Design pattern(behavioral 행동 패턴) with Java
27 Apr 2022
행동 패턴(Behavioral pattern)
소프트웨어 엔지니어링에서 행동 디자인 패턴은 객체 간의 일반적인 통신 패턴을 식별하는 디자인 패턴 입니다.
그렇게 함으로써, 이러한 패턴은 의사소통을 수행할 때 유연성을 증가시킵니다.
주로 책임을 분산하고 의존성 decoupling 하여 구조 개선
- 책임 연쇄 패턴 명령 개체는 논리를 포함하는 처리 개체에 의해 처리되거나 다른 개체에 전달됩니다.
- 커맨드 패턴 명령 개체는 작업 및 해당 매개변수를 캡슐화합니다.
- 인터프리터 패턴 특정 문제 집합을 신속하게 해결하기 위해 특수 컴퓨터 언어를 구현합니다.
- 이터레이터 패턴 반복자는 기본 표현을 노출하지 않고 집계 개체의 요소에 순차적으로 액세스하는 데 사용됩니다.
- 중재자 패턴 하위 시스템의 인터페이스 집합에 대한 통합 인터페이스를 제공합니다.
- 메멘토 패턴 객체를 이전 상태로 복원(롤백)하는 기능 제공
- 옵저버 패턴 발행/구독 또는 이벤트 리스너라고도 합니다. 객체는 다른 객체에 의해 발생할 수 있는 이벤트를 관찰하기 위해 등록됩니다.
- 상태 패턴 런타임에 개체가 부분적으로 유형을 변경하는 깔끔한 방법
- 전략 패턴 합성을 사용하여 알고리즘을 즉석에서 선택할 수 있습니다.
- 템플릿 메소드 패턴 프로그램 의 골격 을 설명합니다. 알고리즘은 상속을 사용하여 즉석에서 선택할 수 있습니다.
- 템플릿 콜백 패턴 콜백으로 상속 대신 위임을 사용하는 템플릿 패턴.
- 방문자 패턴 객체와 알고리즘을 분리하는 방법
책임 연쇄 패턴(Chain of Responsibility) 패턴
요청을 보내는 쪽(sender)과 요청을 처리하는 쪽(receiver)의 분리하는 패턴
- 핸들러 체인을 사용해서 요청을 처리한다.
- 클라이언트가 구체적인 핸들러를 선택해서 사용하지 않고, 모른 상태로 추상 클래스 핸들러만 사용한다.
장점
- 클라이언트 코드를 변경하지 않고 새로운 핸들러를 체인에 추가할 수 있다.
- 각각의 체인은 자신이 해야하는 일만 한다.
- 체인을 다양한 방법으로 구성할 수 있다. (전, 후처리 등)
단점
- 디버깅이 조금 어렵다.(흐름이 많아 번거로움)
자바
- 서블릿 필터
스프링
- 스프링 시큐리티 필터
커맨드(Command) 패턴
요청을 캡슐화 하여 호출자(invoker)와 수신자(receiver)를 분리하는 패턴.
- 요청을 처리하는 방법이 바뀌더라도, 호출자의 코드는 변경되지 않는다. (커맨드는 리시버를 구체적으로 알고 있어야하는 클래스라 커맨드 클래스는 바뀌어야 한다.)
장점
- 기존 코드를 변경하지 않고 새로운 커맨드를 만들 수 있다. (OCP)
- 수신자의 코드가 변경되어도 호출자의 코드는 변경되지 않는다.
- 커맨드 객체를 로깅, DB에 저장, 네트워크로 전송 하는 등 다양한 방법으로 활용할 수도 있다.
단점
- 코드가 복잡하고 클래스가 많아진다
인터프리터(Interpreter) 패턴
자주 등장하는 문제를 간단한 언어로 정의하고 재사용하는 패턴.
- 반복되는 문제 패턴을 언어 또는 문법으로 정의하고 확장할 수 있다
-
Expression 트리 구조는 컴포짓 패턴과 유사
- Context: 모든 Expression에서 사용하는 공통된 정보가 있는 곳(global한 값)
- Expression: Context를 참조하여 실제 표현하는 문법을 나타내는 것
- TerminalExpression: 그 자체로 종료되는 expression
- NonTerminalExpression: 다른 expression들을 참조하는 expression(재규적으로)
장점
- 자주 등장하는 문제 패턴을 언어와 문법으로 정의할 수 있다.
- 기존 코드를 변경하지 않고 새로운 Expression을 추가할 수 있다.
단점
- 복잡한 문법을 표현하려면 Expression과 Parser가 복잡해진다
=> 구현에 드는 비용, 패턴을 적용할 만큼 자주 쓸 정도의 문제인가 고민해 봐야 함(ROI-Return On Investment)
이터레이터(Iterator) 패턴
집합 객체 내부 구조를 노출시키지 않고 순회 하는 방법을 제공하는 패턴.
- 집합 객체를 순회하는 클라이언트 코드를 변경하지 않고 다양한 순회 방법을 제공할 수 있다.
장점
- 집합 객체가 가지고 있는 객체들에 손쉽게 접근할 수 있다.
- Client는 집합 객체가 제공하는 Iterator만 알면 되고, 집합 객체 내부(ConcreteAggregate)는 몰라도 된다.
- 일관된 인터페이스를 사용해 여러 형태의 집합 구조를 순회할 수 있다.
- 집합 객체가 변경되어도 Client에서는 숨겨져 있기 때문에 유연하다.
단점
- 클래스가 늘어나고 복잡도가 증가한다
중재자(Mediator) 패턴
여러 객체들이 소통하는 방법을 캡슐화하는 패턴.
- 여러 컴포넌트간의 결합도를 중재자를 통해 낮출 수 있다
장점
- 컴포넌트 코드를 변경하지 않고 새로운 중재자를 만들어 사용할 수 있다.
- 각각의 컴포넌트 코드를 보다 간결하게 유지할 수 있다.
단점
-
중재자 역할을 하는 클래스의 복잡도와 결합도가 증가한다
메멘토(Memento) 패턴
캡슐화를 유지하면서 객체 내부 상태를 외부에 저장하는 방법. - 객체 상태를 외부에 저장했다가 해당 상태로 다시 복구할 수 있다
장점
- 캡슐화를 지키면서 상태 객체 상태 스냅샷을 만들 수 있다.
- 객체 상태 저장하고 또는 복원하는 역할을 CareTaker에게 위임할 수 있다.
- 객체 상태가 바뀌어도 클라이언트 코드는 변경되지 않는다.
단점
- 많은 정보를 저장하는 Memento를 자주 생성하는 경우 메모리 사용량에 많은 영향을 줄 수 있다
옵저버(Observer) 패턴
다수의 객체가 특정 객체 상태 변화를 감지하고 알림을 받는 패턴.
- 발행(publish)-구독(subscribe) 패턴을 구현할 수 있다
장점
- 상태를 변경하는 객체(publisher)와 변경을 감지하는 객체(subscriber)의 관계를 느슨하게 유지할 수 있다.
- Subject의 상태 변경을 주기적으로 조회하지 않고 자동으로 감지할 수 있다.
- 런타임에 옵저버를 추가하거나 제거할 수 있다.
단점
- 복잡도가 증가한다.
- 다수의 Observer 객체를 등록 후 해지 하지 않으면 memory leak이 발생할 수도 있다
상태(State) 패턴
객체 내부 상태 변경에 따라 객체의 행동이 달라지는 패턴.
- 상태에 특화된 행동들을 분리해 낼 수 있으며, 새로운 행동을 추가하더라도 다른 행동에 영향을 주지 않는다
- if 문이나 switch 문에 상태에 따라 구분 했던 로직을 분리한다.
장점
- 상태에 따른 동작을 개별 클래스로 옮겨서 관리할 수 있다.
- 기존의 특정 상태에 따른 동작을 변경하지 않고 새로운 상태에 다른 동작을 추가할 수 있다.
- 코드 복잡도를 줄일 수 있다.
단점
- 복잡도가 증가한다
전략(Strategy) 패턴
여러 알고리즘을 캡슐화하고 상호 교환 가능하게 만드는 패턴.
- 컨텍스트에서 사용할 알고리즘을 클라이언트 선택한다.
장점
- 새로운 전략을 추가하더라도 기존 코드를 변경하지 않는다.
- 상속 대신 위임을 사용할 수 있다.
- 런타임에 전략을 변경할 수 있다.
단점
- 복잡도가 증가한다.
- 클라이언트 코드가 구체적인 전략을 알아야 한다
템플릿 메소드(Template method) 패턴
알고리즘 구조를 서브 클래스가 확장할 수 있도록 템플릿으로 제공하는 방법.
- 추상 클래스는 템플릿을 제공하고 하위 클래스는 구체적인 알고리즘을 제공한다
장점
- 템플릿 코드를 재사용하고 중복 코드를 줄일 수 있다.
- 템플릿 코드를 변경하지 않고 상속을 받아서 구체적인 알고리듬만 변경할 수 있다.
단점
- 리스코프 치환 원칙을 위반할 수도 있다.
- 템플릿 메소드에 final 키워드를 붙이면 LISKOV 위반을 일부 막을 수 있다.
- 알고리듬 구조가 복잡할 수록 템플릿을 유지하기 어려워진다
템플릿 콜백(Template Callback) 패턴
콜백으로 상속 대신 위임을 사용하는 템플릿 패턴.
- 상속 대신 익명 내부 클래스 또는 람다 표현식을 활용할 수 있다 (간결, 상속보다는 위임)
- 전략 패턴처럼 하나의 메서드를 interface로 빼서 바꿔 끼도록 하는 것.
- 그러나 전략패턴은 여러 메서드를 갖을 수 있지만 템플릿 콜백은 하나의 메서드만 정의한다.
- GoF에는 없는 패턴
방문자(Visitor) 패턴
기존 코드를 변경하지 않고 새로운 기능을 추가하는 방법.
- 더블 디스패치 (Double Dispatch)를 활용할 수 있다
장점
- 기존 코드를 변경하지 않고 새로운 코드를 추가할 수 있다.
- 추가 기능을 한 곳에 모아둘 수 있다.
단점
- 복잡하다.
- 새로운 Element를 추가하거나 제거할 때 모든 Visitor 코드를 변경해야 한다