패턴이란
각기 다른 소프트웨어 모듈이나 기능을 가진 다양한 응용 소프트웨어 시스템들을 개발할 때도 서로 간에 공통되는 설계 문제가 존재하며 이를 처리하는 해결책 사이에도 공통점이 있다. 이러한 유사점을 패턴이라 한다.
패턴은 공통의 언어를 만들어주며 팀원 사이의 의사 소통을 원활하게 해주는 아주 중요한 역할을 한다.
디자인 패턴이란?
디자인 패턴(Design Pattern)은 객체지향 프로그래밍 설계를 할 때 자주 발생하는 문제들을 피하기 위해 사용되는 패턴이다.
여러 사람이 협업해서 개발할 때 다른 사람이 작성한 코드, 기존에 존재하는 코드를 이해하는 것은 어렵다. 이런 코드를 수정하거나 새로운 기능을 추가해야 하는데 의도치 않은 결과나 버그를 발생시키기 쉽고 성능을 최적화시키기도 어렵다. 이로 인해 시간과 예산이 소모된다.
디자인 패턴은 의사소통 수단의 일종으로서 이런 문제를 해결해준다. 예를 들어 문제 해결의 제안에 있어서도 “기능마다 별도의 클래스를 만들고, 그 기능들로 해야할 일을 한번에 처리해주는 클래스를 만들자.”라고 제안하는 것보다 "Facade 패턴을 써보자."라고 제안하는 쪽이 이해하기 쉽다.
일반 프로그래머가 만나는 문제가 지구상에서 유일한 문제일 확률은 거의 없다. 이미 수많은 사람들이 부딪힌 문제다. 따라서 전문가들이 기존에 해결책을 다 마련해 놓았다.
다만 과유불급이라는 말이 있다. 디자인 패턴을 맹신한 나머지 모든 문제를 패턴을 써서 해결하려 드는 패턴병에 걸리지 않도록 조심하자. 디자인 패턴보다 중요한 것은 코드 베이스의 간결성이다. 즉 디자인 패턴 적용이 굳이 필요가 없을 것 같은 부분은 적용하지 않는게 상책이다. 디자인 패턴은 알고리즘이 아니라 상황에 따라 자주 쓰이는 설계 방법을 정리한 코딩 방법론일 뿐이며 모든 상황의 해결책이 아니다. 디자인 패턴에 얽매이는 것보단 그 패턴이 왜 효율적인 방식인지를 이해해야 한다. 같은 이름의 패턴이 다른 언어로 구현된 모습을 보면 이에 대해 좀 더 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
디자인 패턴 구조
콘텍스트(context)
문제가 발생하는 여어 상황을 기술한다. 즉, 패턴이 적용될 수 있는 상황을 나타낸다.
경우에 따라서는 패턴이 유용하지 못한 상황을 나타내기도 한다.
문제(problem)
패턴이 적용되어 해결될 필요가 있는 여러 디자인 이슈들을 기술한다.
이때 여러 제약 사항과 영향력도 문제 해결을 위해 고려해야 한다.
해결(solution)
문제를 해결하도록 설계를 구성하는 요소들과 그 요소들 사이의 관계, 책임, 협력 관계를 기술한다.
해결은 반드시 구체적인 구현 방법이나 언어에 의존적이지 않으며 다양한 상황에 적용할 수 있는 일종의 템플릿이다.
디자인 패턴의 종류
GoF 디자인 패턴
GoF(Gang of Fout)라 불리는 사람들
에리히 감마(Erich Gamma), 리차드 헬름(Richard Helm), 랄프 존슨(Ralph Johnson), 존 블리시디스(John Vissides)
소프트웨어 개발 영역에서 디자인 패턴을 구체화하고 체계화한 사람들
23가지의 디자인 패턴을 정리하고 각각의 디자인 패턴을 생성(Creational), 구조(Structural), 행위(Behavioral) 3가지로 분류했다.
GoF 디자인 패턴의 분류
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생성(Creational) 패턴
- 객체 생성에 관련된 패턴
- 객체의 생성과 조합을 캡슐화해 특정 객체가 생성되거나 변경되어도 프로그램 구조에 영향을 크게 받지 않도록 유연성을 제공한다.
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구조(Structural) 패턴
- 클래스나 객체를 조합해 더 큰 구조를 만드는 패턴
- 예를 들어, 서로 다른 인터페이스를 지닌 2개의 객체를 묶어 단일 인터페이스를 제공하거나 객체들을 서로 묶어 새로운 기능을 제공한다.
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행위(Behavioral) 패턴
- 객체나 클래스 사이의 알고리즘이나 책임 분배에 관련된 패턴
- 한 객체가 혼자 수행할 수 없는 작업을 여러 개의 객체로 어떻게 분배하는지, 또 그렇게 하면서도 객체 사이의 결합도를 최소화하는 것에 중점을 둔다.
GoF 디자인 패턴의 종류
생성(Creational) 패턴
- 추상 팩토리(Abstract Factory)
- 구제적인 클래스에 의존하지 않고 서로 연관되거나 의존적인 객체들의 조합을 만드는 인터페이스를 제공하는 패턴
- 팩토리 메서드(Factory Method)
- 객체 생성 처리를 서브 클래스로 분리해 처리하도록 캡슐화하는 패턴
- 싱글턴(Singleton)
- 전역 변수를 사용하지 않고 객체를 하나만 생성하도록 하며, 생성된 객체를 어디에서든지 참조할 수 있도록 하는 패턴
구조(Structural) 패턴
- 컴퍼지트(Composite)
- 여러 개의 객체들로 구성된 복합 객체와 단일 객체를 클라이언트에서 구별 없이 다루게 해주는 패턴
- 데커레이터(Decorator)
- 객체의 결합을 통해 기능을 동적으로 유연하게 확장할 수 있게 해주는 패턴
행위(Behavioral) 패턴
- 옵서버(Observer)
- 한 객체의 상태 변화에 따라 다른 객체의 상태도 연동되도록 일 대 다 객체 의존 관계를 구성하는 패턴
- 스테이트(State)
- 객체의 상태에 따라 객체의 행위 내용을 변경해주는 패턴
- 스트래티지(Strategy)
- 행위를 클래스로 캡슐화해 동적으로 행위를 자유롭게 바꿀 수 있게 해주는 패턴
- 템플릿 메서드(Template Method)
- 어떤 작업을 처리하는 일부분을 서브 클래스로 캡슐화해 전체 일을 수행하는 구조는 바꾸지 않으면서 특정 단계에서 수행하는 내역을 바꾸는 패턴
- 커맨드(Command)
- 실행될 기능을 캡슐화함으로써 주어진 여러 기능을 실행할 수 있는 재사용성이 높은 클래스를 설계하는 패턴
