객체지향 디자인 패턴 1편

Singleton, Strategy, State, Command, Adapter, Proxy

객체지향 언어로 프로젝트를 진행할 때 익혀두면 유용할 패턴들.
영상에서 여섯가지를 패턴들을 알아보겠습니다.

패턴	분:초
Singleton 패턴	`01:01`
Strategy 패턴	`03:52`
State 패턴	`06:48`
Command 패턴	`08:19`
Adapter 패턴	`11:09`
Proxy 패턴	`13:52`

❗각 패턴의 내용들이 서로 연결된 부분이 있기 때문에
가능한 전체 영상을 시청할 것을 권장합니다.

예제 코드들을 아래에서 각각 확인하세요 😊

Singleton 패턴

프로세스에 특정 객체가 하나만 존재해야 할 때 쓰는 패턴이죠.
화면들에 공유되는 앱 세팅을 싱글턴으로 설정해보는 예제입니다.

MyProgram.java

package singleton.after;

public class MyProgram {
  public static void main (String[] args) {
    new FirstPage().setAndPrintSettings();
    new SecondPage().printSettings();
  }
}

Settings.java

🔍 getSettings 메소드를 잘 살펴보세요.

package singleton.after;

public class Settings {

  private Settings () {};
  private static Settings settings = null;

  public static Settings getSettings () {
    if (settings == null) {
      settings = new Settings();
    }
    return settings;
  }

  private boolean darkMode = false;
  private int fontSize = 13;

  public boolean getDarkMode () { return darkMode; }
  public int getFontSize () { return fontSize; }

  public void setDarkMode (boolean _darkMode) { 
    darkMode = _darkMode; }
  public void setFontSize (int _fontSize) { 
    fontSize = _fontSize; }
}

FirstPage.java

🔍 settings 변수에 어떻게 값이 들어가는지 주목하세요.

package singleton.after;

public class FirstPage {
  private Settings settings = Settings.getSettings();

  public void setAndPrintSettings () {
    settings.setDarkMode(true);
    settings.setFontSize(15);
    System.out.println(settings.getDarkMode() + " " + settings.getFontSize());
  }
}

SecondPage.java

package singleton.after;

public class SecondPage {
  private Settings settings = Settings.getSettings();

  public void printSettings () {
    System.out.println(settings.getDarkMode() + " " + settings.getFontSize());
  }
}

🌟 Mark Sunghun Park님께서 댓글로 보충해주신 내용입니다.

자바에서 라이브러리나 프레임웤없이 가장 안전하게 싱글톤을 생성할 수 있는 방법 중의 하나는 inner static class singleton입니다.

public class InnerStaticSingleton implements Serializable {

  private InnerStaticSingleton() {
  }

  public static InnerStaticSingleton getInstance() {
    return InnerClass.instance;
  }

  private static class InnerClass {
    private static final InnerStaticSingleton instance = new InnerStaticSingleton();
  }
}

이 방법을 사용하면 멀티쓰레드에 안전하고, Lazy loading을 지원하며, serialization에도 안전한 싱글톤을 만들 수 있습니다.

Strategy 패턴

Main.java

package strategy.after;

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    MyProgram myProgram = new MyProgram();
    myProgram.testProgram();
  }
}

MyProgram.java

package strategy.after;

public class MyProgram {
  private SearchButton searchButton = new SearchButton(this);

  public void setModeAll () { 
    searchButton.setSearchStrategy(new SearchStratagyAll());
  }
  public void setModeImage () {
    searchButton.setSearchStrategy(new SearchStratagyImage());
  }
  public void setModeNews () {
    searchButton.setSearchStrategy(new SearchStratagyNews());
  }
  public void setModeMap () {
    searchButton.setSearchStrategy(new SearchStratagyMap());
  }

  public void testProgram () {
    searchButton.onClick();   // "SEARCH ALL" 출력
    setModeImage();           // 이미지검색 모드로
    searchButton.onClick();   // "SEARCH IMAGE" 출력
    setModeNews();            // 뉴스검색 모드로
    searchButton.onClick();   // "SEARCH NEWS" 출력
    setModeMap();             // 지도검색 모드로
    searchButton.onClick();   // "SEARCH MAP" 출력
  }
}

SearchStrategy.java

package strategy.after;

interface SearchStrategy {
  public void search ();
}

class SearchStratagyAll implements SearchStrategy {
  public void search () {
      System.out.println("SEARCH ALL");
      // 전체검색하는 코드
  }
}

class SearchStratagyImage implements SearchStrategy {
  public void search () {
      System.out.println("SEARCH IMAGE");
      // 이미지검색하는 코드
  }
}

class SearchStratagyNews implements SearchStrategy {
  public void search () {
      System.out.println("SEARCH NEWS");
      // 뉴스검색하는 코드
  }
}

class SearchStratagyMap implements SearchStrategy {
  public void search () {
      System.out.println("SEARCH MAP");
      // 지도검색하는 코드
  }
}

SearchButton.java

package strategy.after;

public class SearchButton {

  private MyProgram myProgram;

  public SearchButton (MyProgram _myProgram) {
    myProgram = _myProgram;
  }

  private SearchStrategy searchStrategy = new SearchStratagyAll();
  
  public void setSearchStrategy (SearchStrategy _searchStrategy) {
    searchStrategy = _searchStrategy;
  }

  public void onClick () {
    searchStrategy.search();
  }
}

State 패턴

MyProgram.java

package state;

public class MyProgram {
  public static void main(final String[] args) {
    final ModeSwitch modeSwitch = new ModeSwitch();

    modeSwitch.onSwitch(); // "FROM LIGHT TO DARK" 출력
    modeSwitch.onSwitch(); // "FROM DARK TO LIGHT" 출력
    modeSwitch.onSwitch(); // "FROM LIGHT TO DARK" 출력
    modeSwitch.onSwitch(); // "FROM DARK TO LIGHT" 출력
  }
}

ModeState.java

package state;

public interface ModeState {
  public void toggle (ModeSwitch modeSwitch);
}

class ModeStateLight implements ModeState {
  public void toggle (ModeSwitch modeSwitch) {
    System.out.println("FROM LIGHT TO DARK");
    // 화면을 어둡게 하는 코드
    // ..
    // ..
    modeSwitch.setState(new ModeStateDark());
  }
}

class ModeStateDark implements ModeState {
  public void toggle (ModeSwitch modeSwitch) {
    System.out.println("FROM DARK TO LIGHT");
    // 화면을 밝게 하는 코드
    // ..
    // ..
    modeSwitch.setState(new ModeStateLight());

  }
}

ModeStitch.java

package state;

public class ModeSwitch {
  private ModeState modeState = new ModeStateLight();

  public void setState (ModeState _modeState) {
    modeState = _modeState;
  }

  public void onSwitch () {
    modeState.toggle(this);
  }
}

Command 패턴

MyProgram.java

package command;

public class MyProgram {

  public static void main(String[] args) {
    RobotKit robotKit = new RobotKit();

    robotKit.addCommand(new MoveForwardCommand(2));
    robotKit.addCommand(new TurnCommand(Robot.Direction.LEFT));
    robotKit.addCommand(new MoveForwardCommand(1));
    robotKit.addCommand(new TurnCommand(Robot.Direction.RIGHT));
    robotKit.addCommand(new PickupCommand());

    robotKit.start();

    // 2 칸 전진
    // 왼쪽으로 방향전환
    // 1 칸 전진
    // 오른쪽으로 방향전환
    // 앞의 물건 집어들기
  }
}

Robot.java

package command;

public class Robot {
  public enum Direction { LEFT, RIGHT }

  public void moveForward (int space) {
    System.out.println(space + " 칸 전진");
  }

  public void turn (Direction _direction) {
    System.out.println(
      (_direction == Direction.LEFT ? "왼쪽" : "오른쪽") + "으로 방향전환"
    );
  }

  public void pickup () {
    System.out.println("앞의 물건 집어들기");
  }
}

Command.java

package command;

abstract class Command {
  protected Robot robot;

  public void setRobot (Robot _robot) {
    this.robot = _robot;
  }
  public abstract void execute ();
}

class MoveForwardCommand extends Command {
  int space;
  public MoveForwardCommand (int _space) { 
    space = _space; 
  }
  public void execute () {
    robot.moveForward(space);
  }
}

class TurnCommand extends Command {
  Robot.Direction direction;
  public TurnCommand (Robot.Direction _direction) {
    direction = _direction;
  }
  public void execute () {
    robot.turn(direction);
  }
}

class PickupCommand extends Command {
  public void execute () {
    robot.pickup();
  }
}

RobotKit.java

package command;

import java.util.ArrayList;

public class RobotKit {
  private Robot robot = new Robot();
  private ArrayList<Command> commands = new ArrayList<Command>();

  public void addCommand (Command command) {
    commands.add(command);
  }
  public void start () {
    for (Command command : commands) {
      command.setRobot(robot);
      command.execute();
    }
  }
}

Adapter 패턴

Strategy 패턴에 적용한 코드

FindAlgorithm.java

package adapter.search;

interface FindAlgorithm {
  public void find (boolean global);
}

class FindMovieAlgorithm implements FindAlgorithm {
  public void find (boolean global) {
      System.out.println(
        "find movie" + (global ? " globally" : "")
      );
      // 동영상검색하는 코드
      // ...
      // ...
  }
}

SearchStrategy.java에 추가된 부분

//...

class SearchFindAdapter implements SearchStrategy {
  private FindAlgorithm findAlgorithm;

  public SearchFindAdapter (FindAlgorithm _findAlgorithm) {
    findAlgorithm = _findAlgorithm;
  }
  public void search () {
    findAlgorithm.find(true);
  }
}

MyProgram.에 추가된 부분

//...

  public void setModeMovie () {
    searchButton.setSearchStrategy(
      new SearchFindAdapter(new FindMovieAltorithm())
    );
  }

Command 패턴에 적용한 코드

Order.java

package adapter.robot;

interface Order {
  public void run (Robot robot);
}

class MoveBackOrder implements Order {
  private int block;

  public MoveBackOrder(int _block) {
    block = _block;
  }

  public void run (Robot robot) {
    robot.turn(Robot.Direction.LEFT);
    robot.turn(Robot.Direction.LEFT);
    robot.moveForward(block);
  }
}

Command.java에 추가된 부분

class CommandOrderAdapter extends Command {
  private Order order;

  public CommandOrderAdapter (Order _order) {
    order = _order;
  }

  public void execute () {
    order.run(robot);
  }
}

MyProgram.java에 추가된 부분

class CommandOrderAdapter extends Command {
  private Order order;

  public CommandOrderAdapter (Order _order) {
    order = _order;
  }

  public void execute () {
    order.run(robot);
  }
}

Proxy 패턴

MyProgram.java

package proxy;

import java.util.ArrayList;

public class MyProgram {
  public static void main(String[] args) {
    ArrayList<Thumbnail> thumbnails = new ArrayList<Thumbnail>();

    thumbnails.add(new ProxyThumbnail("Git 강좌", "/git.mp4"));
    thumbnails.add(new ProxyThumbnail("Rest API란?", "/rest-api.mp4"));
    thumbnails.add(new ProxyThumbnail("도커 사용법", "/docker.mp4"));
    thumbnails.add(new ProxyThumbnail("객체지향 프로그래밍", "/oodp.mp4"));
    thumbnails.add(new ProxyThumbnail("블록체인의 원리", "/blockchain.mp4"));

    for (Thumbnail thumbnail : thumbnails) {
      thumbnail.showTitle();
    }
    // 제목:Git 강좌
    // 제목:Rest API란?
    // 제목:도커 사용법
    // 제목:객체지향 프로그래밍
    // 제목:블록체인의 원리

    thumbnails.get(2).showPreview();
    thumbnails.get(2).showPreview();
    thumbnails.get(4).showPreview();
    thumbnails.get(1).showPreview();

    // /docker.mp4로부터 도커 사용법의 영상 데이터 다운
    // 도커 사용법의 프리뷰 재생
    // 도커 사용법의 프리뷰 재생
    // /blockchain.mp4로부터 블록체인의 원리의 영상 데이터 다운
    // 블록체인의 원리의 프리뷰 재생
    // /rest-api.mp4로부터 Rest API란?의 영상 데이터 다운
    // Rest API란?의 프리뷰 재생
  }
}

Thumbnail.java

package proxy;

interface Thumbnail {
  public void showTitle ();
  public void showPreview ();
}

class RealThumbnail implements Thumbnail {
  private String title;
  private String movieUrl;

  public RealThumbnail (String _title, String _movieUrl) {
    title = _title;
    movieUrl = _movieUrl;

    // URL로부터 영상을 다운받는 작업 - 시간 소모 
    System.out.println(movieUrl + "로부터 " + title + "의 영상 데이터 다운");
  }
  public void showTitle () {
    System.out.println("제목:" + title);
  }
  public void showPreview () {
    System.out.println(title + "의 프리뷰 재생");
  }
}

class ProxyThumbnail implements Thumbnail {
  private String title;
  private String movieUrl;

  private RealThumbnail realThumbnail;

  public ProxyThumbnail (String _title, String _movieUrl) {
    title = _title;
    movieUrl = _movieUrl;
  }

  public void showTitle () {
    System.out.println("제목:" + title);
  }

  public void showPreview () {
    if (realThumbnail == null) {
      realThumbnail = new RealThumbnail(title, movieUrl);
    }
    realThumbnail.showPreview();
  }
}

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객체지향 디자인 패턴 1편

Singleton 패턴

🌟 Mark Sunghun Park님께서 댓글로 보충해주신 내용입니다.

Strategy 패턴

State 패턴

Command 패턴

Adapter 패턴

Strategy 패턴에 적용한 코드

Command 패턴에 적용한 코드

Proxy 패턴

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