[디자인 패턴] 옵저버 패턴

Benji Android·2022년 7월 28일

디자인 패턴

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정의

객체가 특정 객체 상태 변화를 감지하고 알림을 받는 패턴.
발생(publish) - 구독(subscribe) 패턴을 구현할 수 있다.
객체의 상태가 변경되면 Observer 의존하고 있는 객체에 업데이트된 상태를 알려주며,
일대다(one-to-many) 의존성 정의이다.

구현할 옵저버 패턴 클래스

옵저버 인터페이스 만들기

Observer

interface Observer {
		// update 함수의 생성자를 통해
		// 알려주고 싶은 상태를 생성자에 정의한다.
    fun update(temp: Float, humidity: Float, pressure: Float)
}

Subject

/**
 * 옵저버를 등록, 제거, 알림 기능을 제공하는 인터페이스이다.
 * 옵저버 패턴은 구독을하고 해제하는 함수를 항상 만들어 두어야 하며,
 * 필요가 없는 시점에 해제하지 않으면 메모리릭이 발생하기 때문에 사용하지 않는다면,
 * 꼭 해제를 명시적으로 해제를 시켜주어야 한다.
 * notifyObservers() 함수를 통해 구독된 옵저버 모두에게 변경된 상태를 알려 준다.
 */
interface Subject {
    fun registerObserver(o: Observer)
    fun removeObserver(o: Observer)
    fun notifyObservers()
}

옵저버 인터페이스와 옵저버를 등록하는 인터페이스를 만들었다.

다음으로는 Subject 정의하는 클래스를 만들어 보자.

옵저버 등록, 해제, 알림 클래스 만들기

class WeatherData : Subject {
    private var observers: ArrayList<Observer> = arrayListOf()
    private var temperature: Float = 0f
    private var humidity: Float = 0f
    private var pressure: Float = 0f

    override fun registerObserver(o: Observer) {
        observers.add(o)
    }

    override fun removeObserver(o: Observer) {
        observers.remove(o)
    }

    override fun notifyObservers() {
        observers.forEach {
            it.update(temperature, humidity, pressure)
        }
    }

    fun measurementsChanged() {
        notifyObservers()
    }

    fun setMeasurements(temperature: Float, humidity: Float, pressure: Float) {
        this.temperature = temperature
        this.humidity = humidity
        this.pressure = pressure
        measurementsChanged()
    }
}

Subject 인터페이스를 등록한다.
일대다(one-to-many) 구현을 위해 ArrayList<Observer> 생성한다.
업데이트해 줄 데이터를 선언한다.
Subject 인터페이스의 매소드를 구현한다.
상태가 변경되면 notifyObservers() 호출하여 구독하고 있는 사용자에게 알려준다.

registerObserver(Observer) 함수를 통해 ArrayList 에 구독자 정보를 저장하고 notifyObservers() 함수를 통해 ArrayList 에 저장되어 있는 모든 Observer 객체에게 데이터가 변경되 었다고 알려준다.

더 이상 구독된 정보를 받기를 원하지 않는 경우 또는 옵저버를 사용하지 않는 경우에 removeObserver(Observer) 함수를 통해 메모리에서 삭제한다.

옵저버 객체 만들기

class ForecastDisplay(
    weatherData: WeatherData
) : Observer, DisplayElement {
    private var currentPressure = 29.92f
    private var lastPressure: Float = 0f

    init {
        weatherData.registerObserver(this)
    }

    override fun display() {
        println("Forecast: ")
        if (currentPressure > lastPressure) {
            println("Improving weather on the way!")
        } else if (currentPressure == lastPressure) {
            println("More of the same")
        } else if (currentPressure < lastPressure) {
            println("Watch out for cooler, rainy weather")
        }
    }

    override fun update(temp: Float, humidity: Float, pressure: Float) {
        lastPressure = currentPressure
        currentPressure = pressure
        display()
    }
}

생성자에 Subject 가 만들어져 있는 클래스를 받는다.
Observer 인터페이스를 상속하여 update() 함수를 정의한다.
init 함수를 통해 구독 요청을 보낸다.
notifyObservers() 함수가 호출 되면 update() 정의해둔 로직이 실행 되어 데이터의 상태가 변경 된다.

옵저버 실행 하기

fun main() {
    val weatherData: WeatherData = WeatherData()

    val currentDisplay = CurrentConditionsDisplay(weatherData)
    val statisticsDisplay = StatisticsDisplay(weatherData)
    val forecastDisplay = ForecastDisplay(weatherData)

    println("첫 번째 데이터")
    weatherData.setMeasurements(85f, 65f, 30.4f)
    println("두 번째 데이터")
    weatherData.setMeasurements(82f, 70f, 29.2f)
    println("세 번째 데이터")
    weatherData.setMeasurements(78f, 90f, 29.2f)

    weatherData.removeObserver(forecastDisplay)
    println("\nForecastDisplay 구독 취소 후 데이터")
    weatherData.setMeasurements(62f, 90f, 28.1f)
}

Subject 생성하는 WeatherData 클래스를 초기화 한다.
구독을 원하는 Observer 상속되어 있는 클래스를 초기화 한다.
setMeasurements() 함수를 통해 구독자에게 데이터가 변경되었음을 알려준다.
forecastDisplay 객체의 구독을 제거한다.
그 이후 데이터는 어떻게 나오게 될까? 확인해 보자.

결과

ForecastDisplay 구독을 취소 후 데이터를 변경하면,

기존에 CurrentConditionsDisplay, StatisticsDisplay의 데이터만 변경되고

ForecastDisplay는 더 이상 데이터 변화를 감지할 수 없다.

특징

장점
- 상태를 변경하는 객체(Publisher)와 변경을 감지하는 객체(Subsriber)의 관계를 느슨하게 유지할 수 있다.
- Subejct의 상태 변경을 주기적으로 조회하지 않고 자동으로 감지할 수 있다.
- 런타임에 옵저버를 추가하거나 제거할 수 있다.
단점
- 복잡도가 증가한다.
- 다수의 Observer 객체를 등록 이후 해지하지 않는다면 메모리릭이 발생할 수도 있다.