목표
- 팩토리 패턴의 개념을 이해한다.
- 가상의 시나리오에서 발생한 문제점을 팩토리 패턴을 이용하여 해결한다.
- 팩토리 패턴의 장단점을 알아본다.
시나리오
기획자의 요청이 들어와 개발자 민씨는 회사의 각종 정보를 시각화 해야 합니다.
이에 막대 모양의 차트를 제공하기로 결정했고, BarChart 클래스를 생성하였습니다.
public class BarChart {
public void render() {
System.out.println("BarChart.render");
}
}이후 근무자, 재고, 매출을 관리하는 클래스에 데이터를 시각화 하는 rend() 메서드를 추가하였습니다. 이 메서드에는 방금 생성한 BarChart 객체가 사용됩니다.
// 근무자 관련 클래스
public class EmployeeManager {
public void rend() {
BarChart chart = new BarChart();
chart.render();
}
}// 재고 관련 클래스
public class InventoryManager {
public void rend() {
BarChart chart = new BarChart();
chart.render();
}
}// 매출 관련 클래스
public class SalesManager {
public void rend() {
BarChart chart = new BarChart();
chart.render();
}
}며칠 뒤 기획이 수정되어 막대 차트를 선형 차트로 변경해 달라는 요청이 왔습니다.
이 전과 비슷하게 LineChart를 생성합니다.
public class LineChart {
public void render() {
System.out.println("LineChart.render");
}
}이 후 rend() 메서드의 BarChart를 전부 LineChart로 변경해 줍니다.
public class EmployeeManager {
public void rend() {
LineChart chart = new LineChart();
chart.render();
}
}public class InventoryManager {
public void rend() {
LineChart chart = new LineChart();
chart.render();
}
}public class SalesManager {
public void rend() {
LineChart chart = new LineChart();
chart.render();
}
}또다시 기획이 수정되어 선형 차트를 파이 차트로 변경해 달라는 요청이 왔습니다.
이번에도 PieChart를 생성하고 또 LineChart를 PieChart로 변경해야 할까요?
팩토리 패턴 적용 - 1
위 문제점을 팩토리 패턴을 이용하여 개선해 보겠습니다.
우선 차트를 나타내는 인터페이스 Chart를 생성합니다.
public interface Chart {
void render();
}BarChart, LineChart, PieChart가 Chart 인터페이스를 구현하도록 변경합니다.
public class BarChart implements Chart {
public void render() {
System.out.println("BarChart.render");
}
}public class LineChart implements Chart {
public void render() {
System.out.println("LineChart.render");
}
}public class PieChart implements Chart {
public void render() {
System.out.println("PieChart.render");
}
}각 매니저 클래스가 Chart 타입의 인스턴스를 직접 생성하지 않고, 클래스를 통해 생성된 인스턴스를 사용하도록 ChartFactory를 생성합니다.
public class ChartFactory {
public static Chart createChart() {
return new LineChart();
}
}기존의 근무자, 재고, 매출을 관리하는 클래스들을 createChart() 클래스를 이용하여 리팩터링 해보겠습니다.
public class EmployeeManager {
public void rend() {
Chart chart = ChartFactory.createChart();
chart.render();
}
}public class InventoryManager {
public void rend() {
Chart chart = ChartFactory.createChart();
chart.render();
}
}public class SalesManager {
public void rend() {
Chart chart = ChartFactory.createChart();
chart.render();
}
}변경된 코드는 Chart 클래스 생성 로직을 캡슐화 하고 있습니다.
이제 선형 차트를 파이 차트로 변경해 달라는 요청이 오면 어떻게 하면 될까요?
public class ChartFactory {
public static Chart createChart() {
// return new LineChart();
return new PieChart();
}
}ChartFactory 클래스의 구현체를 LineChart에서 PieChart로 변경만 해주면 됩니다.
이 방법에도 아직 문제점이 있습니다.
이번에는 기획자가 매출은 막대 차트로, 근무자는 파이 차트로, 재고는 선형 차트로 변경해 달라는 요청이 왔습니다.
이는 ChartFactory를 변경하여 해결할 수 있습니다.
팩토리 패턴 적용 - 2
매니저 클래스가 필요한 차트에 따라서 ChartFactory가 해당하는 Chart 타입을 반환해 주면 되는데요.
이를 위해 ChartType의 Enum이 필요합니다.
public enum ChartType {
BAR, // 막대 차트
LINE, // 선형 차트
PIE // 파이 차트
}이 후 ChartType에 알맞는 Chart를 반환하도록 createChart() 메서드를 오버로딩합니다.
public class ChartFactory {
public static Chart createChart() {
// return new LineChart();
return new PieChart();
}
public static Chart createChart(ChartType type) {
switch (type) {
case BAR -> {
return new BarChart();
}
case LINE -> {
return new LineChart();
}
case PIE -> {
return new PieChart();
}
default -> throw new IllegalArgumentException(type + "는 올바르지 않은 요청입니다.");
}
}
}이제 필요에 따라 매니저 들을 수정해 주면됩니다.
매출 → 막대 차트
public class SalesManager {
public void rend() {
Chart chart = ChartFactory.createChart(ChartType.BAR); // 막대 차트
chart.render();
}
}근무자 → 파이 차트
createChart()의 기본 반환이 파이 차트이므로 생략해도 상관없으나 명시적으로 넣어주겠습니다.
public class EmployeeManager {
public void rend() {
Chart chart = ChartFactory.createChart(ChartType.PIE); // 파이 차트
chart.render();
}
}재고 → 선형 차트
public class InventoryManager {
public void rend() {
Chart chart = ChartFactory.createChart(ChartType.LINE); // 선형 차트
chart.render();
}
}이번에는 기획자가 세로 막대 차트가 마음에 들지 않는다며, 가로 막대 차트로 변경해 달라는 요구사항이 왔습니다.
팩토리 패턴 적용 - 3
세로 막대 차트를 가로 막대 차트로 변경하려면 어떻게 하면 될까요?
먼저 가로 막대 차트 클래스 RowBarChart를 생성합니다.
public class RowBarChart implements Chart {
public void render() {
System.out.println("RowBarChart.render");
}
}이제 ChartFactory의 BarChart를 RowBarChart로 변경해 주면 됩니다.
public static Chart createChart(ChartType type) {
switch (type) {
case BAR -> {
// return new BarChart();
return new RowBarChart();
}
case LINE -> {
return new LineChart();
}
case PIE -> {
return new PieChart();
}
default -> throw new IllegalArgumentException(type + "는 올바르지 않은 요청입니다.");
}
}매니저 클래스는 변경하지 않고도 요구사항을 만족할 수 있게 되었습니다.
만약, 팩토리 패턴을 적용하지 않은 상태였다면 new BarChart() 코드를 전부 찾아서 new LowBarChart()로 변경해야 했을 것입니다.
더 나아가서, 매출은 세로 막대, 관리자는 가로 막대로 보고 싶다는 요구 사항을 만나게 된다면 어떻게 하면 될까요?
가로 막대에 대한 Enum 타입을 추가하고 case문을 추가해 주면 됩니다.
public enum ChartType {
BAR, // 막대 차트
LINE, // 선형 차트
PIE, // 파이 차트
ROW_BAR // 가로 막대 차트
}public static Chart createChart(ChartType type) {
switch (type) {
case BAR -> {
return new BarChart();
}
case LINE -> {
return new LineChart();
}
case PIE -> {
return new PieChart();
}
case ROW_BAR -> {
return new RowBarChart();
}
default -> throw new IllegalArgumentException(type + "는 올바르지 않은 요청입니다.");
}
}팩토리 패턴을 적용함으로써 유연하게 객체를 생성하고, 추가적인 요청에 쉽게 대응할 수 있게 되었습니다.
장단점
장점
- 객체 생성 로직이 팩토리 클래스로 중앙 집중화 된다.
- 객체 생성의 캡슐화로 인하여 객체의 생성과 사용이 분리된다.
- 클라이언트 코드의 수정 없이 기능을 변경할 수 있다.
단점
- 코드 복잡성 증가
- 팩토리 패턴을 구현하기 위한 추가적인 코드(인터페이스, 팩토리 클래스)가 필요하다.
- 다수의 구현체가 필요없는 상황에서는 불필요하다.
- 학습 곡선 : 코드를 이해하고 적용하기 위한 시간과 노력이 필요하다.
마치며
팩토리 패턴에 대한 이해를 돕는 이 글을 작성하게 된 데는,
- 단순한 객체 생성 :
new BarChart() - 팩토리를 통한 객체 생성 :
CharFactory.createChart()
대체 팩토리에서 객체 생성하는게 뭐가 좋은거지? 라는 생각에서 시작을 했습니다.
이에 어느 정도 현실적인 시나리오를 가정해 생각을 정리해 보았더니 아래와 같은 결론이 도출 되었습니다.
팩토리 패턴의 본질은
- 객체 생성 로직의 중앙 집중화
- 다형성을 이용한 유연한 기능 변경
입니다.
즉, 객체 생성을 담당하는 클래스를 생성하고 생성 로직을 클라이언트에서 분리함으로써, 클라이언트 코드는 구체적인 클래스의 타입을 몰라도 되며, 필요에 따라 다양한 객체를 유연하게 생성할 수 있는 것입니다.
이 글이 팩토리 패턴을 이해하는데 조금이나마 도움이 되었으면 좋겠습니다.
감사합니다.
