Splin

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Java와 Spring, Algoritm등을 접하면서 어려웠던 부분을 쉽게 설명할 수 있도록 노력하는 블로그입니다.

Design Pattern : 전략(Strategy) 패턴

전략(Strategy) 패턴

객체들이 할 수 있는 행위 각각에 대해 클래스(전략)를 생성하고, 유사한 행위들을 캡슐화 하는 인터페이스를 정의하여, 객체의 행위를 동적으로 바꾸고 싶은 경우 직접 행위를 수정하지 않고 전략을 바꿔주기만 함으로써 행위를 유연하게 확장하는 방법을 말합니다.

간단히 말해서 객체가 할 수 있는 행위들 각각을 전략으로 만들어 놓고, 동적으로 행위의 수정이 필요한 경우 전략을 바꾸는 것만으로 행위의 수정이 가능하도록 만든 패턴입니다.

1. 다이어그램

strategy

  • Context : 로직(전략)을 수행하는 클래스
    • 여러가지 전략을 수행하기 위하여 Strategy 인터페이스를 참조함
  • Strategy : 다양한 전략들을 하나로 추상화 시킨 인터페이스
  • ConcreteStrategy : Startegy 인터페이스를 구현한 전략 클래스
    • 클라이언트가 직접 사용할 전략 클래스를 정할 수 있음

2. 예시 코드

블로그에서 글을 작성하다가 새로운 테마가 나와서 적용하는 상황을 가정하겠습니다.

2-1. 기존 코드

Data 클래스

public class Data {
    private String name;
    private String cell;
    private String email;

    public Data(String name, String cell, String email) {
        this.name = name;
        this.cell = cell;
        this.email = email;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getCell() {
        return cell;
    }

    public String getEmail() {
        return email;
    }
}

Blog 클래스

public class Blog {
    private Data data;
    private Theme theme;

    public Blog(Data data, Theme theme) {
        this.data = data;
        this.theme = theme;
    }

    public void write(String content) {
        theme.apply();
        System.out.printf("이름 : %s\n", data.getName());
        System.out.printf("전화번호 : %s\n", data.getCell());
        System.out.printf("이메일 : %s\n", data.getEmail());
        System.out.printf("내용 : %s\n", content);
    }
}

Client 클래스

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data("splin", "010-1234-5678", "dev.splin@gmail.com");
        Blog blog = new Blog(data);

        blog.write("내용1");
    }
}

만약 기존 코드에서 블로그 테마를 변경하고 싶다면 Blog의 write 함수를 바꿔주어야 하는데, 이는 객체 지향 설계 원칙인 SOLID 의 개방 폐쇄 원칙(OCP)을 위배하게 됩니다.

또한, 시스템이 커져서 다양한 블로그, 다양한 테마가 생긴다면, 각각의 블로그들의 write 함수를 변경해주어야 하기 때문에 관리 포인트가 늘어나는 단점이 생깁니다.

따라서 이를 해결하고자 전략 패턴을 사용할 수 있습니다.

2-2. 전략 패턴 사용 코드

Theme 인터페이스(Strategy)와 다양한 테마 클래스(ConcreteStrategy)를 만들어주고 Blog(Context), Client 클래스를 조금만 수정하면 됩니다.

Theme 인터페이스

public interface Theme {
   void apply();
}

다양한 테마 클래스

public class Basic implements Theme {
    @Override
    public void apply() { System.out.println("===== 기본 테마 ====="); }
}

public class Forest implements Theme {
    @Override
    public void apply() {
        System.out.println("===== 숲 테마 =====");
    }
}

public class Ocean implements Theme {
    @Override
    public void apply() {
        System.out.println("===== 바다 테마 =====");
    }
}

전략을 사용하는 2가지 방식

블로그 클래스에서는 기존과 다르게 Theme의 apply 함수를 호출함으로써 다양한 테마(전략)를 받아들일 수 있게 되는데 이 때 아래와 같이 2가지의 방식으로 사용할 수 있습니다.

  1. Blog(Context)에 Theme(전략)을 넣어주는 방식
  2. Theme(전략)을 사용하는 write메서드를 호출할 때 Theme(전략)을 정해주는 방식
1. Context에 전략을 넣어주는 방식

Blog(Context)에 theme(전략)을 넣어줌으로써 해당 블로그는 항상 고정된 테마를 사용하게 됩니다.

public class Blog {
    private Data data;
    private Theme theme;

    public Blog(Data data, Theme theme) {
        this.data = data;
        this.theme = theme;
    }

    public void write(String content) {
        theme.apply();
        System.out.printf("이름 : %s\n", data.getName());
        System.out.printf("전화번호 : %s\n", data.getCell());
        System.out.printf("이메일 : %s\n", data.getEmail());
        System.out.printf("내용 : %s\n", content);
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data("splin", "010-1234-5678", "dev.splin@gmail.com");
        Blog blog = new Blog(data, new Basic());
        blog.write("내용1");
        blog.write("내용2");

        blog.changeTheme(new Forest());
        blog.write("내용2");

        blog.changeTheme(new Ocean());
        blog.write("내용3");
    }
}

// 출력 결과
===== 기본 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용1
===== 기본 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용2
===== 숲 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용3
===== 바다 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용4

이 방식을 사용하면 블로그 내의 글들은 같은 테마를 적용하게 되고 테마를 변경하고 싶다면 블로그 자체의 테마를 변경해야 합니다.

2. 전략을 사용할 메서드를 호출할 때 전략을 정해주는 방식

Theme(전략)을 사용하는 write메서드를 호출할 때 Theme(전략)을 정해줌으로써 글을 쓸 때마다 각각 다른 테마를 적용할 수 있습니다.

public class Blog {
    private Data data;

    public Blog(Data data) {
        this.data = data;
    }

    public void write(String content, Theme theme) {
        theme.apply();
        System.out.printf("이름 : %s\n", data.getName());
        System.out.printf("전화번호 : %s\n", data.getCell());
        System.out.printf("이메일 : %s\n", data.getEmail());
        System.out.printf("내용 : %s\n", content);
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Data data = new Data("splin", "010-1234-5678", "dev.splin@gmail.com");
        Blog blog = new Blog(data);

        blog.write("내용1", new Forest());
        blog.write("내용2", new Ocean());
        blog.write("내용3", new Basic());
        blog.write("내용4", new Ocean());
    }
}

// 출력 결과
===== 숲 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용1
===== 바다 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용2
===== 기본 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용3
===== 바다 테마 =====
이름 : splin
전화번호 : 010-1234-5678
이메일 : dev.splin@gmail.com
내용 : 내용4

이 방식을 사용하면 블로그 내의 글들은 각각 다른 테마를 적용할 수 있습니다.

3. 장단점

전략 패턴을 사용하게 되면 아래와 같은 장단점이 있습니다.

장점

  • 새로운 전략을 추가하더라도 기존 코드를 변경하지 않습니다.
    • 새로운 전략의 추가는 상속하는 클래스만을 생성해주고 교체해주면 되기 때문
  • 상속 대신 위임을 사용할 수 있습니다.
    • 예시 코드에서 Blog를 상속해서 다양한 테마를 적용시킬 수 있지만 Theme 인터페이스를 사용(위임)하여도 다양한 테마를 적용시킬 수 있습니다.
  • 런타임에 동적으로 전략을 변경할 수 있습니다.

단점

  • 복잡도가 증가합니다.
    • 인터페이스와 클래스가 늘어나기 때문
  • 클라이언트 코드가 구체적인 전략을 알아야 합니다.
    • 어떠한 전략이 있는지 알아야 클라이언트가 적용시킬 수 있음

4. Command 패턴과 State 패턴과의 비교

공부를 하면서 전략 패턴, 커맨드 패턴, 상태 패턴이 비슷하다고 생각했는데, 이 3개 패턴의 다이어그램을 보면서 차이점을 간단히 정리해보도록 하겠습니다.

전략 패턴

strategy

여러 알고리즘을 캡슐화하고 상호 교환 가능하게 만드는 패턴

  • 여러 알고리즘을 상호 교환 한다는 것은 이미 알고리즘이 실행되는 것은 정해져있고 해당 알고리즘만 교체해준다는 의미입니다.
  • 다이어그램을 보면, Client가 ConcreteStrategy를 교체하는 것을 볼 수 있습니다.
  • 즉, 행동이 정해져 있는 상태에서 어떠한 방법으로 수행할지만 달라집니다.

커맨드 패턴

command

요청을 캡슐화하여 호출자와 수신자를 분리하는 패턴

  • 호출자와 수신자를 분리한다는 것은 명령(호출자)과 행동(수신자)을 분리한다는 의미입니다.
  • 다이어그램을 보면, Invoker에 따라서 다양한 Receiver가 호출되는 것을 알 수 있습니다.
  • 즉, 명령에 따라서 다른 행동을 수행한다는 것입니다.

상태 패턴

state

객체 내부 상태 변경에 따라 객체의 행동이 달라지는 패턴

  • 말 그대로 객체 내부 상태에 따라서 다른 행동을 수행한다는 것입니다.
  • 다이어그램을 보면, Client가 changeState로 상태를 변경해줌에 따라 ConcreteState가 바뀌면서 다른 행동을 하게됩니다.

5. 마치며…

전략패턴을 공부하면서 커맨트 패턴, 상태 패턴과 비슷하다고 생각했습니다. 그래서 차이점을 한 번 알아보았는데,

패턴을 구분할 때는 생김새로 구분하는 것이 아니라, 목적으로 구분해야 한다.

라는 문구를 다시 한 번 생각해볼 수 있는 시간이었습니다.

참고 : 코딩으로 학습하는 GoF의 디자인 패턴

https://victorydntmd.tistory.com/292

https://tecoble.techcourse.co.kr/post/2021-10-04-strategy-command-pattern/

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