Item 2. 생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라.

[pyeong114]

Chapter : 2. 객체 생성과 파괴

Item : 2. 생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라.

Assignee : eunpyeong114

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🍑 서론

정적 팩터리와 생성자는 선택적 매개변수가 많을 때 적절히 대응하기 어렵다.

기존의 프로그래머들이 즐겨 사용하는 방식

1. 점층적 생성자 패턴(telescoping construct or pattern)
   : 필수 매개변수만 받는 생성자, 필수 매개변수 + 선택 매개별수 1개를 받는 생성자, 필수 매개변수 + 선택 매개변수 2개를 받는 생성자 ...형태로 전부 다 받는 생성자까지 늘려가는 방식
   
   🤦🏻‍♂️ 문제점
   : 하나씩 확장할 수는 있지만, 매개변수가 많아지는 경우 확장하기 어려움

public class NutritionFacts {
    private final int servingSize; // (ml , 1회제공량) 필수
    private final int servings; // (회, 총n회제공량) 필수
    private final int calories; // (1회제공량당) 선택
    private final int fat; // (g/1회제공량) 선택
    private final int sodium; // (mg/1회제공량) 선택 
    private final int carbohydrate; // (a/1회제공량) 선택

    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;
    }
}

2. 자바빈즈 패턴(JavaBeans pattern)
   : 매개변수가 없는 생성자로 객체를 만든 후, 세터(setter)메서드들을 호출해 원하는 매개변수의 값을 설정하는 방식
   
   🤦🏻‍♂️ 문제점
   : 객체 하나를 만들려 메서드를 여러 번 호출해야 함
   : 일관성이 깨지고, 클래스를 불변으로 만들 수 없는 문제점 존재

public class NutritionFacts {
// 매개변수들은 (기본값이 있다면) 기본값으로 초기화된다. 
    private int servingSize = -1; // 필수; 기본값 없음 
    private int servings = -1; // 필수; 기본값 없음 
    private int calories = 0;
    private int fat = 0;
    private int sodium = 0;
    private int carbohydrate = 0;
    
    public NutritionFacts() {} 
    // 세터 메서드들
    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; }
}

🍑 본론

위 두가지 방법의 장점(안전성+가독성)만 가진 빌더 패턴이 존재

빌더 패턴

1. 필요한 객체를 직접 만드는 대신, 필수 매개변수만으로 생성자를 호출해서 빌더 객체를 얻는다
2. 빌더 객체가 제공하는 일종의 세터 메서드들로 원하는 선택 매개변수들을 설정한다.
3. 마지막으로 매개변수가 없는 build 메서드를 호출해 필요한 객체를 얻는다.

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 static class Builder{
        // 필수 매개변수
        private final int servingSize;
        private final int servings;
        
        // 선택 매개변수 - 기본값으로 초기화
        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);
        }
    }
    
    private NutritionFacts(Builder builder){
        servingSize = builder.servingSize;
        servings = builder.servings;
        calories = builder.calories;
        fat = builder.fat;
        sodium = builder.sodium;
        carbohydrate = builder.carbohydrate;
    }
}

위와 같이 코드를 작성하게 되면, NutritionFacts 클래스는 불변이며, 모든 매개변수의 기본값들을 한 곳에 모아둘 수 있다.
또한, 빌더의 세터 메서드들은 빌더 자신을 반환하기 때문에 연쇄적으로 호출할 수 있다.

NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240,8).calories(100).sodium(35).carbohydrate(27).build();

이런 방식을 메서드 호출이 흐르듯 연결된다는 뜻으로 플루언트API(fluent API) 혹은 메서드 연쇄(method chaining)라 한다.

📌 불변(immutable or immutability)
: 어떠한 변경도 혀용하지 않는다는 뜻으로, 주로 변경을 허용하는 가변 객체와 구분하는 용도로 쓰임.
: 예를 들면 String 객체는 한번 만들어지면 절대 값을 바꿀 수 없는 불변 객체이다.

📌 불변식(invariant)
: 프로그램이 실행되는 동안, 혹은 정해진 기간 동안 반드시 만족해야 하는 조건
: 변경을 허용할 수는 있으나 주어진 조건 내에서만 허용한다는 뜻임

따라서 가변 객체에도 불변식은 존재할 수 있으며, 넓게 보면 불변은 불변식의 극단적인 예라 할 수 있다.

빌더 패턴의 장점

• 가변인수(varargs) 매개변수를 여러 개 사용할 수 있음
• 상당히 유연
• 점층적 생성자 패턴의 안전성과 자바빈즈 패턴의 가독성을 가짐

빌더 패턴의 단점

• 객체를 만들기 위해서 빌더부터 만들어야 한다는 번거로움
• 빌더 생성 비용이 크지는 않지만, 성능에 민감한 상황에서는 문제가 될 수 있음
• 코드가 장황해짐 매개변수가 4개 이상은 되어야 이득

🍑 결론

🚀 생성자나 정적 팩터리가 처리해야 할 매개변수가 많다면 빌더 패턴을 선택하는 게 더 낫다!

특히, 매개변수 중 다수가 필수가 아니거나 같은 타입이면 더 더욱 빌더 패턴을 사용하는 것을 권장.

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