이 글은 이펙티브 자바 스터디를 하면서 공유를 위해 작성한 글입니다.

상황 생각해보기

인스턴스화를 막는다는 건 인스턴스를 생성하지 못하게 한다는 것과 같습니다.

어떤 상황에서 인스턴스를 생성할 필요가 없을까요?

수학의 제곱근을 예시로 생각해보겠습니다. 9의 제곱근은 항상 3이 나옵니다.

제곱근처럼 동일한 입력값을 넣으면 항상 동일한 결과를 리턴하는 메서드를 만든다고 했을 때, 메서드는 어디서든 사용될 수 있으며 있는 그대로 재사용이 가능합니다.

즉, 이런 상황에서는 인스턴스를 생성하지 않고 전역에서 사용할 수 있으며 항상 재사용이 가능하도록 하는 것이 더 효율적입니다. 우리는 그 상황을 정적(static) 선언으로 구현할 수 있습니다.

이렇게 항상 전역으로 사용할 수 있는 정적 필드와 정적 메서드가 모인 클래스를 유틸성 클래스라고 부릅니다. 그래서 보통 유틸성 클래스는 필드와 메서드 모두 정적(static) 선언으로 구현되어 있습니다.

정적 필드와 정적 메서드만 있는 게 왜 문제가 될까?

public class CustomStringUtils {

    public static boolean isBlank(String input) {
        return input == null || input.trim().isEmpty();
    }
    
    // ... 다른 static 메서드들
}

위 처럼 코드를 작성할 때, 메서드를 사용하는데는 문제가 없습니다.

다만, 그대로 사용하게 되면 컴파일러가 기본 생성자를 생성하므로 다른 클래스에서 new CustomStringUtils() 와 같이 인스턴스를 생성하는 것이 가능합니다.

즉, 정적 필드와 정적 메서드밖에 없는데 인스턴스를 생성할 수 있게 됩니다.

만약 협업하고 있는 상황이라면 다른 개발자에게 기본 생성자를 생성할 수 있는 여지를 주어 혼란을 초래할 수 있습니다. 또한 굳이 인스턴스를 사용하도록 열어둘 이유도 없습니다.

인스턴스를 생성하지 못하게 하려면 어떻게 해야할까?

public class CustomStringUtils {
    
    private CustomStringUtils() {
        throw new IllegalStateException("유틸리티 클래스를 인스턴스화할 수 없습니다!");
    }

    public static boolean isBlank(String input) {
        return input == null || input.trim().isEmpty();
    }
    
    // ... 다른 static 메서드들
}

생성자의 접근제한자를 private 으로 주면 다른 클래스에서 생성자를 호출할 수 없으므로 인스턴스를 생성하지 못하게 됩니다.

생성자가 분명히 존재하는데 호출할 수 없는 로직이므로 개발자 입장에서는 헷갈릴 수 있습니다. 이는 주석을 달거나 Exception을 던져서 알기 쉽도록 도움을 줄 수 있습니다.

유틸성 클래스의 예시

앞서 말했듯이 모두 static 으로 선언되어 있으며, 생성자는 private 으로 되어있습니다.

java.lang.Math

public final class Math {

    /**
     * Don't let anyone instantiate this class.
     */
    private Math() {}

    public static final double E = 2.7182818284590452354;
    public static final double PI = 3.14159265358979323846;
    
    // ...

    public static int max(int a, int b) {
        return (a >= b) ? a : b;
    }
}

java.util.Arrays

public class Arrays {

    private static final int MIN_ARRAY_SORT_GRAN = 1 << 13;

    // Suppresses default constructor, ensuring non-instantiability.
    private Arrays() {}
    
    // ...
    @SafeVarargs
    @SuppressWarnings("varargs")
    public static <T> List<T> asList(T... a) {
        return new ArrayList<>(a);
    }

고민

인스턴스를 생성할 수 없는데 생성자 테스트코드를 작성할 수 있을까?

리플렉션을 이용해서 테스트가 가능합니다. 참고로 테스트 라이브러리는 Junit 5 를 사용했습니다.

@DisplayName("유틸리티 클래스 생성 실패 - 예외 처리")
@Test
void constructor() throws Exception {
    Constructor<CustomStringUtils> constructor = CustomStringUtils.class
                                                    .getDeclaredConstructor();
    constructor.setAccessible(true);

    assertThatThrownBy(constructor::newInstance)
        .isInstanceOf(InvocationTargetException.class)
        .getCause()
        .isInstanceOf(IllegalStateException.class);
}

setAccessible(true) 으로 접근 가능하도록 만든 후에 newInstance() 메서드를 호출하면 private 생성자도 테스트가 가능합니다.

다만, 개인적으로는 해당 테스트코드가 의미가 있는지 잘 모르겠습니다. 테스트 커버리지가 낮다는 이유로 테스트 커버리지를 높이기 위해 테스트코드를 작성하기보다 현재 테스트코드가 의미있는지 생각해보면 좋을 것 같습니다.

요약

생성자가 없을 때 기본생성자는 자동으로 만들어진다
정적 변수와 정적 메서드만 있는 유틸리티 클래스가 다른 곳에서 인스턴스를 생성할 이유가 없다
다른 곳에서 생성자를 호출하지 못하도록 생성자의 접근제한자를 private으로 만들자

출처

이펙티브 자바 3판
http://kwon37xi.egloos.com/4844149