[디자인 패턴] Proxy Pattern

전성훈·2023년 11월 6일

DesignPattern

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주제: 부담 덜기 작업

일반적으로 프록시는 다른 무언가와 이어지는 인터페이스의 역할을 하는 클래스이다. 프록시는 어떠한 것(이를테면 네트워크 연결, 메모리안의 커다란 객체, 파일, 또 복제할 수 없거나 수요가 많은 리소스)과도 인터페이스의 역할을 수행할 수 있다.
프록시 패턴의 잘 알려진 예로는 참조 횟수 스마트 포인터 객체이다.
복합적인 오브젝트들의 다수의 복사본이 존재해야만 하는 상황에서 프록시 패턴은 애플리케이션의 메모리 사용량을 줄이기 뒤해서 플라이웨이트 패턴과 결합된 형태로 나올 수도 있다.

프록시 패턴이란

프록시 패턴은 객제 지향 디자인 패턴 중 하나로, 어떤 다른 객체에 대한 인터페이스를 제공하는 패턴이다. 이 패턴은 원래 객체에 대한 액세스를 제어하거나, 원래 객체를 보호하거나, 원래 객체의 성능을 향상시키는 등의 목적으로 사용된다.
Proxy는 한국말로 대리라는 뜻을 가지고 있다. Proxy는 다른 누군가를 대신해서 그 역할을 수행하는 존재이다. Proxy는 최대한 자신이 할 수 있는 일을 처리 한 다음, 자신이 할 수 있는 범위를 넘어서게 되면 진짜 일을 하는 사람에게 요청한다.
프록시 서버를 예로 들면, 프록시 서버는 웹서버의 부담을 줄여주기 위하여 자신이 웹서버 대신 할 수 있는 일을 최대한 처리한 다음 할 수 없는 일은 웹서버에게 넘기게 된다. 이러한 작업 방식을 프록시 디자인 패턴이라고 한다.

프록시 패턴의 구조

프록시

Proxy
- 원래 객체에 대한 인터페이스 역할을 한다. 클라이언트는 Proxy를 통해 원래 객체에 액세스 한다.
- 클라이언트의 요구를 할 수 있는 만큼 처리하고, 필요할 경우 RealSubject에게 처리를 맡긴다.
1. Remote Proxy
  - 요청을 처리하고 서비스 객체에 이를 전달하는 역할을 담당한다.
2. Virtual Proxy
  - 서비스 객체에 대한 정보를 캐싱하여 접근을 연기시킨다.
3. Protection Proxy
  - 특정 작업을 요청한 객체가 해당 작업을 수행할 권한을 가지고 있는지 확인한다.
RealSubject
- Proxy에서 요청이 들어왔을때 요청에 대한 응답을 처리한다.
Subject
- Proxy(대리) 역할과 RealSubject(실제의 주체) 역할을 동일시 하기 위한 프로토콜을 선언한다. 이 덕분에 클라이언트(요청하는 쪽)는 둘의 역할 차이를 몰라도 된다.

장단점

장점

원래 객체에 대한 액세스를 제어할 수 있다.
원래 객체를 보호할 수 있다.
원래 객체의 성능을 향상시킬 수 있다.
RealSubject의 메모리가 큰 인스턴스일 경우 해당 인스턴스를 생성하는 시점은 정말로 필요한 시점에 지연시킬 수 있다.
Proxy는 RealSubject가 준비되지 않았거나, 시용할 수 없는 경우에도 동작 한다.
개방 폐쇄 원칙을 지켜 RealSubject나, 클라이언트를 변경하지 않고, 새로운 프록시를 도입할 수 있다.

단점

Proxy 클래스를 도입해야 함으로 코드가 복잡해 진다.
RealSubject의 응답이 지연될 수 있다.

결론

Proxy 패턴은 객체에 대한 액세스를 제어하거나, 객체를 보호하거나, 객체의 성능을 향상시키는 등의 목적으로 사용된다. 이 패턴은 코드의 복잡성을 증가시킬 수 있지만, 적절히 사용하면 애플리케이션의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 따라서 Proxy 패턴은 애플리케이션의 요구 사항과 성능 목표에 따라 적절히 사용해야 한다.

예시 코드

유튜브 영상 다운로드 로직

import UIKit

enum Auth {
    case owner
    case guest
}

class Client {
    var auth: Auth
    
    init(_ auth: Auth) {
        self.auth = auth
    }
}

// Subject
protocol YouTubeDowloadSubject {
    func downloadYoutubeVideos() async -> [String]
}

// realSubject
final class RealSubject: YouTubeDowloadSubject {
    func downloadYoutubeVideos() async -> [String] {
        // 유튜브 서버에서 비디오를 다운로드하는 부분
        return []
    }
}

// proxy
// proxy는 캐싱을 구현하여 요청을 중간에서 컨트롤 할 수 있다.
// 또한 클라이언트의 권한에 따라 제어를 할 수도 있다.
final class Proxy: YouTubeDowloadSubject {
    // 진짜 요청을 받아서 처리하는 객체, 정말로 사용할때만 초기화하기 위하여 lazy
    private lazy var realSubject = RealSubject()
    
    // 캐싱 구현
    private var videoCache = [String]()
    
    // 클라이언트 권한 받음
    private var client: Client
    
    init(_ client: Client) {
        self.client = client
    }
    
    func downloadYoutubeVideos() async -> [String] {
        guard client.auth == .owner else {
            print("비디오를 다운로드할 권한이 없습니다.")
            return []
        }
        
        // 비디오 캐시가 비어있으면 실제 realSubject에 데이터 요청
        if videoCache.isEmpty {
            videoCache = await realSubject.downloadYoutubeVideos()
            return videoCache
        } else {
            // 비디오 캐시에 데이터가 있으면 리턴
            return videoCache
        }
    }
}

let client = Client(.owner)
let proxy = Proxy(client)

func loadYouTubeVideo(_ service: YouTubeDowloadSubject) {
    service.downloadYoutubeVideos()
}

loadYouTubeVideo(proxy)

이미지 로딩

이 다이어그램은 클라이언트가 이미지를 표시하려고 할 때 Proxy가 실제 이미지를 로드하고, 이미지 데이터를 클라이언트에게 반환하여 표시하는 과정을 보여준다.

인터페이스 정의

protocol Image { 
	func displayImage()
}

RealImage 클래스 구현

class RealImage: Image { 
	private let filename: String
	
	init(filename: String) { 
		self.filename = filename
		loadImageFromDisk()
	}
	
	func loadImageFromDisk() { 
		print("Loading Image: \(filename)")
	}
	
	func displayImage() { 
		print("Display Image: \(filename)")
	}
}

ProxyImage 클래스 구현

이 클래스는 'RealImage'의 프록시로, 실제 이미지를 처음 표시할 때만 로드하고, 그 이후에는 로드된 이미지를 표시한다.

class ProxyImage: Image { 
	private let filename: String 
	private var realImage: RealImage?
	
	init(filename: String) { 
		self.filename = filename
	}
	
	func displayImage() { 
		if realImage == nil { 
			realImage = RealImage(filename: filename)
		}
		realImage?.displayImage()
	}
}

Client 구현

let image1: Image = ProxyImage(filename: "image1.jpg")
image1.displayImage()  // 이미지를 로드하고 표시합니다.

let image2: Image = ProxyImage(filename: "image2.jpg")
image2.displayImage()  // 이미지를 로드하고 표시합니다.

image1.displayImage()  // 이미 로드된 이미지를 표시합니다.