생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라
업데이트:
정적 팩터리와 생성자에는 똑같은 제약이 하나 있다. 선택적 매개변수가 많을때 적절히 대응하기 어렵다.
점층적 생성자 패턴
- 필수 매개변수만 받는 생성자, 필수 매개변수와 선택 매개변수 받는 생성자를 늘려가는 방식이다.
- 인스턴스를 만들려면 원하는 매개 변수를 모두 포함한 생성자 중 가장 짧은 것을 골라 호출하면 된다.
- 개수가 많아지면 클라이언트 코드를 작성하거나 읽기가 어려워진다.
public class NutritionFacts {
private final int servingSize;
private final int servings;
private final int calories;
private final int fat;
private final int sodium;
private final int carbohydrate;
public NutritionFacts(int servingSize, int servings) {
this(servingSize, servings, 0);
}
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories) {
this(servingSize, servings, calories, 0);
}
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat) {
this(servingSize, servings, calories, fat, 0);
}
public NutritionFacts(int servingSize, int servings, int calories, int fat, int sodium) {
this(servingSize, servings, calories, fat, sodium, 0);
}
public NutritionFacts(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;
자바빈즈 패턴
- 매개변수가 없는 생성자로 객체를 만든 후 세터 메서들을 호출해 원하는 매개변수의 값을 설정하는 방식이다.
- 객체 하나를 마들려면 메서드를 여러 개 호출해야 하고, 객체가 완전히 생성되기 전까지는 일관성이 무너진 상태에 놓이게 된다.
public class NutritionFacts {
// 기본값 초기화, 필수 = -1
private int servingSize = -1;
private int servings = -1;
private int calories = 0;
private int fat = 0;
private int sodium = 0;
private int carbohydrate = 0;
public NutritionFacts() {};
public void setServingSize(int servingSize) {
this.servingSize = servingSize;
}
public void setServings(int servings) {
this.servings = servings;
}
public void setCalories(int calories) {
this.calories = calories;
}
public void setFat(int fat) {
this.fat = fat;
}
public void setSodium(int sodium) {
this.sodium = sodium;
}
public void setCarbohydrate(int carbohydrate) {
this.carbohydrate = carbohydrate;
}
}
NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts();
cocaCola.setServingSize(240);
cocaCola.setServings(8);
cocaCola.setCalories(100);
cocaCola.setCSodium(35);
cocaCola.setCarbohydrate(27);
빌더 패턴
- 클라이언트는 필요한 객체를 직접 만드는 대신, 필수 매개변수만으로 생성자(혹은 정적 팩터리)를 호출해 빌더 객체를 얻는다.
- 그런 다음 빌더 객체가 제동하는 일종의 세터 메서드들로 원하는 선택 매개변수들을 설정한다.
- 마지막으로 매겨변수가 없는 build메서드를 호출해 필요한(보통은 불변인)객체를 얻는다.
클래스는 불변이며, 모든 매개변수의 기본값을을 한곳에 모아 뒀다. 세터 메서드들은 빌더 자신을 반환하기 때문에 연쇄적으로 호출할 수 있는데 이런 방식을 플루언트 API혹인 메서드 연쇄라고 한다.
public class NutritionFacts {
private final int servingSize;
private final int servings;
private final int calories;
private final int fat;
private final int sodium;
private final int carbohydrate;
private NutritionFacts(Builder builder) {
this.servingSize = builder.servingSize;
this.servings = builder.servings;
this.calories = builder.calories;
this.fat = builder.fat;
this.sodium = builder.sodium;
this.carbohydrate = builder.carbohydrate;
};
static class Builder {
private final int servingSize;
private final int servings;
private int calories = 0;
private int fat = 0;
private int sodium = 0;
private int carbohydrate = 0;
public Builder(int servingSize, int servings) {
this.servingSize = servingSize;
this.servings = servings;
}
public Builder calories(int val) {
calories = val;
return this;
}
public Builder fat(int val) {
fat = val;
return this;
}
public Builder sodium(int val) {
sodium = val;
return this;
}
public Builder carbohydrate(int val) {
carbohydrate = val;
return this;
}
public NutritionFacts build() {
return new NutritionFacts(this);
}
}
}
new NutritionFacts.Builder(240,8)
.calories(240)
.sodium(35)
.carbohydrate(27)
.build();
빌더패턴은(파이썬과 스칼라에 있는) 명명된 선택적 매개변수를 흉내 낸 것이다.빌더 패턴은 계층적으로 설계된 클래스와 함께 쓰기에 좋다.
빌더 패턴 예제
public abstract class Pizza {
public enum Topping { HAM, ONION, MUSHROOM }
private final Set<Topping> toppings;
static abstract class Builder<T extends Builder<T>> {
private EnumSet<Topping> toppings = EnumSet.noneOf(Topping.class);
public T addTopping(Topping topping) {
toppings.add(Objects.requireNonNull(topping));
return self();
}
abstract Pizza build();
protected abstract T self();
}
Pizza(Builder<?> builder) {
toppings = builder.toppings.clone();
}
}
public class NyPizza extends Pizza {
public enum Size { SMALL, MIDDLE, LARGE }
private final Size size;
public static class Builder extends Builder<Builder> {
private final Size size;
public Builder(Size size) {
this.size = Objects.requireNonNull(size);
}
@Override
public NyPizza build() {
return new NyPizza(this);
}
@Override
protected Builder self(){
return this;
}
}
private NyPizza(Builder builder) {
super(builder);
size =builder.size;
}
}
// 클라이언트 코드
NyPizza nyPizza = new NyPizza.Builder(SMALL)
.addTopping(ONION)
.addTopping(MUSHROOM)
.build();
예제 패턴 방식
- 부모 추상 클래스를 생성하고 부모의 추상 빌더 클래스를 만든다.
- 자식 클래스는 부모 추상 클래스를 상속받고 자식 빌더는 부모 추상 빌더를 상속 받는다.
- 부모 클래스준에서의 빌더는 자기자신의 하위타입을 받도록 해다 <T extends Builder
>(재귀적인타입 매개변수) - 기본적으로 부모 클래스에서 토핑은 빈갑으로 셋팅 addTopping을 할때마다 추가가 된다.
- self 와 build 추상메서드를 만든다.
- 추상 클래스로 new 생성이 불가하기 때문에 build는 하위 타입을 만들어준다.
- self는 하위타입에서 오버라이딩 되어 호출시 this를 반환하여 메서드 연쇄를 지원한다.
- 부모 클래스를 상속받는하위 클래스를 생성한다.
- 하위 요소의 빌더클래스는 부모 빌더를 상속 받는다.
- 빌더 생성자는 size 필수로 받도록 셋팅한다.
- 오버라이딩한 builder는 리턴타입을 자식 객체로 만들어 클라이언트에서 타입 캐스팅을 할 필요가 없게 한다.
- 빌더 호출시 하위 객체가 생성되며 this를 넘겨줌으로서 빌드 자체를매개 변수로 넘겨준다.
- 생성자에서 빌더를 받아 super호출하고 빌더의 사이즈를 하위객체의 사이즈에 셋팅해준다.
- super가 호출됨으로써 토핑(상속을 받으면서 하위객체에도 포함)도 셋팅이 된다(상속을 받으면서 하위 빌더에서 빈 토핑이 셋팅 되어 있음)
예제 클라이언트 구동 방식
- nyPizza의 빌더를생성하고 사이즈를 매개변수로 넘겨준다
- 사이즈는 필수 매개변수만으로 생성자를 호출해 빌더 객체를 얻는다.
- 빌더에서 사이즈와 토핑(비어 있음)이 셋팅된다.
- addTopping() 메서를 호출하여 원하는 선택 매개변수들을 설정한다.
- 빌더의 토핑이 추가된다.
- Objects.requireNonNull()를 통해 null 체크가능
- 마지막에 self()호출하면서 this를 반환, 해당 빌드가 유지된다.
- build() 호출 하여 new nyPizza()를 생성하고 this(빌더)를 매개변수로 넘겨준다.
- supper 호출, 부모 생성자가 호출되고 빌더를 받아 객체 토핑에 빌더 토핑을 셋팅된다.
- 객체 사이즈에 빌더 사이즈를 셋팅한다.
- 셋팅된 객체를 리턴한다
- 빌더를 통해 필수 및 선택 매개변수들 셋팅되어 객체가 생성된다.
핵심
생성자나 정적 팩터리가 처리해야 할 매개변수가 많다면 빌더 패턴을 선택하는게 더 낫다. 매개변수 중 다수의 필수가 아니거나 같은 타입이면 특히 더 그렇다. 빌더는 점층적으로 생성자보다 클라이언트 코드를 읽고 쓰기가 횔씬 간결하고, 자바 빈즈보다 횔씬 안전허다.
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