디자인 패턴 정복하기3 - 빌더 패턴 (Builder Pattern)

빌더 패턴 Builder Pattern

• 빌더 패턴은 디자인 패턴 중 하나로 생성(Creational) 패턴 중 하나 입니다.
• 빌더 패턴이란 복잡합한 객체를 생성하는 방법 중 하나로, 객체의 생성 코드와 객체의 사용코드를 분리하여 코드의 가독성과 유지 보수성을 향상시키는 패턴입니다.

빌더 패턴이 필요한 이유

문제(Problem)

빌더 패턴은 많은 Optional한 멤버 변수나 파라미터 혹은 지속성 없는 상태 값들에 대해 처리해야 하는 문제를 해결합니다.

객체를 생성할 때, 필요한 매개변수를 모두 포함하는 생성자를 사용하게 되는데, 이 생성자의 매개변수가 많아질 경우 문제가 발생합니다.
이를 telescoping constructor pattern 이라고도 합니다.
이렇게 되면 매개변수의 순서를 혼동하기 쉽고, 일부 매개변수에 대해 null 값 또는 기본값을 할당해야 할 때, 그 의미를 파악하기 어렵게 만들 수 있습니다.

빌더 패턴은 객체의 불변성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
객체가 생성되고 나면 그 상태를 변경할 수 없게 만들면, 다중 스레드 환경에서 해당 객체를 안전하게 사용할 수 있습니다.

해결책(Solution)

Builder 패턴은 이러한 문제들을 해결하기 위해 별도의 Builder 클래스를 만들어 필수 값에 대해서는 생성자를 사용하고,
선택적인 값들에 대해서는 메소드를 통해 필요한 값들을 입력받고 build() 메서드를 사용해 인스턴스를 리턴 받는 방식 입니다.

결과(Consequence)

• 장점

  • 생성할 객체의 속성을 자유롭게 지정할 수 있습니다.
    • 빌더 패턴은 유연성을 제공하며, 필수적인 속성만 생성자에서 처리하고 선택적인 속성은 메서드 체이닝을 통해 처리할 수 있습니다.
  • 생성할 객체의 속성이 많거나 복잡한 경우에도 코드의 가독성을 유지할 수 있습니다.
  • 빌더는 재사용이 가능합니다.

• 단점

  • 코드량이 많아질 수 있습니다. 각 속성에 대한 setter 메서드를 작성해야 하므로, 클래스의 코드량이 증가합니다.
  • 디자인 패턴이므로 사용할 때는 주의해야 합니다. 무조건적으로 모든 곳에 빌더 패턴을 적용하는 것은 적절하지 않을 수 있습니다.

빌더 패턴의 구현 방법

• 빌더 클래스를 선언하고, 생성할 객체의 속성에 대한 setter 메서드를 구현합니다.
• 이 메서드들은 빌더 객체 자신을 반환하므로 메서드 체이닝이 가능합니다. 또한 build 메서드를 통해 최종적인 객체를 생성합니다.

public class User {
    private String name;
    private int age;
    
    public static class Builder {
        private String name;
        private int age;
        
        public Builder withName(String name) {
            this.name = name;
            return this;
        }
        
        public Builder withAge(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }
        
        public User build() {
            User user = new User();
            user.name = this.name;
            user.age = this.age;
            return user;
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        User user = new User.Builder().withName("Henry").withAge(30).build();
    }
}

• Lombok 라이브러리의 @Builder 어노테이션을 사용하여 빌더 패턴을 간단하게 구현할 수 있습니다.

@Builder
@Getter
@Setter
public class User {
    private String name;
    private int age;
}

public static void main(String[] args) {
    User user = User.builder().name("Henry").age(30).build();
}

이렇게 복잡한 객체의 생성 과정을 단계별로 나누어 클라이언트가 이해하기 쉽도록 인터페이스를 제공하는 것이 빌더 패턴의 핵심입니다.
특히 복잡한 객체를 생성해야하는 상황에서 유용하며, DTO와 같은 복잡한 객체 생성에 사용하면 많은 이점을 제공합니다.