[JAVA 객체 지향 디자인 패턴] 4장 : 디자인 패턴

4.1 디자인 패턴의 이해

프로그래밍 기술을 빠르고 쉽게 익힐 수 있는 방법은 무엇일까??

 

바로 훌륭한 프로그래머가 작성한 코드를 읽는 것이다!!

그 프로그램에는 프로그래머가 수년간 고생하면서 쌓아놓은 경험 등이 고스란히 녹아있다.

 

그러므로 경험이 부족한 프로그래머들은 훌륭한 프로그래머들이 만들어놓은 특정 문제에 대한 해결책을 사용하고 응용하면 매우 좋을 것이다.

 

디자인 패턴이란?

경험이 많은 소프트웨어 엔지니어들이 소프트웨어를 설계할 때 자주 발생하는 문제들의 해법들을 모아놓은 것!

디자인 패턴의 구조

디자인 패턴의 구조는 3개의 필수적인 요소로 구성된다.

• 콘텍스트 : 문제가 발생하는 여러 상황을 기술 (즉, 패턴이 적용될 수 있는 상황)
• 문제(Problem) : 패턴이 적용되어 해결될 필요가 있는 디자인 이슈를 기술
• 해결(Solution) : 문제를 해결하도록 설계를 구성하는 요소들과 요소들 사이의 관계, 책임, 협력 관계를 기술한다. (템플릿)

 

'콘텍스트-문제-해결'로 이루어진 패턴으로 설명한 예를 보자.

• 콘텍스트: 클래스가 객체 생성 과정을 제어해야 하는 상황
• 문제: 애플리케이션이 전역적으로 접근하고 관리할 필요가 있는 데이터를 포함한다. 동시에 이러한 데이터는 시스템에 유일하다. 어떤 방식으로 클래스에서 생성되는 객체의 수를 제어하고 클래스의 인터페이스에 접근하는 것을 제어해야 하는가?
• 해결: 클래스의 생성자를 public으로 정의하지 말고 private이나 protected로 선언해 외부에서 생성자를 이용해 객체를 일단 생성할 수 없게 만들고 (생략)

이러한 비슷한 상황마다 구구절절하게 설명해야한다면 오히려 시스템 설계에 방해가 될 것이다.

그러므로 우리는 위 패턴에 적절한 이름을 부여하여 하나의 시스템을 디자인할 때 공통 언어 역할을 하도록 했다.

이 공통 언어를 통해 좀 더 효율적으로 협동작업을 할 수 있다.

 

위 패턴의 상황은 '싱글턴'이라는 이름이 부여되었다.

 

'싱글턴'이라는 공통 언어를 사용하면 어떤 상황 발생 시 누구나 공감할 수 있는 검증된 방법을 쉽게 선택할 수 있다.

KEYPOINT : 패턴은 공통의 언어를 만들어 의사소통을 원할하게 한다. (협업 시 매우 중요!!)

4.2 GoF 디자인 패턴

4명의 개발자들이 디자인 패턴을 23가지로 정리하고 "생성, 구조, 행위" 3가지로 분류함.

 

GoF 디자인 패턴 분류(https://velog.io/@namezin/GoF-design-pattern)

생성 패턴은 객체 생성관 관련된 패턴으로 객체의 생성과 조합을 캡슐화해 특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 크게 받지 않도록 유연성을 제공한다.

-> ex) 위 그림의 생성 패턴을 보자.

 

구조 패턴은 클래스나 객체를 조합해 더 큰 구조를 만드는 패턴이다. 예를 들어 서로 다른 인터페이스를 지닌 2개의 객체를 묶어 단일 인터페이스로 제공하거나 객체들을 묶어 새로운 기능을 제공하는 패턴이다.

-> ex) 위 그림의 구조 패턴을 보자.

 

행위 패턴은 객체나 클래스 사이의 알고리즘이나 책임 분배에 관련된 패턴이다. 가령 한 객체가 혼자 수행할 수 없는 작업을 여러 개의 객체로 어떻게 분배하는지, 또 그렇게 하면서도 객체 사이의 결합도를 최소화하는 것에 중점을 둔다.

-> ex) 위 그림의 행위 패턴을 보자.

4.3 UML과 디자인 패턴

UML 2.0에서 디자인 패턴을 표현하는 도구 --> 컬레보레이션

4.3.1 컬레보레이션

컬레보레이션

컬레보레이션은 객체가 수행하는 역할들의 협력을 표현해준다.

UML에서 컬레보레이션은 타원을 사용하며 타원 내부에 협력을 필요로 하는 역할들과 그들 사이의 관계를 표현한다.

 

컬레보레이션 어커런스는 더 구체적인 상황에서의 컬레보레이션 적용을 표현해준다.

위 예시에서 대출자 역할은 "은행", 담보 역할은 "집", 대출인은 "사람"이다.

즉, 컬레보레이션 어커런스는 컬레보레이션에 참가하는 응용 클래스에 의존하며 의존 관계에 붙은 레이블은 응용 클래스가 컬레보레이션에 수행하는 역할을 나타낸다.

 

4.3.2 순차 다이어그램

순차 다이어그램은 UML 2.0에서 객체들의 상호작용을 나타내는 다이어그램 중 하나이다. 순차 다이어그램은 객체들 사이의 메시지 송신과 그들의 순서를 나타낸다. 객체는 가장 윗부분에 표현되고, 왼쪽에서 오른쪽으로 객체들을 나열한다.

 

객체 아래에 점선이 뻗어 나가는 것은 '생명선'이라 하고 해당 객체가 존재함을 뜻한다.

또한, 생명선을 따라서 좁고 긴 사각형이 나올 수 있다. 이 상자를 '활성 구간'이라 한다. (객체가 연산을 실행하는 상태)

 

객체 사이의 메시지는 화살표로 표시한다. 머리 부분이 채워졌다면 동기, 안 채워졌다면 비동기이다.

<<create>>, <<delete>> 와 같은 스테레오 타입을 붙여서 메시지를 송신할 수도 있다.

순차 다이어그램 예시

메시지를 표현할 때 형식 ===> [시퀀스번호] [가드]: 반환 값:=메시지 이름([인자 리스트])

위 형식에서는 메시지 이름 빼고 모두 생략 가능하다.

점선화살표는 '응답' 메시지를 표현한다.