[디자인패턴] 빌더패턴이란?

빌더패턴

빌더패턴은 복잡한 객체 생성 과정과 표현 방법을 분리해서 다양한 구성의 인스턴스를 만드는 생성 패턴이다.

객체를 만드는 방법은 3가지가 있는데 1. 생성자 생성 2. setter 주입 3. 빌더 패턴이다.

점층적 생성자 패턴

매개변수를 통해서 인스턴스를 생성하고 싶을 때 생성자를 오버로딩 하는 방법

class Member {
	
	private String name;
	private int age;

	public Member(String name, int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}

	public Member(String name){
		this.name = name;
	}
}

이런 패턴은 클래스 인스턴스 필드가 많을 수록 생성자에 들어갈 인자의 수가 늘어나 몇 번째 인자가 어떤 필드였는지 헷갈릴 수도 있게 된다.

또한, 매개변수 특성상 순서를 따라야 하기 때문에 원하지 않는 값에는 0을 파라미터로 전달해야되기 때문에 선택적으로 필드를 선택할 수 없다.

자바 빈 패턴

위 단점을 해결하기 위해 setter 메서드를 사용한 방법이 생겼다.

매개변수가 없는 생성자로 객체를 생성한 후 setter를 통해 클래스 필드의 초기값을 설정하는 방법이다.

class Member {
	
	private String name;
	private int age;

	public Member(){}

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

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

기존 생성자 오버로딩에서 나타났던 기독성 문제가 사라지고 선택적인 파라미터에 대해 해당되는 setter 메서드를 호출하면 돼서 유연하게 객체를 생성할 수 있다.

하지만 객체 생성 시점에 모든 값들을 주입하지 않아 일관성 문제와 불변성 문제가 나타난다.

일관성 문제? 필수 매개변수란 객체가 초기화될 때 반드시 설정되어야하는 값인데 개발자가 깜빡하고 setName() 메서드를 호출하지 않았다면 객체의 일관성이 무너진 상태가 된다. 객체가 유효하지 않은 상태가 되기 대문에 다른 곳에서 해당 인스턴스를 사용하게 된다면 런타임 예외가 발생할 수 있다.

불변성 문제? 객체를 생성했음에도 외부적으로 setter메서드를 노출하고 있기 때문에 언제 어디서 누군가 setter메서드를 통해 객체를 함부로 조작할 수 있다. 이 문제가 불변함을 보장할 수 없는 내용이다.

빌더패턴

위 두 문제를 해결하기 위해서 별도의 bulider 클래스를 만들어 메서드를 통해 값을 입력받을 수 최종적으로 build() 메서드로 하나의 인스턴스를 생성하여 리턴하는 패턴이다.

빌더패턴을 사용하면 더이상 생성자 오버로딩 열거를 하지 않아도 되고, 데이터의 순서에 상관없이 객체를 만들어내기 때문에 생성자 파라미터 순서를 파악하지 않아도 된다. 또한, 잘못된 값을 넣을 실수도 줄어들게 된다.

빌더 클래스
Member 클래스와 같은 인자들로 구정하고 setter 메서드를 구현한다.

class MemberBuilder {
	private String name;
	private int age;

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

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

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

return this부분을 보면 MemberBuilder 객체 자신을 리턴하는 것을 볼 수 있다. 객체 자신을 리턴함으로써 메서드 호출 후 연속적으로 빌더 메서드를 체이닝하여 호출 할 수 있다. 마지막으로 build메서드를 구성해줌으로써 빌더 클래스의 필드를 Member 생성자의 인자에 넣어줘 Member 인스턴스를 얻게 된다.

장점

• 가독성이 좋아진다.

• 유연성을 확보할 수 있다.

• 불변성을 확보할 수 있다.

• 필요한 데이터만 설정할 수 있다.

단점

• 코드의 복잡성이 증가한다.

• 생성자보다는 성능이 떨어진다.

• 지나친 빌더 남용은 금지! 클래스 필드의 개수가 4개보다 적고 필드의 변경 가능성이 없는 경우라면 정적 팩토리 메소드를 사용하는 것이 더 좋을 수가 있다.

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정적 팩토리 메서드 간단히 설명하자면

별도의 객체 생성의 역할을 하는 클래스 메서드를 통해 간접적으로 객체 생성을 유도하는 것!

class Member {
	private String name;

	private Member(String name) {
		this.name = name;
	}

	public static Member nameOf(String name) {
		return new Member(name);
	}
}