디자인패턴(업뎃중...)

디자인패턴이란?

프로그램을 설계할 때 발생했던 문제점들을 객체 간의 상호 관계 등을 이용하여 해결할 수 있도록 하나의
’규약‘형태로 만들어 놓은 것을 의미한다.

 

1. 싱글톤 패턴(singleton pattern)

하나의 클래스에 오직 하나의 인스턴스만 가지는 패턴
하나의 인스턴스를 만들어 놓고 해당 인스턴스를 다른 모듈들이 공유하며 사용하기 때문에, 보통 데이터베이스 연결 모듈에 많이 사용한다.
장점 : 인스턴스 생성할 때 드는 비용이 줄어든다. 왜??????
단점 : 의존성이 높아진다.

💡 인스턴스

* Java로 싱글톤 패턴을 구현하는 7가지 방법

 

 

 

 

2. 팩토리 패턴

팩토리 패턴에는 2가지가 있다.

먼저 심플 팩토리(Simple Factory) 패턴을 알아보자.

💡 심플 팩토리 패턴
객체 만드는 작업을 하나의 팩토리 클래스에 모아두는 것을 의미한다.

 

 

심플 팩토리 패턴에서 createPhone() 부분에서 Factory에서 직접 객체를 만드는 것을 Factory를 상속한 서브클래스에서 객체를 만들게끔 하는 것이 팩토리 메소드 패턴이다.

위의 코드에 팩토리 메소드 패턴을 적용해보자.

 

① 팩토리 메소드 패턴

클래스의 인스턴스를 만드는 일을 서브클래스에게 맡기는 것이다.

 

심플 팩토리 패턴에서 만들었던 객체 생성하는 함수를 모아둔 클래스를 인터페이스화하여 서브클래스에서 어떤 객체를 생성할지 결정하는 것이다.

 

 

이렇게 서브 클래스를 둔다면 아이폰, 안드로이드폰의 종류가 열개로 늘어난다 해도 Phone 구현체 클래스 생성과 createPhone()의 분기처리만 하면 확장이 가능한 구조가 된다.

즉 클래스 만들 때 확장은 가능하게 하되, 한번 만들면 추후에 수정할 필요 없게 만들라는 원칙인 OCP (개방 폐쇄의 원칙 : Open Close Principle)를 따르게 된다.

 

 

② 추상 팩토리 패턴

구체적인 클래스에 의존하지 않고 서로 연관되거나 의존적인 객체들의 조합을 만드는 인터페이스를 제공하는 패턴이다.

 

먼저 위에서 본 메소드 팩토리 패턴에서는 PhoneFactory의 구현체 IPhoneFactory, AndroidPhoneFactory가 각각 IPhone객체 AndroidPhone객체 하나씩을 생성하게끔 작성했다.

추상 팩토리 패턴은 이것을 한번더 감싸서 하나의 Factory에서 여러개의 제품군(Product)조합을 생성할 수 있게 해주는 패턴이다.

 

 

 

💬 코드보기

///
public interface PhoneFactoryOfFactory {
    PhoneFactory requestPhone(String company);
}
public class DefaultPhoneFactoryOfFactory implements PhoneFactoryOfFactory{
    @Override
    public PhoneFactory requestPhone(String company) {
        switch (company) {
            case "IPHONE":
                return new IPhoneFactory();
            case "ANDROID":
                return new AndroidPhoneFactory();
        }
        throw new IllegalArgumentException();
    }
}
///

///
public interface PhoneFactory {
    Phone createPhone();
    OS createOS();
}
public class IPhoneFactory implements PhoneFactory{
    @Override
    public Phone createPhone() {
        OS os = createOS();
        os.installOS();
        return new IPhone();
    }
    @Override
    public OS createOS() {
        return new IOS();
    }
}
public class AndroidPhoneFactory implements PhoneFactory{
    @Override
    public Phone createPhone() {
        OS os = createOS();
        os.installOS();
        return new AndroidPhone();
    }
    @Override
    public OS createOS() {
        return new GoogleOS();
    }
}
///

///
public interface OS {
    void installOS();
}
public class IOS implements OS {
    @Override
    public void installOS() {
        System.out.println("IOS 설치");
    }
}
public class GoogleOS implements OS {
    @Override
    public void installOS() {
        System.out.println("구글OS 설치");
    }
}
///

///
public interface Phone {
    public void call();
    public void playGame();
}
public class IPhone implements Phone{
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("아이폰으로 전화하다");
    }

    @Override
    public void playGame() {
        System.out.println("아이폰으로 게임하다");
    }
}
public class AndroidPhone implements Phone{
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("안드로이드로 전화하다");
    }

    @Override
    public void playGame() {
        System.out.println("안드로이드로 게임하다");
    }
}
///

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        PhoneFactoryOfFactory phoneFactoryOfFactory = new DefaultPhoneFactoryOfFactory();
        PhoneFactory iphoneFactory= phoneFactoryOfFactory.requestPhone("IPHONE");   //아이폰을 산다.
        Phone iphone = iphoneFactory.createPhone();
        iphone.call();
        iphone.playGame();

        PhoneFactory androidPhoneFactory = phoneFactoryOfFactory.requestPhone("ANDROID");   //안드로이드폰을 산다.
        Phone androidPhone = androidPhoneFactory.createPhone();
        androidPhone.call();
        androidPhone.playGame();
    }
}

//결과
IOS 설치
아이폰으로 전화하다
아이폰으로 게임하다
구글OS 설치
안드로이드로 전화하다
안드로이드로 게임하다

 

 

정리!

팩토리 메소드 패턴은 객체생성하는 인스턴스를 인터페이스화하여 서브클래스에 맡기는 것이다.

추상 메소드 패턴은 추상적인 메소드(서브클래스)의 조합을 만드는 인터페이스를 제공하는 패턴이다.

💡 팩토리 메소드 패턴
팩토리 메소드 패턴은 객체생성하는 인스턴스를 인터페이스화하여 서브클래스에 맡기는 것이다.

💡 추상 메소드 패턴
추상 메소드 패턴은 추상적인 메소드(서브클래스)의 조합을 만드는 인터페이스를 제공하는 패턴이다.

 

즉 팩토리 메소드 패턴을 여러개 만들어 한 interface에 모아둔 것을 추상 메소드 패턴이라 한다!

 

 

 

참고링크

[디자인 패턴] 팩토리 패턴 종류/개념/예제

 

 

 

3. 전략 패턴(정책패턴)

객체의 행위를 바꾸고 싶은 경우, '직접' 수정하지 않고 전략이라고 부르는 '캡슐화 알고리즘'을 컨텍스트 안에서 바꿔주면서 상호 교체가 가능하게 만드는 패턴이다.

 

 💡 캡슐화

• 데이터와 알고리즘을 하나로 묶는 것(관련있는 변수와 함수를 하나의 클래스로 묶는 것)
• 외부에서 쉽게 접근하지 못하도록 은닉하는게 핵심

 

💡 컨텍스트
프로그래밍에서의 컨텍스트는 상황, 맥락, 문맥을 의미하며 개발자가 어떠한 작업을 완료하는데 필요한 모든 관련 정보를 말한다.

 

 

 

 

어떤 것을 살 때 네이버페이, 카카오페이 등 다양한 방법으로 결제하는 것처럼

결제 방식의 '전략'만 바꿔서 결제하는 것

 

 

예제코드 전체보기

import java.text.DecimalFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
interface PaymentStrategy { 
    public void pay(int amount);
} 

class KAKAOCardStrategy implements PaymentStrategy {
    private String name;
    private String cardNumber;
    private String cvv;
    private String dateOfExpiry;
    
    public KAKAOCardStrategy(String nm, String ccNum, String cvv, String expiryDate){
        this.name=nm;
        this.cardNumber=ccNum;
        this.cvv=cvv;
        this.dateOfExpiry=expiryDate;
    }

    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println(amount +" paid using KAKAOCard.");
    }
} 

class LUNACardStrategy implements PaymentStrategy {
    private String emailId;
    private String password;
    
    public LUNACardStrategy(String email, String pwd){
        this.emailId=email;
        this.password=pwd;
    }
    
    @Override
    public void pay(int amount) {
        System.out.println(amount + " paid using LUNACard.");
    }
} 

class Item { 
    private String name;
    private int price; 
    public Item(String name, int cost){
        this.name=name;
        this.price=cost;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getPrice() {
        return price;
    }
} 

class ShoppingCart { 
    List<Item> items;
    
    public ShoppingCart(){
        this.items=new ArrayList<Item>();
    }
    
    public void addItem(Item item){
        this.items.add(item);
    }
    
    public void removeItem(Item item){
        this.items.remove(item);
    }
    
    public int calculateTotal(){
        int sum = 0;
        for(Item item : items){
            sum += item.getPrice();
        }
        return sum;
    }
    
    public void pay(PaymentStrategy paymentMethod){
        int amount = calculateTotal();
        paymentMethod.pay(amount);
    }
}  

public class HelloWorld{
    public static void main(String []args){
        ShoppingCart cart = new ShoppingCart();
        
        Item A = new Item("kundolA",100);
        Item B = new Item("kundolB",300);
        
        cart.addItem(A);
        cart.addItem(B);
        
        // pay by LUNACard
        cart.pay(new LUNACardStrategy("kundol@example.com", "pukubababo"));
        // pay by KAKAOBank
        cart.pay(new KAKAOCardStrategy("Ju hongchul", "123456789", "123", "12/01"));
    }
}
/*
400 paid using LUNACard.
400 paid using KAKAOCard.
*/

 

 

 

 

활용 : passport의 전략 패턴

💡 passport 전략 패턴
Node.js에서 인증 모듈을 구현할 때 쓰는 미들웨어 라이브러리로
여러 가지 '전략'을 기반으로 인증할 수 있게 한다.

 

 

 

 

 

 

 

내 궁금증

팩토리 패턴과 전략패턴의 차이는?

팩토리 패턴은 객체를 생성하는 데에 캡슐화

전략패턴은 결제 방식 알고리즘을 캡슐화한다. 해당 알고리즘을 동적으로 교체 할 수 있다.

 

요약하자면, 팩토리 패턴은 객체 생성을 캡슐화하고 유형에 따라 객체를 생성하는 데 사용되며, 전략 패턴은 알고리즘을 캡슐화하고 동적으로 교체할 수 있는 패턴입니다.

 

 

4. 옵저버 패턴

💡 옵저버 패턴(observer pattern)
주체가 어떤 객체(subject)의 상태 변화를 관찰하다가 상태 변화가 있을 때마다 메서드 등을 통해 옵저버 목록에 있는 옵저버들에게 변화를 알려주는 디자인 패턴이다.

 

여기서 주체란? 객체의 상태 변화를 보고 있는 관찰자이며,

옵저버들이란? 이 객체의 상태 변화에 따라 전달되는 메서드 등을 기바능로 '추가 변화 사항'이 생기는 객체들을 의미한다.

(팔로우하고 게시글이 올라오면(변동사항) 알림을 주는 것을 말한다.)

 

 

옵저버 패턴을 활용한 서비스

1. 트위터, 인스타그램 등

2. 주로 이벤트 기반 시스템에 사용

3. MVC(Model-View-Controller) 패턴에도 사용

주체인 모델(Model)에서 변경 사항이 생겨 update() 메서드로 옵저버인 뷰(View)에게 알려주고 이를 기반으로 컨트롤러(Controller)가 작동한다.

 

 

 

 

5. 프록시 패턴과 프록시 서버

💡 프록시 패턴(proxy pattern)
대상 객체(subject)에 접근하기 전 그 접근에 대한 흐름을 가로채 대상 객체 앞단의 인터페이스 역할을 하는 디자인패턴이다.
객체의 속성, 변환 등을 보완하며 보안, 데이터 검증, 캐싱, 로깅에 사용한다.
프록시 객체로 쓰이기도 하지만 프록시 서버로도 활용된다.

 

📌 프록시 서버에서의 캐싱
캐시 안에 정보를 담아두고, 캐시 안에 있는 정보를 요구하는 요청에 대해 다시 저 멀리 있는 원격 서버에 요청하지 않고 캐시 안에 있는 데이터를 활용하는 것을 말한다.
이를 통해 불필요하게 외부와 연결하지 않기 때문에 트래픽을 줄일 수 있다는 장점이 있다.

💡 프록시 서버
서버와 클라이언트 사이에서 클라이언트가 자신을 통해 다른 네트워크 서비스에 간접적으로 접속할 수 있게 해주는 컴퓨터 시스템이나 응용 프로그램을 가리킨다.
ex) nginx

 

 

6. 이터레이터 패턴

 

 

 

7. 노출모듈 패턴

 

 

 

 

8.  MVC 패턴

 

 

 

9. MVP 패턴

 

 

 

 

10. MVVM 패턴