자바 디자인 패턴(Design Pattern)

개요

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개발자로서 자바로 코딩을 하다 보면, 효율적이고 유지보수하기 쉬운 코드를 작성하는 것이 중요하다. 그 과정에서 자주 등장하는 것이 디자인 패턴(Design Pattern)이다. 처음에는 디자인 패턴이란 용어가 생소하게 느껴질 수 있지만, 개발 환경에서 마주치는 반복적인 문제들을 해결하는 데 큰 도움이 된다. 이번 글에서는 자바의 디자인 패턴에 대한 기본 개념을 쉽게 풀어 설명하려 한다. 디자인 패턴을 이해하고 나면 코드 작성과 구조화에 훨씬 자신감이 생길 것이다.

 

디자인 패턴이란 무엇인가?

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디자인 패턴은 소프트웨어 개발에서 반복적으로 발생하는 문제를 해결하기 위한 일반화된 해결책이다. 디자인 패턴을 사용하면 코드의 재사용성이 높아지고, 유지보수가 쉬워지며, 다른 개발자와 협업할 때도 일관성을 유지할 수 있다. 이는 오랜 경험을 통해 검증된 패턴들이기 때문에, 복잡한 문제를 더 쉽게 해결할 수 있다.

 

디자인 패턴은 크게 세 가지로 분류된다:

1. 생성 패턴(Creational Patterns): 객체 생성 방식을 설계하는 패턴
2. 구조 패턴(Structural Patterns): 객체 간의 관계를 조직하는 패턴
3. 행위 패턴(Behavioral Patterns): 객체 간의 상호작용을 제어하는 패턴

 

생성 패턴(Creational Patterns)

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생성 패턴은 객체 생성 방식을 캡슐화하여, 코드 변경 없이 다양한 방법으로 객체를 생성할 수 있게 해준다. 가장 많이 사용되는 생성 패턴 중 하나는 싱글턴(Singleton) 패턴이다.

 

싱글턴 패턴은 하나의 클래스에 대해 오직 하나의 인스턴스만 존재하도록 보장한다. 이 패턴은 주로 설정 정보를 공유하거나, 로그와 같은 리소스를 전역적으로 관리할 때 사용된다.

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

 

위 코드에서 getInstance() 메서드는 객체를 한 번만 생성하고, 이후에는 동일한 객체를 반환하는 것을 보장한다.

 

구조 패턴(Structural Patterns)

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구조 패턴은 클래스나 객체들을 조합해 더 큰 구조를 형성하는 방법을 제공한다. 이 패턴은 서로 다른 클래스들 사이의 관계를 쉽게 설정하고, 더 복잡한 구조를 단순하게 표현하는 데 사용된다.

 

대표적인 구조 패턴 중 하나는 데코레이터(Decorator) 패턴이다. 이 패턴은 객체에 기능을 동적으로 추가할 수 있게 해준다.

public interface Component {
    void operation();
}

public class ConcreteComponent implements Component {
    public void operation() {
        System.out.println("기본 기능");
    }
}

public class Decorator implements Component {
    protected Component component;

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    public void operation() {
        component.operation();
    }
}

public class ConcreteDecorator extends Decorator {
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }

    public void operation() {
        super.operation();
        addedFunctionality();
    }

    private void addedFunctionality() {
        System.out.println("추가된 기능");
    }
}

 

위 코드에서, ConcreteComponent에 기본 기능이 있고, ConcreteDecorator는 이 기본 기능에 추가 기능을 더하는 방식으로 동작한다. 이러한 패턴을 사용하면 기존 클래스의 코드를 변경하지 않고도 새로운 기능을 추가할 수 있다.

 

행위 패턴(Behavioral Patterns)

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행위 패턴은 객체 간의 상호작용 방식을 정의하는 패턴이다. 객체들이 어떻게 협력하고, 그들 사이에서 어떤 책임을 수행할지를 관리한다. 가장 자주 사용되는 패턴 중 하나는 옵저버(Observer) 패턴이다.

 

옵저버 패턴은 객체의 상태 변화에 따라 다른 객체들이 자동으로 알림을 받도록 하는 패턴이다. 주로 이벤트 처리 시스템에서 사용된다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Subject {
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
    private int state;

    public int getState() {
        return state;
    }

    public void setState(int state) {
        this.state = state;
        notifyAllObservers();
    }

    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    public void notifyAllObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update();
        }
    }
}

public abstract class Observer {
    protected Subject subject;
    public abstract void update();
}

public class ConcreteObserver extends Observer {
    public ConcreteObserver(Subject subject) {
        this.subject = subject;
        this.subject.attach(this);
    }

    public void update() {
        System.out.println("상태 변경됨: " + subject.getState());
    }
}

 

위 코드를 보면, Subject가 상태를 변경할 때마다 연결된 Observer들이 자동으로 업데이트되는 방식으로 동작한다. 이는 특히 이벤트 기반 시스템에서 유용하다.

 

정리

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이번 글에서는 자바의 디자인 패턴에 대해 개요를 살펴보았다. 디자인 패턴은 코드의 재사용성과 유지보수성을 높이는 데 큰 도움이 된다. 각 패턴의 특징과 활용 방법을 이해하고, 적절히 적용한다면 더 나은 소프트웨어 개발이 가능할 것이다. 

 

코드를 리팩토링 할때, 새로운 기능을 개발할 때 등과 같은 상황에서 코드부터 작성하기 보다는 위와 같은 패턴들 중 어떤것을 적용할 수 있는지 생각해보고 시작하는 편도 좋은 방법인것 같다.