디자인 패턴이란?

(소프트웨어) 디자인 패턴이란 특정 문맥에서 공통적으로 발생하는 문제에 대해 쓰이는 재사용 가능한 해결책이다.

목적(개발하는 상황)별로 일정한 패턴이 제시되어 있으며, 완전한 정답이 되는 알고리즘과는 달리 현재 상황에 맞춰 최적화된 패턴을 결정하여 사용하는 것이 좋다.

대표적으로 구체화된 디자인 패턴은 GoF(Gang of Four)에서 제시한 총 23개의 패턴이 있다.

💡 Gang of Four: Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vissides 총 4명을 일컬음

장점😊

• 개발자 간의 원활한 협업이 가능하다.
• 소프트웨어의 구조를 파악하기 용이하다.
• 재사용을 통해 개발 시간을 단축한다.
  - 메서드나 클래스를 사용할 때 정형화된 형태로 구성하게 되면, 다른 클래스나 메서드를 구현할 경우 비슷하게 구성하면 되므로 코드를 재사용할 수 있다.
• 설계 변경이 있을 경우 비교적 원활하게 조치가 가능하다.

단점😞

• 객체지향적 설계를 고려하여 진행해야 함
• 초기 투자 비용이 많이 들어감 (돈, 시간 등)

GoF 디자인 패턴

목적에 따른 분류

• 생성 패턴
• 구조 패턴
• 행동 패턴

총 3가지이며, 각 패턴이 어떤 작업을 위해 생성되는 것인지에 따라 구분된다.

생성 패턴

특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 최소화할 수 있도록 유연성을 제공한다.

• 추상 팩토리(Abstract Factory): 구체적인 클래스를 지정하지 않고 인터페이스를 통해 연관되는 객체들을 묶어줌
• 빌더(Builder): 객체의 생성과 표현을 분리하여 객체를 생성
• 팩토리 메서드(Factory Method): 객체 생성을 서브클래스로 분리하여 위임(캡슐화)
• 프로토타입(Prototype): 원본 객체를 복사하여 객체를 생성(클론)
• 싱글톤(Singleton): 한 클래스마다 인스턴스를 하나만 생성하여 어디서든 참조

싱글톤 패턴이 스프링 부트에서 필수적이다.

구조 패턴

프로그램 내 자료 구조나 인터페이스 구조 등 프로그램 구조를 설계하는데 사용되는 패턴이다. 클래스나 객체를 조합하여 더 큰 구조를 만들 수 있게 해준다.

• 어댑터(Adapter): 클래스의 인터페이스를 어떤 클래스에서든 이용할 수 있도록 반환
• 브리지(Bridge): 구현부에서 추상층을 분리하여 각자 독립적으로 변형하고 확장할 수 있도록 함
• 컴포지트(Composite): 객체들의 관계를 트리 구조로 구성하여 표현하는 방식으로 복합 객체와 단일 객체를 구분없이 다룸
• 데코레이터(Decorator): 주어진 상황에 따라 객체에 다른 객체를 덧붙임
• 파사드(Facade): 서브 시스템에 있는 인터페이스 집합에 대해 통합된 인터페이스 제공
• 플라이웨이트(Flyweight): 크기가 작은 여러 개의 객체를 매번 생성하지 않고 최대한 공유하여 사용하도록 메모리 절약
• 프록시(Proxy): 실제 기능을 수행하는 객체 대신 가상의 객체를 사용해 로직의 흐름을 제어

행동 패턴

반복적으로 사용되는 객체들의 커뮤니케이션을 패턴화하는 방식이다. 객체 사이에 알고리즘 또는 책임을 분배하는 방법에 대해 정의되어 있다. 결합도를 최소화하는 것이 주 목적이다.(loosely coupling)

• 책임 연쇄(Chain of Responsibility): 요청을 받는 객체를 연쇄적으로 묶어 요청을 처리하는 객체를 만날 때까지 객체 Chain을 따라 요청을 전달
• 커맨드(Command): 요청을 객체의 형태로 캡슐화하여 재사용하거나 취소
• 인터프리터(Interpreter): 특정 언어의 문법 표현을 정의
• 반복자(Iterator): 컬렉션 구현 방법을 노출하지 않으면서 모든 항목에 접근할 수 있는 방법을 제공
• 중재자(Mediator): 한 집합에 속해있는 객체들의 상호작용을 캡슐화하여 새로운 객체로 정의
• 메멘토(Memento): 객체가 특정 상태로 다시 되돌아 올 수 있도록 내부 상태를 실체화
• 옵저버(Observer): 객체 상태가 변할 때 관련 객체들이 그 변화를 전달받아 자동으로 갱신
• 상태(State): 객체의 상태에 따라 동일한 동작을 다르게 처리
• 전략(Strategy): 동일 계열의 알고리즘군을 정의하고 캡슐화하여 상호 교환이 가능하게 함
• 템플릿 메소드: 상위 클래스는 알고리즘의 골격만을 작성하고 구체적인 처리는 서브 클래스로 위임
• 방문자(Visitor): 객체의 원소에 대해 수행할 연산을 분리하여 별도의 클래스로 구성

마치며

디자인 패턴은 필요할 때마다 찾아보는 내용이기 때문에 머릿속에 있으면 좋지만, 그냥 어떤 내용이 있는지 간략히만 보고 나중에 설계를 할 때 무엇이 필요할 지 검색해보며 해당 디자인 패턴을 고도화시키면 좀 더 좋은 코드를 작성할 수 있을 것이다.

참고
어라운드허브 스튜디오