Chap12 팩토리 메서드 패턴
여러 가지 방식의 엘리베이터 스케줄링 방법 지원하기
여러 대의 엘리베이터가 있는 경우를 생각해보자. 사용자가 엘리베이터 외부에서 버튼(FloorButton)을 누른 경우에는 여러 대의 엘리베이터 중 하나를 선택해 이동시켜야 한다. 이와 같이 주어진 요청(목적지 층과 방향)을 받았을 때 여러 대의 엘리베이터 중 하나를 선택하는 것을 '스케줄링'이라고 한다.
ElevatorManager 클래스는 이동 요청을 처리하는 클래스로 엘리베이터를 스케줄링하기 위한 ThroughputScheduler 객체를 갖는다. 그리고 각 엘리베이터의 이동을 책임지는 ElevatorController 객체를 복수 개 갖는다. ElevatorManager 클래스의 requestElevator 메서드는 요청을 받았을 때 우선 ThroughputScheduler의 selectElevator 메서드를 호출해 엘리베이터를 선택한다. 그리고 ElevatorController 객체의 gotoFloor 메서드를 호출해 엘리베이터를 이동시킨다.
public class ElevatorManager{
private List<ElevatorController> controllers;
private ThroughputScheduler throughputScheduler;
//주어진 수만큼 ElevatorController를 생성
public ElevatorManager(int controllerCount){
controllers = new ArrayList<ElevatorController>(controllerCount);
for (int i=0;i<controllerCount;i++){
ElevatorController controller = new ElevatorController(1);
controllers.add(controller);
}
scheduler = new ThroughputScheduler();
}
void requestElevator(int destination, Direction direction){
//ThroughputScheduler를 이용해 엘리베이터 선택
int selectedElevator = scheduler.selectElevator(this, distination, direction);
//선택된 엘리베이터 이동시킴
controllers.get(selectedElevator).gotoFloor(destination);
}
}
public class ElvatorController{
private int id;
private int curFloor;
public ElevatorController(int id){
this.id=id;
curFloor=1;
}
public void gotoFloor(int destination){
System.out.println("Elevator ["+id+"] Floor: "+curFloor);
//목적지 층으로 엘리베이터 이동
curFloor = destination;
System.out.println("==>"+curFloor);
}
}
public ThroughputScheduler{
public int selectElevator(ElevatorManager manager, int destination, Direction direction){
return 0;//임의로 선택
}
}문제점
현재 ThroughputScheduler 전략을 사용한다. 만약 다른 스케줄 전략을 사용해야 한다면?
예를 들어 사용자의 대기 시간을 최소화하는 엘리베이터 선택 전략 사용해야 한다면? 실행 중에 스케줄링 전략을 변경, 즉 동적 스케줄링을 지원해야 한다면?
동적 스케줄링을 지원하도록 ElevatorManager 클래스를 수정한다.
publi class ElevatorManger{
...
void requestElevator(int destination, Direction direction){
...
if(hour<12)//오전에는 ResponseTimeScheduler를 이용함
scheduler=new ResponseTimeScheduler();
else//오후에는 ThroughputScheduler를 이용함
scheduler=new ThroughputScheduler();
...
}
}ThroughputScheduler, ResponseTimeScheduler 객체를 생성 후 이를 각각의 클래스가 아니라 ElevatorScheduler라는 인터페이스를 이용한다. 이는 결과적으로 스트래티지 패턴을 활용해 엘리베이터 스케줄링 전략을 설계한 것이다.
즉, ElevatorScheduler 인터페이스는 AbstractStrategy에 해당되고 ThroughputScheduler와 ResponseTimeScheduler 클래스는 ConcreteStrategy에 해당된다.
엘리베이터 스케줄링 전략이 추가되거나 동적 스케줄링 방식으로 전략을 선택하도록 변경되면, 해당 스케줄링 전략을 지원하는 구체적인 클래스를 생성해야 할 뿐만 아니라 requestElevator 메서드도 수정할 수밖에 없다. 그런데 requestElevator 메서드는 엘리베이터 선택과 선택된 엘리베이터를 이동시키는 것이 근본 책임이다. 따라서 엘리베이터를 선택하는 전략의 변경에 따라 requestElevator가 변경되는 것은 바람직하지 않다.
해결책
주어진 기능을 실제로 제공하는 적절한 클래스 생성 작업을 별도의 클래스/메서드로 분리시키는 것이 좋다. ElevatorManager 클래스가 지금처럼 직접 ThroughputScheduler 객체와 ResponseTimeScheduler 객체를 생성하는 대신 SchedulerFactory 클래스가 이들 객체를 생성하도록 설계를 변경한다.
팩토리 메서드 패턴(Factory Method Pattern)
팩토리 메서드 패턴은 객체의 생성 코드를 별도의 클래스/메서드로 분리함으로써 객체 생성의 변화에 대비하는데 유용하다. 
왼쪽 그림에서는 A,Z 클래스가 필요에 따라 X1,X2 객체를 생성해 사용한다. 만약 X1,X2 생성 방식이 달라지거나 X3같은 새로운 객체를 생성해야 하는 경우에는 X1,X2를 생성하는 모든 코드 부분을 변경해야 한다.
오른쪽 그림 같이 팩토리 메서드 패턴을 사용하면 객체 생성 기능을 제공하는 Factory 클래스를 정의하고 이를 활용하는 방식으로 설계하면 된다. 이렇게 설계하면 변경이 필요할 때 Factory 클래스만 변경하고 A,Z 클래스는 변경이 필요 없다.
Product
팩토리 메서드로 생성될 객체의 공통 인터페이스
ConcreteProduct
구체적으로 객체가 생성되는 클래스
Creater
팩토리 메서드를 갖는 클래스
ConcreteCreator
팩토리 메서드를 구현하는 클래스로 ConcreteProduct 객체를 생성한다.
- ElevatorScheduler 인터페이스는 Product 역할을 한다.
- ResponseTimerScheduler 클래스와 ThroughputScheduler 클래스는 ConcreteProduct 역할을 한다.
- ElevatorManager 클래스는 Creater 역할을 한다.
- ElevatorManagerWithThroughputScheduling, ElevatorManagerWithDynamicScheduling, ElevatorManagerWithResponseTimeScheduling 클래스는 ConcreteCreator 역할을 한다.
