[Effective-Java] Item 2. 생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라

정적 팩터리 메서드와 생성자는 매개변수가 많이 필요한 경우 적절한 대응이 어려워진다.

이에대한 3가지 대안이 있다.

1. 점층적 생성자 패턴(telescoping constructor pattern)

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//필수 매개변수만 받는 생성자
public NutritionFactsConstructor(int servingSize, int servings) {
  this(servingSize,servings,0);
}

// 필수 매개변수 + 선택 매개변수 1개
public NutritionFactsConstructor(int servingSize, int servings, int calories) {
  this(servingSize,servings,calories,0);
}

// 필수 매개변수 + 선택 매개변수 2개
public NutritionFactsConstructor(int servingSize, int servings, int calories, int fat) {
  this(servingSize,servings,calories,fat,0);
}

// 필수 매개변수 + 선택 매개변수 3개
public NutritionFactsConstructor(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium) {
  this(servingSize,servings,calories,fat,sodium,0);
}

// 필수 매개변수 + 선택 매개변수 4개
public NutritionFactsConstructor(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium, int carbohydrate) {
  this.servingSize = servingSize;
  this.servings = servings;
  this.calories = calories;
  this.fat = fat;
  this.sodium = sodium;
  this.carbohydrate = carbohydrate;
}

 

필수 매개변수만 받는 생성자에서부터 모든 매개변수를 다 받는 생성자까지 늘려가는 방식이다.

매개변수 개수가 많아지면 클라이언트 코드를 작성하거나 읽기 어렵다.

중간에 필요없는 매개변수에도 값을 넣어줘야하고(현재는 0), 값의 의미가 헷갈리고 결국 길어지게된다.

 

2. 자바빈즈 패턴(JavaBeans pattern)

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public NutritionFactsJavaBeans() { }

public void setServingSize(int val)  { servingSize = val; }
public void setServings(int val)     { servings = val; }
public void setCalories(int val)     { calories = val; }
public void setFat(int val)          { fat = val; }
public void setSodium(int val)       { sodium = val; }
public void setCarbohydrate(int val) { carbohydrate = val; }

 

매개변수가 없는 생성자로 객체를 만든 후, setter 메서드를 호출해 원하는 매개변수의 값을 설정하는 방식이다.

 

하지만 이 방법은

1. 객체 하나당 여러개의 setter 메서드를 호출해야한다.

2. 객체가 생성되기 전까지 일관성이 무너지고 찾기 힘든 런타임 에러가 발생할 수 있어 디버깅이 힘들어진다.

3. 클래스를 불변으로 만들 수 없기때문에 스레드 안정성을 얻을 수 없다.

 

물론 이러한 단점을 완화하고자 수동으로 freezing할 수 있지만 컴파일러가 보증할 방법이 없다.

 

3. 빌더 패턴(Builder pattern)

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1. 필수 매개변수만으로 생성자(혹은 정적 팩터리 메서드)를 호출해 빌더 객체를 얻는다.

2. 빌더 객체가 제공하는 일종의 세터 메서드들로 원하는 선택 매개변수들을 설정한다.

3. 매개변수가 없는 build 메서드를 호출해 객체를 얻는다.

 

소스 참고: https://github.com/kkt219a/TIL/blob/main/effective-java-3rd/src/main/java/effective/item2/NutritionFactsBuilder.java

 

builder의 setter들은 builder 자신을 반환해 연쇄적으로 호출하는데, 이를 플루언트 API(fluent API) 혹은 메서드 연쇄(method chaining)라 한다.

 

그리고 아래 적절한 위서 불변식(invariant)을 검사 후 어떤 매개변수가 잘못되었는지 IllegalArgumentExcption을 던져 알려줄 수 있다.

1. builder의 생성자

2. builder의 setter 메서드

3. build() 메서드가 호출하는 생성자

 

*불변식: 프로그램이 실행되는 동안, 혹은 정해진 기간 동안 반드시 만족해야하는 조건. 변경을 허용할 수 는 있으나 주어진 조건 내에서 허용. 따라서 가변 객체에도 불변식은 존재할 수 있고, 불변은 불변식의 극단적인 예라고 볼 수도 있다.

 

계층적인 설계에서 사용되는 빌더패턴

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추상 클래스는 추상 빌더를, 구체 클래스는 구체 빌더를 갖게한다. 

소스 참고: https://github.com/kkt219a/TIL/tree/main/effective-java-3rd/src/main/java/effective/item2/hierarchicalbuilder

 

1. 재귀적 타입 한정(recursive type bound): 자기 자신이 들어간 표현식을 사용하여 타입 매개변수의 허용 범위를 한정하는 것

 

// 빌더 자기 자신의 하위타입을 받는 빌더.
abstract static class Builder<T extends Builder<T>> {}

 

2. 시뮬레이트한 셀프 타입(simulated self-type): self 타입이 없는 자바를 위한 우회 방법

 

// 형 변환을 하지 않고도 메서드 연쇄를 지원할 수 있다.
protected abstract T self();

 

3. 공변 반환 타이핑(convariant return typing): 하위 클래스들의 메서드가 상위 클래스의 메서드가 정의한 반환 타입이 아닌 그 하위타입을 반환하는 기능 

 

abstract Pizza build();

@Override public NyPizza build() {
	return new NyPizza(this);
}

@Override public Calzone build() {
	return new Calzone(this);
}

 

그리고 가변인수(varargs) 매개변수를 생성자나 팩토리는 맨 마지막 변수에 하나밖에 못쓰지만,

(가변인수 외에 다른 매개변수가 있으면 가변인수는 마지막에 선언해야 하기때문에)

 

public 생성자(String a, String...b){
	...
}

 

빌더를 이용하면 여러 개 사용할 수 있다.

각각을 적절한 메서드로 나눠 선언하거나, 메서드를 여러 번 호출하도록 하고 각 호출 때 넘겨진 매개변수들을 하나의 필드로 모을 수 있다.

Pizza의 addToping이 그 예시다. 

 

빌더 패턴은 빌더 하나로 여러 객체를 순회하며 만들 수 있고, 넘기는 매개변수에 따라 다른 객체를 만들 수도 있다.

객체마다 부여되는 일련번호와 같은 특정 필드는 빌더가 알아서 채우도록 할 수도 있다.

 

 

물론 단점도 존재한다.

1. 객체를 만들기 앞서 빌더부터 만들어야한다. 생성 비용이 크진 않지만 성능에 민감하다면 문제가 될 수 있다.

2. 점층적 생성자 패턴보단 코드가 장황해 매개변수가 4개 이상은 되야 값어치를 한다.

 

 

 

 

* 위 글은 EffectiveJava 3/E 책 내용을 정리한 글로, 저작권 관련 문제가 있다면 댓글로 남겨주시면 즉각 삭제조치 하겠습니다.