DesignPattern #생성

🟣 디자인 패턴이란?

프로그램을 설계할 때 자주 발생했던 문제점들을 피하기 위해 하나의 '규약' 형태로 만들어 놓은 설계 패턴.

🟣 사용 이유

디자인 패턴을 참고하여 개발할 경우 개발의 효율성과 유지보수성, 운용성이 높아지며 프로그램의 최적화에 도움이 된다.

🟣 디자인 패턴 유형

목적에 따라 생성, 구조, 행위 패턴으로 나눌 수 있다.
생성 패턴은 객체 인스턴스 생성에 관여하며 클래스 정의와 객체 생성 방식을 구조화, 캡슐화 하는 패턴이다.
구조 패턴은 더 큰 구조 형성 목적으로 클래스나 객체의 조합을 다루며
행위 패턴은 클래스나 객체들이 상호작용하는 방법과 역할 분담을 다루는 패턴을 의미한다.

[ 생성 패턴 : 5개 ]

✅ 싱글톤 패턴

📌 개념
싱글톤 패턴(Singleton pattern)은 전역 변수를 사용하지 않고 객체를 하나만 생성하도록 하며, 생성된 객체를 어디에서든지 참조할 수 있도록 하는 디자인 패턴이다. (1 클래스 1 객체)

📌 장점

• 하나의 인스턴스를 만들어 놓고 해당 인스턴스를 다른 모듈들이 공유하며 사용하기 때문에 인스턴스 생성에 드는 비용을 줄일 수 있다.
• 메모리 낭비를 방지한다.
• 다른 클래스의 인스턴스들이 데이터를 공유하기 쉽다.

📌 단점

• 멀티 스레드 환경에서는 하나의 인스턴스만 생성됨을 보장하지 않는다.
• 싱글톤 인스턴스가 너무 많은 일을 하거나 많은 데이터를 공유시킬 경우 모듈 간의 결합을 강하게 만들 수 있다.
• 테스트(TDD)에서 문제가 된다. 단위 테스트에서 테스트가 서로 독립적이어야 하며 테스트를 어떤 순서로든 실행할 수 있어야 하는데, 싱글톤 인스턴스는 자원을 공유하고 있기 때문에 테스트가 결정적으로 격리된 환경에서 수행되려면 매번 인스턴스의 상태를 초기화시켜줘야 한다.

# 보통, 싱글톤 객체의 .get_instance() 로 인스턴스를 받아온다.
singleton_1 = Singleton.get_instance()
singleton_2 = Singleton.get_instance()

# 이렇게 받아온 두 인스턴스는 동일한 인스턴스다.
singleton_1 == singleton_2  # True

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✅ 프로토타입(Prototype) 패턴

📌 개념
기존의 인스턴스를 그대로 복제(clone) 하여 새로운 객체를 생성하는 방법이다. (싱글톤과 반대개념)

📌 장점

• 객체를 생성해주기 위한 별도의 객체 생성 클래스가 필요하지 않다.
• 객체의 각 부분을 조합해서 생성되는 형태에도 적용이 가능하다.

📌 단점

• 생성될 객체들의 자료형인 클래스들이 모두 clone() 메서드를 구현해야 한다.

📌 활용 상황

• 런타임에 새로운 클래스를 추가하고 삭제할 때 유용하다.
• 동적으로 클래스에 따라 응용프로그램을 설정해야 할 때 유용하다.

자바에서 Stack Memory & Heap Memory

https://jiwondev.tistory.com/86

# 보통, 프로토타입 객체의 .clone() 으로 인스턴스를 복사한다.
original = Prototype()
prototype = original.clone()

# 이렇게 받아온 두 인스턴스는 동일한 객체는 아니지만, 내부 데이터는 같다.
original == prototype  # False
original.data == prototype.data  # True

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✅ 팩토리메서드(Factory Method) 패턴

📌 개념
상속 관계에 있는 두 클래스에서 상위 클래스가 중요한 뼈대(인터페이스)를 결정하고, 하위 클래스가 객체 생성에 관한 구체적인 내용(인스턴스 생성)을 결정하는 패턴이다.

📌 장점

• 상위 클래스가 하위 클래스와 분리되기 때문에 느슨한 결합을 가지게 된다.
• 상위 클래스에서는 하위 인스턴스 생성 방식에 대해 전혀 알 필요가 없기 때문에 유연성이 높아지며 유지보수성이 증가한다.
• 수정에는 닫혀있고 확장에는 열려있다(Open-Closed Principle=OCP 원칙을 지킬 수 있음)

📌 단점

• 클래스가 많아진다.

# 보통, Factory 객체의 `get` 메쏘드의 파라미터로 생성할 객체의 타입을 넘겨준다.
samsung_keyboard = KeyboardFactory.get_keyboard("samsung")
lg_keyboard = KeyboardFactory.get_keyboard("lg")

# 생성된 객체는 다음과 같이 구체적인 클래스 인스턴스다.
samsung_keyboard  # SamsungKeyboard
lg_keyboard  # LgKeyboard

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✅ 추상팩토리(Abstract Factory) 패턴

📌 개념
구체적인 클래스를 지정하지 않고 관련성이 있거나, 독립적인 객체들을 생성하기 위한 인터페이스를 제공하는 패턴이다.

📌 장점

• 팩토리 메서드 패턴과 마찬가지로 수정에는 닫혀 있고 확장에는 열려있다.
• 여러 개의 비슷한 집합 객체 생성을 하나의 팩토리에 모아둘 수 있다.

📌 단점

• 클래스가 많아진다.

🙄 팩토리 메서드와 추상팩토리의 차이점이 뭔데욥?

가장 큰 차이점은 팩토리 메서드 패턴은 어떤 객체를 생성할지에 집중하고 추상 팩토리 패턴은 연관된 객체(팩토리)들을 모아둔다는 것에 집중합니다.

# 키보드 팩토리의 팩토리(추상 팩토리)를 통해 키보드 팩토리를 얻는다.
CommonKeyboardFactory = AbstarctKeyboardFactory.get_keyboard_factory("common")

# 이후는 팩토리 패턴과 동일하다.
samsung_common_keyboard = CommonKeyboardFactory.get_keyboard("samsung")
lg_common_keyboard = CommonKeyboardFactory.get_keyboard("lg")

samsung_keyboard  # SamsungCommonKeyboard
lg_keyboard  # LgCommonKeyboard

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✅ 빌더(Builder) 패턴

📌 개념
복잡한 인스턴스를 조립하여 만드는 구조로, 복합 객체를 생성할 때 객체를 생성하는 방법(과정)과 객체를 구현(표현)하는 방법을 분리함으로써 동일한 생성 절차에서 서로 다른 표현 결과를 만들 수 있는 디자인 패턴
** get, set, 메소드 분리해서 만드는게 빌더패턴!

📌 장점

• 생성 과정이 복잡한 인스턴스를 일관된 프로세스로 생성할 수 있다.
• 빌더의 메서드를 체이닝 형태로 호출하며 자연스럽게 인스턴스를 구성하고 최종적으로 객체를 생성하도록 유도할 수 있다.
• 멤버 변수의 초기화와 검증을 각각의 멤버 변수별로 분리해서 작성할 수 있다.

📌 단점

• 클라이언트는 구체적인 인스턴스를 생성하기 전에 반드시 빌더를 생성해야 한다.
• 관리해야 할 클래스가 많아지고 구조가 복잡하다.

Student kangworld = new Student
    .StudentBuilder(32140033)
    .setName("kangworld")
    .setPhoneNumber("010-1234-5678")
    .setGrade("sophomore")
    .getStudent();

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