Builder 패턴
정의
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복잡한 객체를 생성하는 방법을 정의하는 클래스와 표현하는 방법을 정의하는 클래스를 별도로 분리합니다.
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이로 인해 서로 다른 표현이라도 이를 생성할 수 있는 동일한 절차를 제공하는 패턴입니다.
사용되는 이유
- 빌더 패턴은 많은 Optional한 멤버 변수(혹은 파라미터)나 지속성 없는 상태 값들에 대해 처리해야 하는 문제들을 해결합니다.
예를 들어, 팩토리 메소드 패턴이나 추상 팩토리 패턴에서는 생성해야하는 클래스에 대한 속성값이 많을때 아래와 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
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클라이언트 프로그램으로부터 팩토리 클래스로 많은 파라미터를 넘겨줄 때 타입, 순서 등에 대한 관리가 어려워져 에러가 발생할 확률이 높아집니다.
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경우에 따라 필요 없는 파라미터들에 대해서 팩토리 클래스에 일일이 null값을 넘겨줘야 합니다.
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생성해야 하는 sub class가 무거워지고 복잡해짐에 따라 팩토리 클래스 또한 복잡해집니다.
빌더 패턴은 이러한 문제들을 해결하기 위해
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별도의 Builder 클래스를 만들어 필수 값에 대해서는 생성자를 통해,
선택적인 값들에 대해서는 메소드를 통해 step-by-step으로 값을 입력받은 후에 -
build() 메소드를 통해 최종적으로 하나의 인스턴스를 리턴하는 방식입니다.
구현 방법
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빌더 클래스를 Static Nested Class로 생성합니다.
이때, 관례적으로 생성하고자 하는 클래스 이름 뒤에 Builder를 붙입니다. 예를 들어, Computer 클래스에 대한 빌더 클래스의 이름은 ComputerBuilder 라고 정의합니다. -
빌더 클래스의 생성자는 public으로 하며, 필수 값들에 대해 생성자의 파라미터로 받습니다.
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Optional한 멤버 변수들에 대해서는 각각의 변수마다 메소드로 제공하며, 이때 중요한 것은 메소드의 리턴 값이 빌더 객체 자신이어야 합니다.
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마지막 단계로, 빌더 클래스 내에 build() 메소드를 정의하여 클라이언트 프로그램에게 최종 생성된 결과물을 제공합니다.
이렇게 build() 메소드를 통해서만 객체 생성을 제공하기 때문에 생성 대상이 되는 클래스의 생성자는 private으로 정의하여야 합니다.
예제 코드
예제는 ComputerBuilder 클래스를 통해 Computer 클래스 객체를 생성하는 코드입니다.
public class Computer {
// 필수 변수
private String HDD;
private String RAM;
// Optional 변수
private boolean isGraphicCardEnabled;
private boolean isBluetoothEnabled;
public String getHDD() {
return HDD;
}
public String getRAM() {
return RAM;
}
public boolean isGraphicsCardEnabled() {
return isGraphicsCardEnabled;
}
public boolean isBluetoothEnabled() {
return isBluetoothEnabled;
}
private Computer(ComputerBuilder builder) {
this.HDD=builder.HDD;
this.RAM=builder.RAM;
this.isGraphicsCardEnabled=builder.isGraphicsCardEnabled;
this.isBluetoothEnabled=builder.isBluetoothEnabled;
}
//Builder Class
public static class ComputerBuilder{
// 필수 변수
private String HDD;
private String RAM;
// optional 변수
private boolean isGraphicsCardEnabled;
private boolean isBluetoothEnabled;
// 필수 변수는 builder 생성자를 통해서 받아줍니다.
public ComputerBuilder(String hdd, String ram){
this.HDD=hdd;
this.RAM=ram;
}
// Optional 변수는 각각 메소드를 통해서 받아줍니다.
public ComputerBuilder setGraphicsCardEnabled(boolean isGraphicsCardEnabled) {
this.isGraphicsCardEnabled = isGraphicsCardEnabled;
return this;
}
public ComputerBuilder setBluetoothEnabled(boolean isBluetoothEnabled) {
this.isBluetoothEnabled = isBluetoothEnabled;
return this;
}
// 최종적으로 build() 메소드를 통해 생성된 인스턴스르 반환합니다.
public Computer build(){
return new Computer(this);
}
}
}여기서 살펴볼 것은
- Computer 클래스가 setter 메소드 없이 getter 메소드만 가진다는 것과
- public 생성자가 없다는 것입니다.
- 그렇기 때문에 Computer 객체를 얻기 위해서는 오직 ComputerBuilder 클래스를 통해서만 가능합니다.
이제 이렇게 작성한 예제를 클라이언트에서 사용해보도록 하겠습니다.
public class TestBuilderPattern {
public static void main(String[] args) {
Computer comp = new Computer.ComputerBuilder("500 GB", "2 GB")
.setBluetoothEnabled(true)
.setGraphicsCardEnabled(true)
.build();
}
}보시는 것처럼 Computer 객체를 얻기 위해 ComputerBuilder 클래스를 사용하고 있으며
필수 값인 HDD와 RAM 속성에 대해서는 빌더 클래스의 생성자로 받고
Optional한 값인 BluetoothEnabled와 GraphicsCardEnabled에 대해서는 메소드를 통해 선택적으로 입력 받고 있습니다.
즉, BluetoothEnabled 값이 필요 없는 객체라면 setBluetoothEnabled() 메소드를 사용하지 않으면 됩니다.
