Facade Pattern

[Baemung]

Facade

Facade Pattern이란?

퍼사드란, 프랑스어 Façade 에서 유래된 단어로 "건물의 겉면" 을 의미한다.

퍼사드 패턴의 목적은 복잡한 서브시스템(내부 구조) 을 거대한 클래스(외벽) 로 감싸서 편리한 인터페이스를 제공해주는 것이다.
이 퍼사드 패턴은 제 3의 API(Third Party API)같은 외부 라이브러리를 추상화 하는데도 사용되기도 한다.

클라이언트는 퍼사드에서 고수준 인터페이스를 정의하기 때문에 서브시스템을 더 쉽게 사용할 수 있고 오직 퍼사드만 알아도 되므로 서브시스템에 의존하지 않을 수 있게 된다.

Facade Pattern 예시

전자레인지를 예시로 퍼사드 패턴을 설명해보려고 한다.

전자레인지를 작동시키는 방법은 전원을 연결시키고 타이머를 설정하고 버튼을 눌러 작동 시킬 수 있다.

우리가 전자레인지를 사용하기 위해서는 전자레인지가 동작하는 원리라던가, 복잡한 내부구조에 대해서는 굳이 알 필요가 없다.

이런것이 일종의 전자레인지 퍼사드라고 이해해도 좋을 것 같다

전자레인지의 내부 구성

• 스위치 : 전원을 키고 끔
• 쿨러 : 전자레인지를 식혀줌
• 턴테이블 : 회전시킴
• 마그네트론 : 마이크로파를 발생시킴
• 타이머 : 일정 시간동안 전자레인지를 작동시킴

MicrowaveSwitch.java

public interfaces MicrowaveSwitch{
public void on();
public void off();
}

MicrowaveCooler.java

public class MicrowaveCooler implements MicrowaveSwitch {
@Override
public void on() {
System.out.println("Cooler Start");
}

@Override
public void off() {
    System.out.println("Cooler Stop");
}

}

> MicrowaveTurntable.java
```java
public class MicrowaveTurntable implements MicrowaveSwitch{
    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Turntable Start");
    }

    @Override
    public void off() {
        System.out.println("Turntable Stop");
    }
}

MicrowaveMagnetron.java

public class MicrowaveMagnetron implements MicrowaveSwitch {
@Override
public void on() {
System.out.println("Magnetron Start");
}

@Override
public void off() {
    System.out.println("Magnetron Stop");
}

}

> MicrowaveTimer.java
```java
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;

public class MicrowaveTimer implements MicrowaveSwitch{
    public static long TIME_INTERVAL = 1000;
    private final int EXPIRED_TIME;
    private Timer timer;
    private TimerTask task;
    MicrowaveFacade microwave;
    int count = 0;

    public MicrowaveTimer(int sec, MicrowaveFacade microwave) {
        super();
        this.EXPIRED_TIME = sec;
        this.count = EXPIRED_TIME;
        this.microwave = microwave;
        timer = new Timer();
        task = new TimerTask() {
            @Override
            public void run() {
                if(count > 0) System.out.println("Timer : " + (count--) + " sec");
                else {
                    System.out.println("Timer End");
                    timer.cancel();
                    microwave.off();
                }
            }
        };
    }

    @Override
    public void on() {
        System.out.println("Timer Start" );
        timer.schedule(task, 0, TIME_INTERVAL);
    }

    @Override
    public void off() {
        timer.cancel();
    }
}

만약 우리가 전자레인지를 퍼사드 패턴을 쓰지 않고 작동시킨다면, 우리는 직접 모든 내부 장치들의 스위치를 키고 꺼야한다.

먼저 쿨러를 키고, 마그네트론을 키고 턴테이블을 돌린 다음에 타이머를 켜서 원하는 시간만큼 작동시킨다. 그리고 작동이 끝나거나 정지시키려면 역순으로 하나씩 모두 직접 스위치를 내려 꺼야한다.

하지만 아래와 같이 우리가 일상에서 사용하는 전자레인지는 아래와 같이 퍼사드 패턴을 적용시켜서 내부 구조를 알지 못해도 그냥 버튼을 하나만 눌러도 전자레인지의 온전한 기능을 모두 누릴 수 있게된다.

그리고 각각의 부품을 다른 부품으로 교체(700와트 -> 1000와트)하여도 사용자들은 바뀐 부품에 따라 다르게 전자레인지를 작동시키는 것이 아닌 예전과 동일하게 전자레인지를 사용할 수 있기 때문에 퍼사드 패턴을 적용하면 클라이언트가 서브시스템에 의존하지 않을 수 있게 된다는 것이다.

MicrowaveFacade.java

public class MicrowaveFacade {
MicrowaveCooler cooler;
MicrowaveMagnetron magnetron;
MicrowaveTimer timer;
MicrowaveTurntable turntable;
MicrowaveSwitch[] switches;
boolean isActive = false;

public MicrowaveFacade(MicrowaveCooler cooler, MicrowaveMagnetron magnetron, MicrowaveTimer timer, MicrowaveTurntable turntable) {
    super();
    this.cooler = cooler;
    this.turntable = turntable;
    this.magnetron = magnetron;
    this.timer = timer;
    switches = new MicrowaveSwitch[]{cooler, turntable,  magnetron, timer};
}

public MicrowaveFacade(int time) {
    super();
    cooler = new MicrowaveCooler();
    turntable = new MicrowaveTurntable();
    magnetron = new MicrowaveMagnetron();
    timer = new MicrowaveTimer(time, this);
    switches = new MicrowaveSwitch[]{cooler, turntable,  magnetron, timer};
}

public void on() {
    System.out.println("Microwave On");
    for(int i=0; i<switches.length; ++i) {
        switches[i].on();
    }
    isActive = true;
}

public void off() {
    for(int i=switches.length-1; i>=0; i--) {
        switches[i].off();
    }
    System.out.println("Microwave Off");
    isActive = false;
}

}

> MicrowaveTest.java
```java
public class MicrowaveTest {
    public static void main(String[] args) {
        MicrowaveFacade microwave = new MicrowaveFacade(10);
        microwave.on();
    }
}

위 코드를 테스트 해보면, 그냥 전자레인지 타이머를 10초 설정을 하고 그냥 on 하기만 하면 아래와 같은 결과를 확인할 수 있다.

---

위 클래스 다이어그램과 같이 전자레인지를 사용하는 MicrowaveTest(User) 클래스에서는 전자레인지의 내부 부품들이 MicrowaveFacade 클래스에 감싸져 있지만 제공되는 인터페이스(on, off 버튼 등..)를 통해 간편하게 사용할 수 있다.

사용용도

• 퍼사드 패턴은 퍼사드 클래스가 서브시스템 클래스들을 캡슐화를 해주는 기능을 제공하는 것 보다, 서브시스템 기능들을 편리하게 사용할 수 있는 인터페이스를 제공하는 것이 주된 목적이다.
• 클라이언트와 구현 클래스 또는 서브시스템과 다른 서브시스템간에 의존관계가 많을 경우 이를 감소시켜 각 서브시스템들의 독립성과 이식성을 높이는것을 목적으로 사용한다.

장단점

장점

• 클라이언트가 다뤄야 할 객체의 수를 줄여준다.
• 클라이언트와 서브시스템 간의 결합도가 높아 복잡할 때 퍼사드 패턴을 활용하면 간편해진다.

단점

• 클라이언트에게 내부 서브시스템까지 숨길 수는 없다.
• 클라이언트가 서브시스템 내부의 클래스를 직접 사용하는 것을 막을 수 없다.