턴스인지 알 필요가 없고 사용만 하면 된다.

• 장점 3, 4와 비슷한 개념으로, 이러한 유연함은 Service provider framework(서비스 프로바이더 프레임워크)를 만드는 근본이 된다.
• 대표적인 서비스 프로바이더 프레임워크로 JDBC가 있다.
• 서비스 프로바이더 프레임워크에서 provider는 서비스의 구현체다. 그리고 이 구현체들은 클라이언트에 제공하는 역할을 프레임워크가 통제하여 클라이언트를 구현체로부터 분리해준다.
• 서비스 프로바이더 프레임워크는 3개의 핵심 컴포넌트로 이루어진다.
  • 구현체의 동작을 정의하는 서비스 인터페이스(service interface)
  • 프로바이더가 구현체를 등록할 때 사용하는 프로바이더 등록 API(aprovider registration API)
  • 클라이언트가 서비스의 인스턴스를 얻을 때 사용하는 서비스 접근 API(serviece access API)
• 클라이언트는 서비스 접근 API를 사용할 때 원하는 구현체의 조건을 명시할 수 있고, 이를 명시하지 않으면 기본 구현체를 반환하거나 지원하는 구현체들을 하나씩 돌아가며 반환한다.
• 부가적으로, 서비스 인터페이스의 인스턴스를 제공하는 서비스 프로바이더 인터페이스를 만들 수도 있는데, 그게 없는 경우에는 리플랙션을 사용해서 구현체를 만들어 준다.
• JDBC의 경우, DriverManager.registerDriver()가 프로바이더 등록 API. DriverManager.getConnection()이 서비스 엑세스 API. 그리고 Driver가 서비스 프로바이더 인터페이스 역할을 한다.

• 클래스가 package-private으로 보호되기 때문에 다른 패키지에서는 해당 클래스를 상속할 수 없다.
• 이러한 제약은 컴포지션을 사용하도록 하고 불변 타입으로 만들려면 이를 지켜야 하기 떄문에 다른 관점에서는 장점이라고도 할 수 있다.

• 생성자는 Javadoc 상단에 모아서 보여주지만 static 팩토리 메소드는 API 문서에서 특별히 다뤄주지 않는다.
• 따라서 클래스나 인터페이스 문서 상단에 팩토리 메소드에 대한 문서를 제공하는 것이 좋겠다.

• 정적 팩토리 메서드와 public 생성자는 각각의 쓰임새가 있으니 상대적인 장단점을 이해하고 사용하는 것이 좋다.
• 그래도 정적 팩토리를 사용하는 것이 유리한 경우가 더 많으므로 무작정 public 생성자를 사용하던 습관을 고치도록 하자.

• Effective Java 3/E - Joshua Bloch
• Java-squid 스터디 #1
• https://github.com/keesun/study/blob/master/effective-java/item1.md
• Henry의 블로그

• Item 01 이슈 링크

JVM 메모리 구조에 대한 질문을 주셨는데요. @david215 이 답변을 잘해주셨는데 조금만 더 상세히 설명하겠습니다.

우선 애플리케이션을 실행하면 아래와 같이 Java 소스파일을 읽어 Java 바이트코드로 변환시켜줍니다. 그리고 Class Loader를 통해 Runtime Data Areas에 배치가 되는데요, 여기서 Runtime Data Areas 부분을 더 상세히 살펴보겠습니다.

Runtime Data Areas을 보면 여러 영역으로 구분이 되어있습니다. 여기서는 답변에 필요한 Heap영역과 Method 영역에 대해서만 보겠습니다.

우선 Heap 영역의 경우 보통 우리가 new로 생성하는 모든 객체들이 이곳에 저장됩니다. 그리고 그 객체를 가리키고있는 참조값(reference 또는 pointer)가 없으면 G.C에 의해 메모리에서 지워집니다.

반면에 Method 영역(class 또는 static 영역이라고도 합니다)의 경우 클래스 파일의 바이트 코드가 로드되는 영역인데요, static 자원들도 이곳에 말그대로 정적으로 저장됩니다. 그렇기 때문에 호출시마다 인스턴스를 새로 생성할 필요가 없습니다.

답변이 됐으면 좋겠네요. 잘못된 부분이 있다면 언제든 말씀해주세요.

flyweight 패턴은 제가 공부해보고 내용 공유하겠습니다.

Flyweight 디자인 패턴의 경우 깊게 들어가는 것은 yak shaving 인 것 같아 간단하게 개념만 이해하고 아래 링크를 남겼습니다.

• Flyweight 개념

  메모리 절약을 위해 데이터를 공유해서 사용하는 패턴이다.
  공통적으로 사용되는 객체는 새로 생성해서 사용하지 않고 공유를 통해 효율적으로 자원을 활용하는 방식이다.
  한번 생성된 객체는 두번 생성되지 않고 pool에 의해 관리 및 사용된다.
  

Flyweight 패턴 블로그

말 그대로 이전에는 아래와 같이 인터페이스에서 정적 메서드를 선언할 수 없었습니다. 그래서 동반 클래스를 이용하여 정적 메서드를 정의했습니다.

public interface TestInterface {

    // 가능
    void print();

    // 불가능
    static void staticPrint() {
        System.out.println("hello world");
    }
}

그러나 Java 8 이후로 인터페이스에서 정적 메서드 선언이 가능해지면서, 아래와 같이 사용이 가능 해졌습니다.

동반 클래스(companion class)의 경우 관련 정보가 많이 나오지는 않는데요, 우선 인스턴스로 만들 수 없는 클래스 정도로만 이해하시면 될 것 같습니다. (예시 - Collections)

다섯번째 장점에 대한 참고 글

JDBC 기본 구조 이해