Design Pattern

1/8/2023

11/4/2024

2/13/2024, 2:15:44 AM

Design Pattern

Iterator Pattern

다양한 Collection을 일관적인 방법으로 순회할 수 있도록 함

uml-iterator

Java의 경우 ArrayList, Vector, LinkedList와 같은 컬렉션 클래스들은 java.util.Iterator를 구현하여 iterator() 메소드를 통해 iterator를 반환 해 준다.

일반 배열을 사용한 경우 Iterator 인터페이스를 구현한 Concrete Iterator를 만들어서 사용하면 된다.

Repository Pattern

도메인 로직에서 저장소에 접근하기 위해서 쿼리를 전송하는 것은 좋지 않다. 특정 데이터베이스에 종속된다. RDBMS도 MySQL, MsSQL, Oracle 다 쿼리 스펙이 다르다. 그래서 데이터 소스(DB)와 커뮤니케이션할 추상 레이어를 둔다. 데이터베이스의 변경 여지가 있기 때문에 추상화하기도 한다. MySQL -> MsSQL 전환, RDBMS -> NoSQL로의 전환도 언젠가 할지도 모른다.

물론 DB 전환을 염두하고 추상화하지 말라는 뉘앙스의 글도 있다: "Database Abstraction Layers Must Die!"라는 글을 읽고

아무튼. Repository Pattern은 데이터의 중앙화와 API의 일관성을 유지하고 중복 코드를 제거해 준다.

MSDN의 Repository Pattern을 번역한 글:
http://vandbt.tistory.com/27

개념적인 글이라서 코드가 있는 MSDN 글과 보면 좋다:
https://docs.microsoft.com/ko-kr/aspnet/mvc/overview/older-versions/getting-started-with-ef-5-using-mvc-4/implementing-the-repository-and-unit-of-work-patterns-in-an-asp-net-mvc-application

UnitOfWork 패턴까지 이어지는 글이다.

Repository Pattern에는 두 종류가 있다. Generic Repository와 Specific Repository

코드 중복을 제거하고 일관성 유지를 강조하는 Generic Repository와 유연성을 강조하는 Specific Repository.

Generic Repository vs. Specific Repository

https://stackoverflow.com/questions/1230571/advantage-of-creating-a-generic-repository-vs-specific-repository-for-each-obje

점수를 많이 받은 답은 Specific Repository를 더 선호한다. 그 이유는 아래와 같다.
모든 엔티티가 저장소를 가지는 것은 아니기 때문이다.
하지만 베이스 레포지토리 (abstract class)는 사용한다.
a repository is a part of the domain being modeled, and that domain is not generic. Not every entity can be deleted, not every entity can be added, not every entity has a repository

레포지토리는 모델링 되는 도메인의 일부분이며, 그 도메인은 generic 하지 않다. 모든 엔티티가 삭제되거나 추가되는 것이 아니며, 모든 엔티티가 레파지토리를 가지는 것은 아니다.

Generic Repository?

Repository를 규격화 한다.
Repository<User>, Repository<Comment> 처럼 Entity 클래스를 Generic Type으로 받는다.
장점으로 모든 Repository는 일관된 인터페이스를 가진다.

Specific Repository?

Repository를 테이블마다 구현한다.
- UserRepository, CommentRepository
CRUD 뿐만 아니라 테이블별 각각 다른 메소드를 구현할 수 있다.
- UserRepository.addUser, CommentRepository.deleteShortComment 처럼..
코드 양은 많아 지겠지만 Generic 보다 더 유연할 듯하다.

생각해 본 것들:

대표적으로 C#의 Entity Framework. 대부분 DB 프레임워크는 어노테이션을 이용한다.

public class Blog
{
    [Key]
    public int PrimaryTrackingKey { get; set; }
    public string Title { get; set; }
    public string BloggerName { get; set;}
    public virtual ICollection<Post> Posts { get; set; }
}

내가 위 코드를 동작케 한다면 다음과 같은 규칙을 가질 것이다:

프로퍼티 이름 = 테이블 컬럼 이름
[Key] 어노테이션은 Primary Key가 되는데, 데이터베이스 PK, Unique, Auto increment 속성을 가진다.
언어의 타입 int, string 등을 데이터베이스 타입에 적절히 매핑해야 함

만약 어노테이션을 사용하지 않고, 자바스크립트로 구현한다면?

프로퍼티 이름 = 테이블 컬럼 이름은 가능
PK가 될 컬럼(프로퍼티)는 어떻게?
타입은 어떻게 하나.

위 문제를 해결하기 위해서 static 변수에 pk, type 등 정보를 저장해야 할 거 같다.

Specific Repository를 구현한다면 어노테이션 없이도 복잡하지 않게 구현할 수 있을 거 같다.

각 메서드에서 쿼리를 만들 거고(쿼리 빌더를 쓰던간에), 어노테이션 없는 Entity 클래스도 만들 수 있다!

state pattern and state machine

공통점은 많은 상태들 사이에서 같은 이벤트가 발생했을 때 다음 상태로 전이하는 것이다.

다른 점은 어디에 집중하느냐 인데, state pattern은 이벤트에 따른 행동에, state machine은 상태 관리라고 생각한다.

state pattern

behavior의 구현에서 다음 상태를 결정하기 때문에, dynamic target 상태를 가진다.
OOP로 구현하면 각 상태에 해당하는 concrete class가 존재한다.
따라서 많은 상태와 행동이 있으면 관리하기 어렵다.

state machine

상태와 이벤트 조합으로 다음 상태(target)로 변화하는 transition을 한 곳에서 관리한다. 그래서 추적하기 쉽다.
OOP로 구현하면 모든 상태를 관리하는 state machine로 일반화 했기 때문에 좀 더 간단하다.
하지만 일반화 했기 때문에 이벤트마다 달라지는 부분을 구현하기에 까다롭다.

어디서 상태를 전이해야 할까?

Who defines state transitions in the state pattern? - StackOverflow

Who defines the state transitions? The State pattern does not specify which participant defines the criteria for state transitions.

누가 상태전이를 정의하는가? 상태 패턴은 누가 상태 전이를 정의하는지 기준을 지정하지 않는다.

If the criteria are fixed,then they can be implemented entirely in the Context. It is generally more flexible and appropriate, however, to let the State subclasses themselves specify their successor state and when to make the transition.

기준이 고정되어 있다면, Context에서 할 수 있고, 기준이 좀 더 유연하다면 상태의 Subclass에서 변경 할 상태와 언제 전이해야 하는지를 결정하는 것이 적합할 것이다.

This requires adding an interface to the Context that lets State objects set the Context's current state explicitly.

이것은 Context에 현재 상태를 명시적으로 변경할 수 있는 인터페이스를 추가해야 한다는 것을 의미한다.

Decentralizing the transition logic in this way makes it easy to modify or extend the logic by defining new State subclasses. A disadvantage of decentralization is that one State subclass will have knowledge of at least one other, which introduces implementation dependencies between subclasses.

후자(각 상태에서 결정하는 것)의 탈중앙화 방법은 새로운 상태를 통해 로직을 수정, 확장이 쉬운 이점을 가진다. 다만 단점은 하나의 상태가 다른 상태를 최소 하나는 알고 있어야 한다는 점.

상태 패턴, 상태 머신을 구현한 라이브러리

Spring Statemachine

https://docs.spring.io/spring-statemachine/docs/1.1.1.RELEASE/reference/htmlsingle/

스프링에서는 고정된 상태를 가진다. 스프링이 이런것을 구현했다는 점이 놀랍다.

다양한 케이스를 대응하기 위해서 많은 인터페이스를 가지고 있는 것이 눈에 띈다.

@Override
public void configure(StateMachineTransitionConfigurer<States, Events> transitions)
        throws Exception {
    transitions
        .withExternal()
            .source(States.SI).target(States.S1).event(Events.E1)
            .and()
        .withExternal()
            .source(States.S1).target(States.S2).event(Events.E2);

SI 상태(source)가 E1 이벤트를 만나면 S2 상태(target)이 된다.

Pytohn transitions

https://github.com/pytransitions/transitions

references

https://stackoverflow.com/questions/19859531/what-is-the-difference-between-a-state-machine-and-the-implementation-of-the-sta

답변자 말로는, state pattern은 분산된 구조이고, state machine은 모놀리틱 구조라 한다.

Strategy Pattern

refactoring.guru중에서:

콘텍스트 클래스에서 전략 객체에 대한 참조를 저장하기 위한 필드를 추가한 후, 해당 필드의 값을 대체하기 위한 세터를 제공하세요. 콘텍스트는 전략 인터페이스를 통해서만 전략 객체와 작동해야 합니다. 콘텍스트는 인터페이스를 정의할 수 있으며, 이 인터페이스는 전략이 콘텍스트의 데이터에 접근할 수 있도록 합니다.

전략 패턴을 설명하는 많은 예제들이 단순한 함수(전략)로 예제를 구성하면서 이런 부분이 잘 설명되지 않는다.

전략 객체는 context가 제공하는 메서드를 사용하여 context를 변경해야한다. 전략 객체의 메서드에서 파라미터로 받거나, 생성자로 받거나 할 필요가 없다.

MVC Pattern

Model - View - Controller Pattern.

MVC 패턴의 목적과 이점

MVC 패턴는 사용자 인터페이스와 시스템 로직을 분리하는 것을 목적으로 둔다.

분리함으로써 얻는 이점은 다른 환경에서 재사용 할 수 있는 코드가 생기는 것이다.

예를들어 C# 윈도우 어플리케이션에 종속되는 유저 인터페이스 관련 코드들과 시스템이 돌아가는데 필요한 코드(model)를 분리함으로써 다른 플랫폼으로 이식할 수 있다.

Compound Pattern

MVC 패턴은 다른 디자인 패턴으로 이루어진 컴파운드 패턴이다.

1. Observer Pattern

Model - View의 관계

유저 인터페이스와 시스템 로직을 분리할 수 있게 해주는 핵심 패턴으로 모델은 상태 변경이 일어나면 뷰에 상태 변경을 통보한다.

그러면 뷰는 모델에서 필요한 정보들을 가져와 사용자 화면을 업데이트 한다.

모델이 뷰에 통보할 때 상태 정보를 보내주는 push-model 보다 통보 후 뷰가 필요한 정보를 알아서 가져가는 pull-model이 더 선호된다.

2. Strategy Pattern

View - Controller의 관계

Controller는 View에 대한 Behavior가 된다.

같은 View라고 하더라도 Controller를 변경함으로써 다르게 실행되도록 할 수 있다.

따라서 View에 Concrete Controller가 아닌 Interface Controller를 제공한다.

3. Composite Pattern

View 내에서 Component들 간의 관계

일반적으로 사용자 인터페이스의 컴포넌트들은 컴포넌트 안에 컴포넌트로 표현한다.

이 컴포넌트들을 iterator를 통해 일관성있게 접근하여 업데이트 시킨다.

Decorator Pattern

클래스의 확장을 목적으로 사용하는 디자인 패턴이다. 일부 프로그래밍 언어는 final와 같은 키워드로 상속을 금지한다. 이렇게 상속할 수 없거나, 상속과 같이 정적으로 처리하는 대신 런타임 때 처리하고 싶다면 이 패턴을 사용한다.

wrapper라고도 부르는데, 확장하고자 하는 대상을 감싸서 구현하기 때문이다.

Kotlin Extensions

https://kotlinlang.org/docs/extensions.html

코틀린의 확장 함수는 기존 클래스에 새로운 함수를 추가할 수도 있지만, overloading도 가능하다. 코틀린 확장 함수 문서 중:

class Example {
    fun printFunctionType() { println("Class method") }
}

fun Example.printFunctionType(i: Int) { println("Extension function #$i") }

Example().printFunctionType(1)

이름 그대로 확장이 필요할 때 사용하는데, 때문에 확장 함수 문서에서 Decorator Pattern을 언급한다:

Kotlin provides the ability to extend a class or an interface with new functionality without having to inherit from the class or use design patterns such as Decorator.

데코레이터와 같은 디자인 패턴이나 상속 없이 클래스를 확장하거나 인터페이스에 새로운 기능을 추가할 수 있다.

데코레이터의 완전한 대체는 아니라고 생각되는게, 데코레이터는 확장 대상 클래스의 인터페이스를 구현하므로 시그니처가 같다. 그러나 확장 함수는 overriding이 불가능하다:

If a class has a member function, and an extension function is defined which has the same receiver type, the same name, and is applicable to given arguments, the member always wins.

동일한 리시버 타입, 동일한 이름, 인자를 받을 수 있다면 멤버가 항상 우선한다.

class Example {
    fun printFunctionType() { println("Class method") }
}

fun Example.printFunctionType() { println("Extension function") }

Example().printFunctionType()  // "Class method"

참조

refactoring.guru - 무료 공개 ebook