[4주차] Design pattern

<1. Design pattern 이란>

디자인 패턴이란 기존 환경 내에서 반복적으로 일어나는 문제들을 어떻게 풀어나갈 것인가에 대한 일종의 솔루션 같은 것이다. 디자인 패턴 계의 교과서로 불리는 [GoF의 디자인패턴]에서는 객체지향적 디자인 패턴의 카테고리를 "생성 패턴(Creational Pattern)", "구조 패턴(Structural Pattern)", "행동 패턴(Behavioral Pattern)" 3가지로 구분하고 있다.	생성 패턴(Creational Pattern)	구조 패턴(Structural Pattern)
Singleton	Adapter	Command
Abstract Factory	Composite	Interpreter
Factory Method	Decorator	Iterator
Builder	Facade	Mediator
Prototype	Flyweight	Memento
Proxy	Observer
State
Strategy
Template Method

<2.많이 쓰는 Design pattern>

[생성 패턴(Creational Pattern)]

1) 싱글톤 패턴(singleton)

어떤 클래스가 오직 하나의 객체만을 갖도록 하며, 프로그램 전반에 걸쳐 그객체 하나만 사용되도록 보장해야함.

코드 예제

public class Restaurant{
private static Restaurant _instance=null;
protected  Restaurant() { . . . }
public static Restaurant getInstance() {
     if(_instance==null){
               _instance = new Restaurant();
      }
      return _instance;
}
}

2) 팩터리메서드(factory method) 어떤 클래스의 객체를 생성하기 위한 인터페이스를 제공하되, 하위 클래스에서 어떤 클래스를 생성할지 결정할 수 있도록 도와줌.

코드 예제

public class CardGame {
  public static CardGame createCardGame (GameType type) {
         if(type == GameType.Poker) {
                       return new PokerGame();
         } else if ( type == GameType.BlackJack) {
                       return new BlackJackGame();
          }
         return null;
      }
}

3) 추상팩토리패턴(Abstract Factory) 객체를 생성할 때 객체를 구성하는 부분을 추상화하여 여러 서브클래스가 상속을 통해 구현하여 구성하는 부분을 동일하게 유지하는 방법.

패턴이 유용한 경우
- 추상 팩토리 클래스 패턴은 기존 팩토리 패턴의 if-else 로직에서 벗어날 수 있게 해준다.
- 여러 제품군 중 사용할 제품군을 쉽게 선택할 수 있도록 만들고 싶을때
- 추상 팩토리 클래스 패턴은 확장에 매우 용의한 패턴으로 쉽게 다른 서브 클래스들을 확장할 수 있다.

4) 빌더 패턴(Builder) 복잡한 객체의 생성을 표현으로 부터 분리시키는 것

<3.스프링에서 사용하는 Design pattern>

1. Singleton pattern

Singleton pattern은 어플리케이션당 오직 하나의 인스턴스만 존재하도록 보장해주는 패턴입니다. 공유 자원을 관리하거나 cross-cutting services(e.g. logging)를 제공할 때 유용합니다.

1-1) Singleton Beans 일반적으로 Singleton Object는 어플리케이션에서 글로벌하게 유일해야하지만, Spring에서는 이러한 제약이 완화됩니다.
Spring에서는 하나의 Spring IoC Container 당 하나의 Singleton Object를 갖도록 제한합니다. 실제로 이것은 Spring Framework가 하나의 Application Context당 하나의 Bean을 생성하는 것을 의미합니다.
1-2) Autowired Singletons 기본적으로, Spring Framework는 모든 Bean들을 Singleton으로 생성합니다. 예를 들어, 단일 Application Context 내에서 두 Controller를 생성하고, 같은 타입의 Bean을 각각에 주입할 수 있다.

코드 예제

@RestController
public class LibraryController {

@Autowired
private BookRepository repository;

@GetMapping("/count")
public Long findCount() {
    System.out.println(repository);
    return repository.count();
}
}

2. Factory Method pattern

Factory Method pattern은 원하는 객체를 생성하기 위한 추상 메서드가 있는 팩토리 클래스를 생성한다. 종종 우리는 특정 컨텍스트를 기반으로 다른 객체를 생성한다. 2-1) Application Context Spring Framework는 이 기술을 Dependency Injection(DI)에서 사용한다. 기본적으로, Spring Framework는 Bean Container를 Bean을 생성하는 Factory로 취급한다. 따라서, Spring Framework는 BeanFactory Interface를 Bean Container의 추상화로 정의한다.

코드 예제
```
public interface BeanFactory {
getBean(Class<T> requiredType);
getBean(Class<T> requiredType, Object... args);
getBean(String name);
// ...
}
```
2-2) External Configuration Factory Method pattern은 Application의 동작을 외부 설정에 맞게 변경할 수 있기 때문에 다양하게 사용 가능합니다.

3. Proxy pattern

Proxy pattern은 한 객체(proxy)가 다른 객체(subject or service)로의 접근을 제어하도록 하는 기술이다. 일반적으로, Spring에서는 두 가지 타입의 Proxy를 사용합니다

CGLib Proxy - Class들을 프록싱 할 때 사용
JDK Dynamic Proxy - Interface들을 프록싱할 때 사용 3-1. Transactions0 Proxy를 생성하기 위해 Subject와 동일한 Interface를 구현하고 Subject에 대한 참조를 포함하는 객체를 생성한다. 이로써 Subject 대신 Proxy를 사용할 수 있게 된다.

코드 예제


@Service
public class BookManager {
@Autowired
private BookRepository repository;
@Transactional
public Book create(String author) {
    System.out.println(repository.getClass().getName());
    return repository.create(author);
}
}

3-2. CGLib Proxies
CGLib Proxies는 Spring Framework가 BookRepository를 감싸고 Bean들에게 create(...) 메서드를 원자적으로 실행하도록 
지시하는 Proxy를 생성한다.
![image](https://github.com/ParansaikStudy/LDK-SpringBase/assets/91397068/2be8bccf-5b6f-4af5-a739-37c29dce5147)

4. Template pattern
다수의 프레임워크에는 상당량의 코드가 boilerplate code입니다.
예를 들어, DB에서 쿼리를 실행하기 위해선 다음 단계들이 필수적입니다.
1. Connection 생성
2. 쿼리 실행
3. cleanup 실행
4. Connection 종료
4-1)  Templates & Callbacks
- 코드 예제

public abstract DatabaseQuery { public void execute() { Connection connection = createConnection(); executeQuery(connection); closeConnection(connection); } protected Connection createConnection() { // Connect to database... } protected void closeConnection(Connection connection) { // Close connection... } protected abstract void executeQuery(Connection connection); }

![image](https://github.com/ParansaikStudy/LDK-SpringBase/assets/91397068/d8d469be-0473-4c96-96e5-0e63f6a26644)

4-2)  JdbcTemplate
- JdbcTemplate class는 query(String, ResultSetExtractor) 메서드를 제공한다. 
- 코드 예제

public class JdbcTemplate { public T query(final String sql, final ResultSetExtractor rse) throws DataAccessException { // Execute query... } // Other methods... }

- ResultSetExtractor는 ResultSet객체를 T타입의 도메인 객체로 변환해준다.
- 코드 예제

@FunctionalInterface public interface ResultSetExtractor { T extractData(ResultSet rs) throws SQLException, DataAccessException; }

- Spring framework는 보다 구체적인 Callback interface를 생성해 boilerplate code를 더욱 줄인다.
예를 들어, RowMapper interface는 단일행의 SQL 데이터를 T 타입의 도메인객체로 변환하는데 사용된다. 
- 코드 예제

@FunctionalInterface public interface RowMapper { T mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException; }

- RowMapper interface를 예상되는 ResultSetExtractor에 적용하기 위해 Spring framework는 
  RowMapperResultSetExtractor class를 생성한다.
- 코드 예제

public class JdbcTemplate { public List query(String sql, RowMapper rowMapper) throws DataAccessException { return result(query(sql, new RowMapperResultSetExtractor<>(rowMapper))); } // Other methods... }

- row들을 반복하며 전체 ResultSet 객체를 전환하는 로직을 제공하는 대신, 단일행을 변환하는 방법에 대한 로직을 
  제공할 수 있다.
- 코드 예제

public class BookRowMapper implements RowMapper { @Override public Book mapRow(ResultSet rs, int rowNum) throws SQLException { Book book = new Book(); book.setId(rs.getLong("id")); book.setTitle(rs.getString("title")); book.setAuthor(rs.getString("author")); return book; } }


※ 참고자료: https://loginfo.tistory.com/2

ParansaikStudy / LDK-SpringBase