ABOUT.Series (10) 디자인 패턴

이번 포스팅에서는 디자인 패턴에 대해 정리해 보고자 한다. 디자인 패턴의 종류에 대해 알아보고 각각에 대한 간략한 설명을 토대로 특정 문제에 직면했을 때 어떤 디자인 패턴을 사용하면 좋을지 훑어볼 수 있는 용도로 작성하였다.

 

 

< 목차 >

1. 디자인 패턴이란?
2. 생성 패턴 (Creational Pattern)
3. 구조 패턴 (Structural Pattern)
4. 행위 패턴 (Behavioral Pattern)

 

 

 

1. 디자인 패턴이란 ? 

디자인 패턴(Design Pattern)이란 모듈 간의 관계 및 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제를 의미한다. 다시말해, 프로그램을 설계할 때 발생했던 문제점들을 객체 간의 상호 관계 등을 이용하여 해결할 수 있도록 하나의 "규약" 형태로 만들어 놓은 것을 의미한다고 볼 수 있다. 

 

"바퀴를 다시 발명하지 마라 (Don't reinvent the wheel)"라는 말과 같이, 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구상하는 것보다 문제에 해당하는 디자인 패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적이라는 취지에 디자인 패턴의 효용성이 있다. 1995년 GoF(Gang of Four)라고 불리는 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vissides가 처음으로 디자인 패턴을 구체화 하였으며 GoF의 디자인 패턴은 소프트웨어 공학에서 가장 많이 사용되는 디자인 패턴이다. 총 23개의 패턴으로 구성되며 목적에 따라 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴으로 분류한다. (생성 패턴 5개, 구조 패턴 7개, 행위 패턴 11개)

 

"바퀴를 다시 발명하지 마라" - Don't reinvent the wheel
이미 존재하는 기술이나 제품을 굳이 다시 만들기 위해 시간과 노동력을 소모하지 말라는 의미의 관용구,,

 

 

 

2. 생성 패턴 (Creational Pattern) 

생성 패턴은 클래스나 객체의 생성과 참조 과정을 정의하는 패턴 이다.

추상 팩토리 (Abstract Factory)	구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관·의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현하는 디자인 패턴.
빌더 (Builder)	작게 분리된 인스턴스를 건축하듯이 조합하여 객체를 생성하는 패턴. 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에서도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있다.
팩토리 메소드 (Factory Method)	객체 생성을 서브클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화한 패턴. 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당한다.
프로토타입 (Prototype)	원본 객체를 복제하는 방법으로 객체를 생성하는 패턴. 일반적인 방법으로 객체를 생성하며 비용이 큰 경우 주로 이용한다.
싱글톤 (Singleton)	하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있지만, 여러 프로세스가 동시에 참조할 수는 없도록 하는 패턴. 클래스 내에 인스턴스가 하나뿐임을 보장하며 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있다.

 

 

 

3. 구조 패턴 (Structural Pattern) 

구조 패턴은 구조가 복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는데 사용되는 패턴 이다.

어댑터 (Adapter)	호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴. 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용한다.
브릿지 (Bridge)	구현부에서 추상층을 분리하여 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴. 기능과 구현을 별도의 클래스로 구현한다.
컴포지트 (Composite)	여러 객체를 가진 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴. 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉토리 안에 디렉토리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조를 구현할 수 있다.
데코레이터 (Decorator)	객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴. 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현한다.
퍼싸드 (Facade)	복잡한 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스를 구성함으로써 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴. 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요하다.
플라이웨이트 (Flyweight)	인스턴스가 필요할 때마다 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써 메모리를 절약하는 패턴. 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용할 수 있다.
프록시 (Proxy)	접근이 어려운 객체와 여기에 연결하려는 객체 사이에서 인터페이스 역할을 수행하는 패턴. 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용한다.

 

 

 

4. 행위 패턴 (Behavioral Pattern) 

행위 패턴은 클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴 이다.

책임 연쇄 (Chain of Responsibility)	요청을 처리할 수 있는 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴. 요청을 처리할 수 있는 각 객체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어간다.
커맨드 (Command)	요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용 하거나 취소할 수 있도록 요청에 필요한 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴. 요청에 사용되는 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화 한다.
인터프리터 (Interpreter)	언어에 문법 표현을 정의하는 패턴. SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용한다.
반복자 (Iterator)	자료 구조와 같이 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴.
중재자 (Mediator)	수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴. 객체 사이의 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있다.
메멘토 (Memento)	특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화 함으로써 이후 요청에 따라 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴.
옵서버 (Observer)	한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴. 일대다의 의존성을 정의한다. 주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성·발행(Publish)하고 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용한다.
상태 (State)	객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴. 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리한다.
전략 (Strategy)	동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴. 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있으며 클라이언트에 영향 없이 알고리즘 변경이 가능하다.
템플릿 메소드 (Template Method)	상위 클래스에서 골격을 정의하고 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴. 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용을 상위 클래스에서 정의함으로써 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해준다.
방문자 (Visitor)	각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴. 분리된 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행한다.