[JAVA] Lombok의 @UtilityClass 어노테이션 정리

자바를 개발하다 보면 Math, Collections 같은 유틸리티 클래스를 만들 일이 많습니다. 일반적으로 유틸리티 클래스는 정적(static) 메서드만 포함하며, 객체로 생성할 필요가 없습니다.

Lombok에서는 이러한 유틸리티 클래스를 간편하게 정의할 수 있도록 @UtilityClass 어노테이션을 제공하며, 이를 통해 자동으로 인스턴스 생성을 막고 모든 멤버를 static으로 변환할 수 있습니다.
이번 포스팅에서는 @UtilityClass의 개념과 사용법, 컴파일 후 코드 변환 과정, 그리고 유틸리티 클래스 설계 시 고려해야 할 점들을 정리해보겠습니다.

1. @UtilityClass란?

@UtilityClass는 Lombok v1.16.2에서 도입된 어노테이션으로, 객체 생성이 불필요한 유틸리티 클래스를 쉽게 정의할 수 있도록 도와줍니다.

유틸리티 클래스는 상태(State)가 없고, 행위(Behavior)만을 가지는 클래스를 의미합니다. 대표적으로 Math 클래스처럼 모든 메서드가 static으로 정의되어 있으며, 인스턴스를 생성할 필요가 없습니다.

1.1 주요 기능

• 클래스를 자동으로 final로 변환 → 상속 방지
• 모든 필드와 메서드를 static으로 변환 → 객체 없이 사용 가능
• private 생성자 자동 생성 → 객체 생성 불가능하도록 제한
• 명시적인 생성자 작성 방지 → 생성자를 수동으로 만들 수 없음
• 내부 클래스도 자동 static 처리 → 유틸리티 성격 유지

2. @UtilityClass 사용법

Lombok의 @UtilityClass를 사용하여 유틸리티 클래스를 작성하면, 클래스 내부의 모든 필드와 메서드가 자동으로 static이 됩니다.

import lombok.experimental.UtilityClass;

@UtilityClass
public class UtilityClassExample {
    private final int CONSTANT = 5; // static으로 자동 변환됨

    public int addSomething(int in) {
        return in + CONSTANT;
    }
}

• CONSTANT 필드는 자동으로 static final로 변환됩니다.
• addSomething(int in) 메서드도 자동으로 static이 됩니다.
• 해당 클래스를 생성하려고 하면 컴파일 에러 발생 → 객체 생성을 원천적으로 차단

@UtilityClass를 사용하면 객체를 생성할 필요 없이 클래스명.메서드명() 형식으로 접근 가능합니다.

int result = UtilityClassExample.addSomething(10); // 객체 없이 사용 가능

3. Lombok이 @UtilityClass를 컴파일하면?

@UtilityClass 어노테이션을 사용하면, Lombok이 컴파일 과정에서 자동으로 필요한 코드들을 추가해줍니다.

3.1 컴파일 후 변환된 코드

아래는 위의 Lombok 코드를 컴파일했을 때 생성되는 순수 자바 코드입니다.

public final class UtilityClassExample { // final 키워드 추가 (상속 방지)
    private static final int CONSTANT = 5; // 모든 멤버 자동 static 적용

    private UtilityClassExample() {
        throw new UnsupportedOperationException("This is a utility class and cannot be instantiated");
    }

    public static int addSomething(int in) {
        return in + CONSTANT;
    }
}

• 클래스에 final 키워드 추가 → 상속 불가
• 모든 필드와 메서드를 static으로 자동 변환
• private 생성자 추가 → 강제로 예외 발생 (UnsupportedOperationException)
• 인스턴스화 방지 → 객체 생성이 불가능

3.2 자동으로 추가된 기능

1) final 키워드 추가

• 유틸리티 클래스는 상속할 필요가 없으므로 final로 자동 변환됩니다.
• 하위 클래스를 생성할 수 없도록 제한됩니다.

2) 모든 멤버를 static으로 변환

• 필드(CONSTANT)와 메서드(addSomething())가 자동으로 static으로 설정됩니다.
• 객체를 생성하지 않고도 클래스명.메서드명() 형태로 호출 가능합니다.

3) private 생성자 자동 추가

• 유틸리티 클래스는 객체를 생성할 필요가 없으므로, 인스턴스화를 방지해야 합니다.
• Lombok은 자동으로 private 생성자를 추가하고,객체가 생성될 경우 UnsupportedOperationException을 던지도록 구현합니다.

private UtilityClassExample() {
    throw new UnsupportedOperationException("This is a utility class and cannot be instantiated");
}

즉, 생성자가 private로 설정되면서 객체 생성이 원천적으로 차단됩니다.

아래와 같이 객체를 생성하려고 하면 컴파일 오류가 발생합니다.

UtilityClassExample util = new UtilityClassExample(); // 컴파일 오류 발생!

4. 유틸리티 클래스 설계 시 고려해야 할 점

유틸리티 클래스는 상태(State)가 없고, 행위(Behavior)만 존재하는 클래스입니다. 무분별하게 사용하면 객체지향적 설계에서 벗어날 가능성이 크며, 유지보수성이 떨어질 수 있습니다.

4.1 유틸리티 클래스 장점

1. 객체 없이 호출 가능 → 불필요한 인스턴스 생성 방지
2. 일관성 유지 → 특정 로직을 한 곳에서 관리 가능
3. 재사용성 증가 → 여러 곳에서 동일한 메서드 활용 가능

4.2 유틸리티 클래스의 단점

1. 객체지향 프로그래밍 원칙에서 벗어남
   • 모든 메서드가 static이므로 객체지향적이지 않음 (절차지향적 설계)
2. 단위 테스트가 어렵다
   • static 메서드는 Mocking이 어렵고, 변경이 힘듦
   • 테스트 가능한 코드로 만들려면 의존성 주입(DI)을 고려해야 함
3. 강결합 발생 가능성
   • static 메서드를 남용하면 다른 클래스들과 강한 의존성을 가짐
   • 유지보수 시 코드 변경이 어려워질 수 있음

따라서, 유틸리티 클래스 사용이 적절한 경우인지 신중하게 판단해야 합니다.

5. 결론

• @UtilityClass는 Lombok을 활용하여 유틸리티 클래스를 간편하게 정의할 수 있도록 도와준다.
• 자동으로 final 클래스, private 생성자, static 필드 및 메서드를 추가하여객체 생성이 불가능한 유틸리티 클래스를 만든다.
• 유틸리티 클래스는 상태(State)가 없고, 행위(Behavior)만 존재해야 하므로필드에 상태값을 저장하는 것은 지양해야 한다.
• 무분별한 사용은 객체지향적 설계에서 벗어나며, 유지보수성과 테스트성을 저하시킬 수 있다.
• 꼭 필요한 경우에만 유틸리티 클래스를 사용하고,객체지향적인 설계를 우선 고려하는 것이 바람직하다.

6. 참고

• Lombok 공식 홈페이지 - UtilityClass