[자바, Java] 디자인 패턴 - 팩토리 메서드 (Factory Method)

팩토리 메서드 패턴???

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난 디자인 패턴이라는 개념이 굉장히 생소했다.

‘코딩을 하는데 무슨 디자인까지 필요한가…?’ 라는 어처구니 없는 생각을 가지고 있었다.

그럴만 한게, 국비지원 학원같은 곳은 절대 그런 깊은 개념은 알려주지 않는다.

그 학원들을 까는건 아니다.

6개월이란 시간제한이 있기에 어차피 그러한 개념들까지 가르치는 것은 불가능하다.

물론, 그렇기 때문에 국비학원 출신의 개발자들이 질이 안좋은 코딩을 할 수밖에 없지만 말이다.

디자인 패턴에 대해 공부를 하기 시작했는데 가장 익숙한 패턴들부터 공부해보려고 한다.

오늘은 팩토리 메서드 패턴에 대해 공부했는데 간단히 정리해보자.


1. 팩토리 메서드 패턴이란??

  • 객체 생성의 역할을 하는 클래스 메서드이다.

    • 즉, 객체를 생성하는 역할을 분리하겠다는 취지가 담겨있다.

  • 자바에서 실제로 구현되어있는 코드를 보자 - Calendar 클래스

    • public abstract class Calendar implements Serializable, Cloneable, Comparable<Calendar> {
        
    ...
        
	private static Calendar createCalendar(TimeZone zone,
                                           Locale aLocale)
    {
        CalendarProvider provider =
            LocaleProviderAdapter.getAdapter(CalendarProvider.class, aLocale)
                                 .getCalendarProvider();
        if (provider != null) {
            try {
                return provider.getInstance(zone, aLocale);
            } catch (IllegalArgumentException iae) {
                    
            }
        }
    
        Calendar cal = null;
    
        // 이 부분이 팩토리 메서드의 핵심 부분이라 볼 수 있다.
        if (aLocale.hasExtensions()) {
            String caltype = aLocale.getUnicodeLocaleType("ca");
            if (caltype != null) {
                switch (caltype) {
                case "buddhist":
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "japanese":
                    cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                case "gregory":
                    cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
                    break;
                }
            }
        }
        if (cal == null) {
            if (aLocale.getLanguage() == "th" && aLocale.getCountry() == "TH") {
                cal = new BuddhistCalendar(zone, aLocale);
            } else if (aLocale.getVariant() == "JP" && aLocale.getLanguage() == "ja"
                       && aLocale.getCountry() == "JP") {
                cal = new JapaneseImperialCalendar(zone, aLocale);
            } else {
                cal = new GregorianCalendar(zone, aLocale);
            }
        }
        return cal;
    }
        
    ...
        
}
      • 이처럼 직접적으로 생성자를 통해 객체를 생성하는 것이 아닌 메서드를 통해서 객체를 생성하는 것을 ‘팩토리 메서드 패턴’이라고 한다.


2. 생성자가 있는데 왜 굳이 팩토리 메서드 패턴을 쓸까??

  • 팩토리 메서드의 많은 장점들이 있겠지만, 내가 프로그래밍을 하면서 직접적으로 느낀점을 정리해보려고 한다.
    1. 유연한 인스턴스 생성 : 생성 과정이 복잡한 인스턴스를 생성하기 용이하다.
      • 인스턴스를 생성할 때 필요한 과정과 자원들을 이용해서 인스턴스를 생성해주는 로직을 팩토리에 맡길 수 있다.
      • 가령, 중복되는 과정은 다른 팩토리로 빼거나 여러가지 자원을 조합해서 인스턴스를 생성하는 것 등등 팩토리의 역할을 심화시킬 수 있다.
    2. OCP (개방폐쇄의 원칙) : 변경엔 닫혀있고 확장엔 열려있는 객체지향 원칙이 실현된다.
      • 직접적으로 생성자를 통해 객체 생성을 하게 되면, 새로운 제품이 추가 될 때마다 객체 생성을 해줘야 하기에 코드 변경이 불가피하다.
      • 하지만 팩토리 메서드 패턴을 구현하게 되면, 자연스럽게 인터페이스를 쓰게 된다.
      • 다른 제품이 추가될 때, 팩토리 메서드에 객체 생성 조건 한 줄 추가되는 것 외의 다른 부분에서 변경이 전혀 없다.
        • 유지보수성이 뛰어나다.
      • 그리고 인터페이스를 통해 새로운 제품을 확장만 하면 된다.
    3. SRP (단일책임의 원칙) : 객체를 생성하는 책임을 하나의 클래스에 부여함으로써 가독성, 유지보수성이 좋아진다.
      • 책임을 최대한 나눌수록 디버깅하기 쉬워진다.
    4. 객체 생성을 캡슐화 할 수 있다.
      • 어떤 객체가 생성되는지, 객체가 어떻게 생성되는지 등등을 은닉할 수 있다.
    5. 이름을 부여할 수 있다.
      • 팩토리 메서드의 이름을 통해 어떤 종류의 객체 생성 메서드인지 알고 사용할 수 있다.


3. 팩토리 메서드 구현방법 2가지

  1. Factory 클래스와 Product 클래스 둘 다 확장을 하는 방식의 팩토리 패턴

    • Product 생성의 책임을 갖는 Factory 영역과 제품 그 자체인 Product 영역, 두 영역 전부 인터페이스를 두고 제품을 확장해나가는 형식이다.

      • 그리고 고객 입장에서 각 제품의 Factory 를 통해서 제품을 제공받는다.

    • 다이어그램으로 구조를 살펴보면 좀 더 이해가 갈 것이다.

      • factory_method_img01


    • 예제

      • // 고객 입장에서 제품을 주문하고, 완성된 제품을 받는 곳.
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        printHouseInform(new WhiteHouseFactory());
    }
           
    private static void printHouseInform(HouseFactory houseFactory) {
        System.out.println(houseFactory.create());
    }
}
       
// 출력 결과
// House{name='WhiteHouse', color='white'}

      • // Factory 영역의 인터페이스
public interface HouseFactory {
    House create();
}
       
// Product 영역의 인터페이스 역할을 맡은 부모 클래스
public class House {
    private String name;
    private String color;
           
    public House(String name, String color) {
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
           
    @Override
    public String toString() {
        return "House{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }
}

      • // 화이트 색상의 집을 만드는 Factory
public class WhiteHouseFactory implements HouseFactory {
    @Override
    public House create() {
        return new WhiteHouse();
    }
}
       
// 화이트 색상의 집 (Product)
public class WhiteHouse extends House {
    public WhiteHouse() {
        super("WhiteHouse", "white");
    }
}


      • 팩토리 메서드의 가치는, 현 상태에서 블랙 색상의 집을 추가제작 (확장) 하려고 할 때, Client 의 주문부분만 제외하고 변경하는 코드가 일절 없다.

        • 개방폐쇄의 원칙이 지켜지는 모습이다.

        • public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        printHouseInform(new WhiteHouseFactory());
        printHouseInform(new BlackHouseFactory()); // 새로운 제품을 제작 요청하는 한 줄 추가
    }
             
    private static void printHouseInform(HouseFactory houseFactory) {
        System.out.println(houseFactory.create());
    }
}
         
// 출력 결과
// House{name='WhiteHouse', color='white'}
// House{name='BlakHouse', color='black'}

        • // 블랙 색상의 집을 만드는 Factory
public class BlackHouseFactory implements HouseFactory {
    @Override
    public House create() {
        return new BlackHouse();
    }
}
         
// 블랙 색상의 집 (Product)
public class BlackHouse extends House{
    public BlackHouse() {
        super("BlakHouse", "black");
    }
}
        • 기존 코드를 변경하지 않고, 확장함으로써 새로운 제품이 추가된 모습을 볼 수 있다.


  2. 사용자로부터 입력받은 문자열 즉, 매개변수의 값에 따라 각기 다른 객체를 생성하는 팩토리 패턴

    • 심플 팩토리 메서드 패턴 (Simple Factory Method Pattern) 라고도 부른다.

      • 1번 패턴과는 다르게, 팩토리 영역은 확장하지 않는 더 단순화된 패턴이다.

    • 다이어그램

      • factory_method_img01
      • 1번 예제와 다르게 Factory 영역을 팩토리 메서드 하나로 관리하는 모습을 볼 수 있다.


    • 예제

      • // 고객 입장에서 제품을 주문하고, 완성된 제품을 받는 곳.
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        printHouseInform(HouseFactory.from("WhiteHouse"));
    }
           
    private static void printHouseInform(House house) {
        System.out.println(house);
    }
}
       
// 출력 결과
// House{name='WhiteHouse', color='white'}

      • // 팩토리 메서드
public class HouseFactory {
    public static House from(String houseName) throws IllegalArgumentException{
        if (houseName.equals("WhiteHouse")) {
            return new WhiteHouse();
        }
               
        throw new IllegalArgumentException("해당 제품이 존재하지 않습니다.");
    }
}

      • // Product 영역의 인터페이스 역할을 맡은 부모 클래스
public class House {
    private String name;
    private String color;
           
    public House(String name, String color) {
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
           
    @Override
    public String toString() {
        return "House{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }
}
       
// 화이트 색상의 집 (Product)
public class WhiteHouse extends House {
    public WhiteHouse() {
        super("WhiteHouse", "white");
    }
}


      • 여기서 추가 제품을 확장하고 싶을 땐, 팩토리 메서드의 조건 하나와 클라이언트의 주문부분 한 줄이 추가되는 것 외엔 변경되는 코드는 없다.

        • public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        printHouseInform(HouseFactory.from("WhiteHouse"));
        printHouseInform(HouseFactory.from("BlackHouse")); // 새로운 제품을 주문하기 위해 한 줄 추가
    }
             
    private static void printHouseInform(House house) {
        System.out.println(house);
    }
}
         
// 출력 결과
// House{name='WhiteHouse', color='white'}
// House{name='BlackHouse', color='black'}

        • // 팩토리 메서드
public class HouseFactory {
    public static House from(String houseName) throws IllegalArgumentException{
        if (houseName.equals("WhiteHouse")) {
            return new WhiteHouse();
        }
                 
        if (houseName.equals("BlackHouse")) { // 새로운 제품 생성을 위한 조건식 하나 추가
            return new BlackHouse();
        }
                 
        throw new IllegalArgumentException("해당 제품이 존재하지 않습니다.");
    }
}
         
         
// 블랙 색상의 집 (Product)
public class BlackHouse extends House {
    public BlackHouse() {
        super("BlackHouse", "black");
    }
}


        • 새로운 제품이 추가될 때마다, 팩토리 메서드만 신경써주고 그 외엔 확장만 해주면 되기에 유지보수에 굉장히 용이하다.


Reference




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