헤드 퍼스트 디자인 패턴

 

디자인 패턴을 생성 패턴, 행동 패턴, 구조 패턴으로 구분해서 생각해 보아야 한다. 

 

https://post.naver.com/viewer/postView.naver?volumeNo=33471967&memberNo=25379965&vType=VERTICAL

 

 

2022.11.05(토)

챕터 1 - Strategy Pattern (전략 패턴)

자바 인터페이스는 구현부가 없기 때문에 코드를 재활용할 수 없다.

(Java interfaces have no implementation code, so no code reuse)

-> 즉, 행동을 수정하려면 행동이 정의된 자식클래스 또한 다 수정해야 한다. 

 

디자인 원칙의 기본은 변화하는 것과 변하지 않는 것을 구분하는 것이다. 

또 다른 원칙은 구현이 아닌 인터페이스를 프로그램하는 것이다.

(program to an interface, in other words, program to a supertype)

 

Composition이 inheritance보다 낫다.

(Favor composition over inheritance)

- 런타임에 행위(behavior) 변경 

 

JDK에서 사용된 전략패턴

- Comparator<T>

 

// TODO

전략 패턴을 익명/람다 함수로 어떻게 구현이 가능한지?

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2022.11.12(토)

챕터 2 - Observer Pattern (옵서버 패턴)

 

신문을 구독하면 구독자는 구독하는 동안 신문사로 부터 새로운 신문을 계속 받는다.

Observer 패턴에서는 신문사를 subject, 구독자를 observers로 부른다. 

 

일대다 의존성. 한 개의 subject가 데이터 관리. 낮은 결합도.

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2022.11. 26(토)

챕터 3 - Decorator Pattern (데코레이터 패턴)

 

클래스는 확장에는 열려있어야 하지만 변경에는 닫혀 있어야 한다(OCP).

 

합성과 위임을 통해 런타임에 새로운 행동을 추가할 수 있다. 

데코레이터 패턴은 메소드 호출 전/후에 새로운 기능을 추가함으로써 클래스 변경을 가능하게 한다. 

 

java.io 패키지의 대다수는 데코레이터 패턴을 기반으로 작성됨. 

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2022.12.03(토)

챕터 4 - Factory Pattern (팩토리 패턴)

추상 팩토리

- 합성을 통해 객체를 만듦

 

팩토리 메소드 : Dependency Injection을 가능하게 해 줌.

- abstract Product factoryMethod(String type)

- 인터페이스로 생성할 객체를 정의하고, 서브클래스가 어떤 클래스를 생성할 건지 정함

- high-level 모듈과 low-level 모듈 모두 추상화된 클래스에 의존함. 

 

 

// TODO

다시 읽고.. 코드 확인해 보기

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2022.12.10(토)

챕터 5 - Singleton Pattern (싱글턴 패턴)

클래스가 단 한 개의 인스턴스만 갖는 것을 보장하고 전역에서 접근할 수 있게 해 준다.

 

One of a Kind Objects

단 한 개만 필요한 객체 예: thread pool, caches, dialog boxes, preferences/registry settings를 관리하는 객체, 로깅 객체 등

-> 이런 객체들을 여러 개 생성하면 자원이 필요이상으로 많이 사용되던가, 일관적이지 않은 결과 등의 문제가 생길 수 있다. 

public MyClass {
	public static MyClass getInstance() {
    }
}

여기서 MyClass의 static 메소드인 getInstance는 Class 메소드이기도 하다. 

즉, 해당 메소드를 사용하려면 클래스 이름을 사용해서 static method를 참조해야 한다. 

이렇게 => MyClass.getInstance();

 

public MyClass {
	private MyClass() {}
    	public static MyClass getInstance() {
    		return new MyClass();
    }
}

장점: lazy instantiation

문제점 : 멀티스레드에서 인스턴스가 여러 개 생길 수 있음 -> synchronized 키워드를 추가함으로써 메소드가 끝날 때까지 기다리도록 강제함. -> 사실 처음 인스턴스 생성할 때가 아니면 synchronize 할 필요가 없음 

해결책: 

1. 아무것도 하지 않는다. 그냥 synchronize the getInstance() method 사용.

2. lazy instantiation에서 eager instantiation으로 바꾼다. JVM이 클래스가 loaded 될 때 인스턴스 생성. 

3. double-checked locking 사용. 인스턴스가 있는지 확인하고 아닐 경우 synchronize 한다. -> 처음 생성할 때만 synchronize 사용할 수 있음 -> 오버헤드를 줄일 수 있다. 

 

best solution : enum을 사용해서 싱글톤을 만듦. 

- synchronization, class loading issues, reflection, serialization/deserialization 이슈들이 enum을 사용해서 싱글톤을 생성하면 해결됨. 

 

// TODO

왜 synchronize the getInstance() method를 expensive 하다고 하는 걸까? (성능을 저하시킴)

- synchoronized method는 오버헤드가 있다. 프로그램을 느리게 만들 수 있는데 concurrency(동시성)을 제한한다. 그리고 deadlock을 야기시킬 수 있다. 

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2022.12.17(토)

챕터 6 - Command Pattern (커맨트 패턴)

요청을 객체로 캡슐화한다.  -> 객체를 매개변수화 가능. 요청을 큐에 저장하거나 로그로 기록하는 게 가능. 작업 취소 기능을 지원해서 문서 작업 만드는 프로그램에서 command pattern을 사용. ctrl + z 할 때?

 

execute() 메소드는 action 하고 receiver를 포함함. 

 

커맨드 패턴은 요청의 invoker랑 receiver를 decoupling 해줌. 

 

리모트 컨트롤이 invoker 역할을 함. -> 리모컨을 누르면 execute() 메소드가 해당하는 커맨드를 호출함.  

 

// TODO

다시 공부하기

람다식 활용 방법 (커맨드 인터페이스에 단 하나의 abstract method만 있을 때 사용 가능)

-> 샘이라고 함. Single Abstract Method

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2022.12.24(토)

챕터 7 - Adapter and Facade Patterns (어댑터 패턴과 퍼사드 패턴)

어댑터 패턴

어댑터처럼 인터페이스를 호환해서 사용할 수 있게 해 줌

 

퍼사드 패턴

다른 클래스들의 복잡한 집합에 대한 단순화된 인터페이스 제공

 

Law of Demeter = Principle of Least Knowledge 

 

 

챕터 8 - Template Method Pattern (템플릿 메소드 패턴)

알고리즘의 단계를 정의하고 자식클래스가 한 개 또는 여러 개의 단계를 알고리즘의 구조 변경 없이 재정의하여 구현할 수 있도록 함

 

추상클래스에 정의된 훅은 자식 클래스가 오버라이드 해도 되고 안 해도 됨. 옵셔널임

 

템플릿 메소드를 사용한 sort() - Java Arrays class

 

전략 패턴과 템플릿 메소드 모두 알고리즘을 캡슐화하지만,

전략 패턴은 합성을 사용하고 템플릿 메소드는 상속을 사용한다. 

 

// TODO

Factory Method is a specialization of Template Method.

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2022.12.31(토)

챕터 9 - Iterator and Composite Patterns (반복자 패턴과 컴포지트 패턴)

반복자 패턴 (행동)

- 컬렉션 요소들의 기본 표현(리스트, 스택, 트리 등)을 노출하지 않고 그들을 하나씩 순회할 수 있도록 하는 행동 디자인 패턴 -> 컬렉션의 순회 동작을 반복자라는 별도의 객체로 추출

- 단일 책임을 가질 수 있게 함

- 향상된 for 문은 iterable interface를 사용 (hasNext(), next() 사용 안 해도 됨)

 

컴포지트 패턴 (구조)

- 트리와 같은 객체 구조를 구현할 때 사용

- 개별 객체와 복합 객체를 모두 동일하게 다룰 수 있도록 함

 

챕터 10 - State Pattern (상태 패턴)

상태 패턴 (행동)

- 객체의 내부 상태가 변경될 때 해당 객체가 행동을 변경할 수 있도록 함

- 객체가 행동을 변경할 때 객체가 클래스를 변경한 것처럼 보일 수 있음

- 전략 패턴과 비슷함. (단, 전략패턴은 서브클래스의 대안이고, 상태 패턴은 조건절의 대안으로 볼 수 있음)

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2023.01.07(토)

챕터 11 - Proxy Pattern (프록시 패턴)

프록시 패턴 (구조)

- RMI(Remote Method Invocation)

RMI는 서버와 클라이언트로 구성됨. 

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/rmi/overview.html

프록시는 다른 객체에 대한 대체 또는 자리표시자를 제공할 수 있는 구조 디자인 패턴

객체에 대한 접근 제어. 클래스의 메인 로직 이전이나 이후에 무언가를 실행해야 하는 경우 프록시는 해당 클래스를 변경하지 않고 수행할 수 있게 함. 

 

// TODO

직렬화 공부하기

RMI 및 프록시 패턴 다시 공부하기

자바 리플렉션, getClass(), getClassLoader()

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2023.01.14(토)

챕터 12 - Compound Patterns (복합 패턴)

복합 패턴 : 2개 이상의 패턴을 복합해서 문제를 해결함. 

Model-View-Controller

model: Observer 패턴을 사용해 views랑 controllers에게 변경된 사항을 업데이트해 줌

view & controller:  전략(strategy) 패턴을 사용함. 컨트롤러는 뷰의 strategy이고, 뷰는 내부적으로 윈도우나 버튼 등 관리하기 위해 composite 패턴을 사용함. 

 

MVC에 사용되는 패턴들: 

• strategy pattern
• composite pattern
• observer pattern

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2023.01.28(토)

챕터 13 - Better Living with Patterns (실전 디자인 패턴)

디자인 패턴의 name, problem, solution, 그리고 consequences 알기

 

디자인 패턴 카테고리

패턴의 목적에 따라 생성, 행동, 구조 패턴으로 나누거나 패턴이 클래스 또는 객체를 다루는지에 따라 분류할 수 있다.

다른 패턴 종류들

- Architectural Patterns

- Application Patterns

- Domain-Specific Patterns

- Business Process Patterns

- Organization Patterns

- User Interface Design Patterns

디자인 패턴 기본서. c++, smalltak 사용

 

자바 사용

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2023.02.04(토)

챕터 14 - Appendix (기타 패턴)

The Bridge Pattern

- 추상화와 구현부 모두 변경해야 할 때 사용한다.

The Builder Pattern

- 복잡한 객체 생성을 캡슐화한다. 

The Chain of Responsibility Pattern

- 한 개 이상의 객체에게 요청을 처리할 수 있는 기회를 제공한다.  (객체 A가 요청을 처리할 수 없으면 객체 B로 넘어가고 객체 B가 처리 못하면 객체 C로 넘어가고 객체 C가 처리가능하면 요청은 C에서 처리되고 객체 D로 넘어가지 않는다. 모든 객체가 요청을 처리할 수 없으면 요청이 실행되지 않는다.)

- 주로 윈도우 키보드에서 마우스 클릭이나 키보드 이벤트를 핸들링할 때 사용된다. 

The Flyweight Pattern

- 런타임에 객체 인스턴스의 수를 줄임으로써 메모리는 절약할 수 있다. 

- 하나의 클래스 인스턴스가 여러 개의 가상 인스턴스를 제공하는 데 사용될 수 있다. 

The Interpreter Pattern

- 단순한 언어를 해석할 때 유용한 패턴이다. 

The Mediator Pattern

- 객체 간의 직접 통신 제한하고 중재자 객체를 통해서만 협력하도록 한다. 

The Memento Pattern

- 객체를 이전 상태로 되돌릴 때 사용한다. 

- 객체의 중요 상태를 저장하고 객체의 캡슐화를 유지한다. 

- 자바에서는 시스템의 상태를 저장하기 위해 직렬화를 사용하는 것이 더 낫다. 

The Prototype Pattern

- 클래스에 의존하지 않고 기존 객체들을 복사할 수 있도록 하는 생성 디자인 패턴이다. 

- 자바에서는 clone() 메소드를 사용하거나, 깊은 복사가 필요할 경우 역직렬화를 사용한다. 

The Visitor Pattern

- 알고리즘들이 객체들로부터 분리될 수 있도록 하는 행동 디자인 패턴이다. 

- 구조를 변경하지 않고 컴포지트 구조에 연산을 추가할 수 있다. 

 

 

참고자료

https://docs.oracle.com/en/java/javase/12/docs/api/java.base/java/util/Observable.html

https://post.naver.com/viewer/postView.naver?volumeNo=33471967&memberNo=25379965&vType=VERTICAL 

https://wickedlysmart.com/head-first-design-patterns/

https://refactoring.guru/ko

https://johngrib.github.io/wiki/pattern/composite/

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/rmi/

https://circle.visual-paradigm.com/catalog/