디자인 패턴의 개요
Design Pattern : 각 모듈의 세분화된 역할이나 모듈들 간의 인터페이스를 설계할 때 참조할 수 있는 전형적인 해결 방식 또는 예제
아키텍처 패턴은 가이드라인
디자인 패턴은 세부적인 설계
- 문제 및 배경, 실제 적용된 사례, 재사용이 가능한 샘플 코드 등으로 구성됨
- '바퀴를 다시 발명하지 마라'라는 말과 같이, 개발 과정 중에 문제가 발생하면 새로 해결책을 구상하는 것보다 문제에 해당하는 디자인 패턴을 참고하여 적용하는 것이 더 효율적
- 한 패턴에 변형을 가하거나 특정 요구사항을 반영하면 유사한 형태의 다른 패턴으로 변화하는 특징이 있음
- 1995년 GoF(Gang of Four)라고 불리는 에릭 감마(Erich Gamma), 리차드 헬름(Richard Helm), 랄프 존슨(Ralph Johnson), 존 블리시디(John Vissides)가 처음 구체화 및 체계화 함
- GoF의 디자인 패턴은 가장 일반적인 사례에 적용될 수 있는 패턴들을 분류하여 정리함
지금까지도 소프트웨어 공학이나 현업에서 가장 많이 사용됨 - GoF의 디자인 패턴은 유형에 따라 생성 패턴 5개, 구조 패턴 7개, 행위 패턴 11개 총 23개의 패턴으로 구성됨
디자인 패턴 사용의 장단점
- 범용적인 코딩 스타일로 구조 파악이 용이함
- 객체지향 설계 및 구현의 생산성을 높이는 데 적합함
- 검증된 구조의 재사용을 통해 개발 시간과 비용이 절약됨
- 초기 투자 비용이 부담될 수 있음
- 개발자들 간의 원활한 의사소틍 가능
- 설계 변경 요청에 대한 유연한 대처 가능
- 객체지향을 기반으로 한 설계와 구현을 다루므로 다른 기반의 애플리케이션 개발에는 적합하지 않음
생성 패턴(Creational Pattern)
객체의 생성과 관련된 패턴으로 총 5개가 있음
생성 패턴은 객체의 생성과 참조 과정을 캡슐화하여 객체가 생성되거나 변경되어도 영향을 크게 받지 않도록 하여 유연성을 더해줌
추상 팩토리(Abstract Factory)
- 구체적인 클래스(하위 클래스)에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 서로 연관/의존하는 객체들의 그룹으로 생성하여 추상적으로 표현
- 연관된 서브 클래스를 묶어 한 번에 교체 가능
빌더(Builder)
- 작게 분리된 인스턴스를 건축 한듯이 조합하여 객체 생성
- 객체의 생성 과정과 표현 방법을 분리하고 있어, 동일한 객체 생성에도 서로 다른 결과를 만들어 낼 수 있음
팩토리 메소드(Factory Method)
- 객체 생성을 서브 클래스에서 처리하도록 분리하여 캡슐화
- 상위 클래스에서 인터페이스만 정의하고 실제 생성은 서브 클래스가 담당
- 가상 생성자(Virtual Constructor) 패턴이라고도 함
프로토타입(Prototype)
- 원본 객체를 복제하는 방법으로 객체 생성
- 비용이 큰 경우 주로 이용
싱글톤(Singleton)
- 하나의 객체를 생성하면 생성된 객체를 어디서든 참조할 수 있음
- 동시에 여러 프로세스가 참조할 수는 없음
- 클래스 내에서 인스턴스가 하나뿐임을 보장함
- 불필요한 메모리 낭비를 최소화 할 수 있음
구조 패턴(Structural Pattern)
복잡한 시스템을 개발하기 쉽도록 클래스나 객체들을 조합하여 더 큰 구조로 만드는 패턴
어댑터(Adapter)
- 호환성이 없는 클래스들의 인터페이스를 다른 클래스가 이용할 수 있도록 변환해주는 패턴
- 기존의 클래스를 이용하고 싶지만 인터페이스가 일치하지 않을 때 이용
브리지(Bridge)
- 구현부에서 추상층을 분리하여, 서로가 독립적으로 확장할 수 있도록 구성한 패턴
- 기능과 구현을 두 개의 별도 클래스로 구현
컴포지트(Composite)
- 복합 객체와 단일 객체를 구분 없이 다루고자 할 때 사용하는 패턴
- 객체들을 트리 구조로 구성하여 디렉터리 안에 디렉터리가 있듯이 복합 객체 안에 복합 객체가 포함되는 구조 구현 가능
데코레이터(Decorator)
- 객체 간의 결합을 통해 능동적으로 기능들을 확장할 수 있는 패턴
- 임의의 객체에 부가적인 기능을 추가하기 위해 다른 객체들을 덧붙이는 방식으로 구현
퍼싸드(Facade)
- 서브 클래스들을 피해 더 상위에 인터페이스 구성하여 서브 클래스들의 기능을 간편하게 사용할 수 있도록 하는 패턴
- 서브 클래스들 사이의 통합 인터페이스를 제공하는 Wrapper 객체가 필요함
플라이웨이트(Flyweight)
- 인스턴스를 매번 생성하는 것이 아니고 가능한 한 공유해서 사용함으로써
메모리를 절약하는 패턴 - 다수의 유사 객체를 생성하거나 조작할 때 유용하게 사용
프록시(Proxy)
- 접근이 어려운 객체와 연결하려는 객체 사이에 인터페이스 역할을 수행하는 패턴
- 네트워크 연결, 메모리의 대용량 객체로의 접근 등에 주로 이용
행위 패턴(Behavioral Pattern)
클래스나 객체들이 서로 상호작용하는 방법이나 책임 분배 방법을 정의하는 패턴
총 11개
하나의 객체로 수행할 수 없는 작업을 여러 객체로 분배하면서 결합도를 최소화 할 수 있도록 도와줌
책임 연쇄(Chain of Responsibility)
- 객체가 둘 이상 존재하여 한 객체가 처리하지 못하면 다음 객체로 넘어가는 형태의 패턴
- 각 각체들이 고리(Chain)로 묶여 있어 요청이 해결될 때까지 고리를 따라 책임이 넘어감
커맨드(Command)
- 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재이용하거나 취소할 수 있도록 정보를 저장하거나 로그에 남기는 패턴
- 각종 명령어들을 추상 클래스와 구체 클래스로 분리하여 단순화
인터프리터(Interpreter)
- 문법 표현을 정의하는 패턴
- SQL이나 통신 프로토콜과 같은 것을 개발할 때 사용
반복자(Iterator)
- 접근이 잦은 객체에 대해 동일한 인터페이스를 사용하도록 하는 패턴
- 내부 표현 방법의 노출 없이 순차적 접근 가능
중재자(Mediator)
- 수많은 객체들 간의 복잡한 상호작용(Interface)을 캡슐화하여 객체로 정의하는 패턴
- 의존성을 줄여 결합도를 감소시킬 수 있음
- 객체 간의 통제와 지시의 역할 수행
메멘토(Memento)
- 특정 시점에서의 객체 내부 상태를 객체화하여 객체를 해당 시점의 상태로 돌릴 수 있는 기능을 제공하는 패턴
- [Ctrl] + [Z]와 같은 되돌리기 기능을 개발할 때 주로 이용
옵저버(Observer)
- 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달하는 패턴
- 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성/발행(Publish)하고 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용
상태(State)
- 객체의 상태에 다라 동일한 동작을 다르게 처리해야 할 때 사용하는 패턴
- 객체 상태를 캡슐화하고 이를 참조하는 방식으로 처리
전략(Strategy)
- 동일한 계열의 알고리즘들을 개별적으로 캡슐화하여 상호 교환할 수 있게 정의하는 패턴
- 클라이언트는 독립적으로 원하는 알고리즘을 선택하여 사용할 수 있음
- 클라이언트에 영향 없이 알고리즘의 변경 가능
템플릿 메소드(Template Method)
- 상위 클래스에서 골격을 정의하고, 하위 클래스에서 세부 처리를 구체화하는 구조의 패턴
- 유사한 서브 클래스를 묶어 공통된 내용은 상위 클래스에 정의
- 코드의 양을 줄이고 유지보수를 용이하게 해줌
방문자(Visitor)
- 각 클래스들의 데이터 구조에서 처리 기능을 분리하여 별도의 클래스로 구성하는 패턴
- 처리 기능은 각 클래스를 방문(Visit)하여 수행
노력형 인간