Java - private 생성자를 사용하는 이유

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constructor(생성자)를 private으로 정의하면 외부에서 메소드 호출이 안되기 때문에 객체를 생성 할 수 없습니다. 객체를 생성하는 방법은 클래스 안에서 생성자를 호출하는 방법 뿐입니다.

외부에서는 객체를 생성할 수 없고, 내부에서만 객체를 생성할 수 있다는 특징을 이용하기 위해 private 생성자를 사용합니다. 보통 언제, 어떤 이유로 private 생성자를 사용하는지 알아보겠습니다.

1. 불필요한 객체 생성 제한

다음은 JDK의 Arrays.java입니다. 이 클래스의 모든 메소드는 static으로 구성되어있으며, 그렇기 때문에 객체 생성 없이 메소드를 직접 호출할 수 있습니다. 불필요하게 객체를 생성할 필요는 없기 때문에, 코드를 잘 알고 있는 개발자는 객체를 생성하지 않을 텐데, 익숙하지 않은 개발자가 실수로 객체를 생성할 수 있습니다. 라이브러리를 설계하는 사람은 private 생성자를 사용하여 불필요한 객체 생성을 구조적으로 막을 수 있습니다.

public class Arrays {

    // Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.
    private Arrays() {}

    public static void sort(int[] a) {
        DualPivotQuicksort.sort(a, 0, a.length - 1, null, 0, 0);
    }

    public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
        if (c == null) {
            sort(a);
        } else {
            if (LegacyMergeSort.userRequested)
                legacyMergeSort(a, c);
            else
                TimSort.sort(a, 0, a.length, c, null, 0, 0);
        }
    }

    /** To be removed in a future release. */
    private static <T> void legacyMergeSort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
        T[] aux = a.clone();
        if (c==null)
            mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0);
        else
            mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0, c);
    }
}

2. Singleton 패턴

Singleton 패턴은 프로세스 내에서 객체를 하나만 생성하고 모든 곳에서 이 객체를 사용하는 패턴입니다. 만약 외부에서 생성자를 호출하여 객체를 쉽게 생성할 수 있다면, 프로세스 내에 1개의 객체만 생성되도록 관리하기 어려울 것입니다. 그래서 생성자를 private으로 선언하여 외부에서는 객체를 생성하지 못하도록 막고, getInstance() 처럼 객체를 제공하는 스태틱 메소드를 만들고 이 메소드에서 1개의 객체만 생성되도록 관리할 수 있습니다.

public final class Singleton {

    private static Singleton INSTANCE;

    private Singleton() {
    }

    public Singleton getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Singleton();
        }
        return INSTANCE;
    }

    // getters and setters
}

외부에서는 이런식으로 static 메소드인 getInstance()를 호출하여 객체를 얻습니다.

Singleton object = Singleton.getInstance();

3. 인자 제한, 생성 위임

객체를 생성할 때 ValueTypeClass(String value, String type)처럼 두개의 인자를 받는데, 외부에서 첫번째 인자로 int와 boolean만 받고 싶고, 두번째 인자 type을 입력받지 않도록 제한하고 싶습니다. 임의로 null을 넣거나, 잘못된 값을 넣었을 때 오동작할 수 있기 때문입니다. JavaDoc으로 잘 설명해도 사용법이 단순하지 않으면 오용할 수 있습니다. 이럴 때 생성자를 private으로 만들고, int와 boolean을 받는 public 생성자를 만들 수 있습니다. public 생성자는 내부적으로 private 생성자를 호출하여 생성 작업을 위임하기도 합니다.

public class ValueTypeClass {

    private final String value;
    private final String type;

    public ValueTypeClass(int x) {
        this(Integer.toString(x), "int");
    }

    public ValueTypeClass(boolean x) {
        this(Boolean.toString(x), "boolean");
    }

    private ValueTypeClass(String value, String type) {
        this.value = value;
        this.type = type;
    }

    // getters and setters
}

4. Builder 패턴

Singleton 패턴과 비슷하게, Builder 패턴에서도 private 생성자를 사용합니다. Builder 클래스를 통해서만 Employee 객체를 생성할 수 있도록, Employee 생성자는 private으로 선언하여 외부에서 객체를 생성할 수 없도록 제한합니다.

public class Employee {

    private final String name;
    private final int age;

    private Employee(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public static class Builder {
        private String name;
        private int age;

        public Builder setName(String name) {
            this.name = name;
            return this;
        }

        public Builder setAge(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }

        public Employee build() {
            return new Employee(name, age);
        }
    }
}

클래스 외부에서는 아래와 같이 Builder를 통해서 Employee 객체를 생성할 수 있습니다.

Employee.Builder builder = new Employee.Builder();
builder.setName("John Doe");
builder.setAge(30);

Employee employee = builder.build();

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