[디자인 패턴] 행동 패턴 - 방문자 패턴(Visitor Pattern)

(인프런) 코딩으로 학습하는 GoF의 디자인 패턴 - 백기선, 강의를 보고 정리한 글입니다.
코드는 GitHub 에 있습니다

 

#1. 객체 생성 관련 패턴	#2. 구조 관련 패턴		#3. 행동 관련 패턴
싱글톤 패턴 팩토리 메소드 패턴 추상 팩토리 패턴 빌더 패턴 프로토타입 패턴	어댑터 패턴 브릿지 패턴 컴포짓 패턴 데코레이터 패턴	퍼사드 패턴 플라이웨이트 패턴 프록시 패턴	책임 연쇄 패턴 커맨드 패턴 인터프리터 패턴 이터레이터 패턴 중재자 패턴 메멘토 패턴	옵저버 패턴 상태 패턴 전략 패턴 템플릿 메소드 패턴 방문자 패턴

 

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✔️ 방문자 패턴(Visitor Pattern)

비지터 패턴은, 기존 코드를 건드리지 않고 새로운 코드를 추가하는 방법을 제안하는 패턴

• 방문자 패턴은 비지니스 로직을 객체 구조에서 분리시키는 디자인 패턴입니다.
• 비슷한 종류의 객체들을 가진 그룹에서 작업을 수행해야 할 때 주로 사용됩니다.
• 📌 더블 디스패치 (Doublie Dispatch)를 활용합니다. https://www.baeldung.com/ddd-double-dispatch
  • 디스패치란 (Dispatch 1.(특별한 목적을 위해)보내다  2.(메세지를) 보내다 ) 
    • 자바는 객체지향 프로그래밍 언어로써 객체들 간의 메세지 전송을 기반으로 문제를 해결합니다.
    • 메세지  전송이라는 표현은 결국 메서드를 호출하는 것인데 그것을 Dispatch라고 합니다.
  • 자바는 하위타입으로의 묵시적 형변환을 지원하지 않는, 싱글 디스패치 (Single Dispatch) 언어입니다.  - 따라서 런타임시에 부모 객체의 구현체로 어떤 자식 클래스가 들어오는지 확인하여 서로 다른 매서드를 호출해주는 동적 디스패치를 지원하지 않습니다.
  • 이러한 언어의 한계적 특성으로 인해 인자에 동적 디스패치를 활용하지못하기때문에, 이를 위해 한번 더 다형성을 이용함으로서 호출객체 동적 디스패치를 이용하는 기법이 더블 디스패치 입니다.

 

 

방문자 패턴 UMR 다이어그램

• Client : 명령을 보냅니다.
• Visitor : 명령을 수행하기 위해 필요한 메소드를 정의하는 인터페이스입니다.
• ConcreteVisitor : 명령을 수행하는 메소드를 구현합니다.
• Element : Visit를 사용할 수 있는지 확인하는 accept 메소드를 정의하는 인터페이스입니다.
• ConcreteElement : Visitable에서 정의된 accept 메소드를 구현하며 Visitor객체는 이 객체를 통하여 명령이 전달됩니다.

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✔️  방문자 패턴 예시

• 인터페이스(2)를 인자로 받는 인터페이스(1)가 있다고 가정하자
• 그후, 1차 인터페이스(1)의 구현체에서 인자로 받은 2차 인터페이스 (2) 의 구현체 타입에따라 다른 행위를 해야하는 요구조건이라면
• 비지터 패턴을 적용하지 않고 "분기 처리"로 해당 매개변수로 들어온 구현체의 클래스를 판단한다면 아래와 같은 코드가 생성됩니다.

 

방문자 패턴 적용 전

• Shape 인터페이스를 상속받는 "도형" 구현체에게 들어오는 Device 인터페이스의 구현체에따라 각각 모든 조건에 따른 분기처리를 진행해야합니다.
• 이렇게하면, Shape 혹은 Device의 구현체가 늘어나거나 특정 상황에서의 행위가 달라지면 무수히 많은 코드들을 수정해야하는 매우 강한 결합상태입니다.
• 방문자 패턴의 장점은   Double Dispatcher 이므로, 굳이 표현한다면  Shape 구현체로 이동되는 1차 Dispatch 가 일어납니다.

public interface Shape {

    void printTo(Device device);
}

//구현체 1
public class Rectangle implements Shape {

    //디바이스의 구현체가 추가되더라도 여기 코드가 변경됨
    @Override
    public void printTo(Device device) {
        if (device instanceof Phone) {
            System.out.println("print Rectangle to Phone");
        }
        if (device instanceof Watch) {
            System.out.println("print Rectangle to Watch");
        }
    }
}

//구현체 2
public class Triangle implements Shape{

    @Override
    public void printTo(Device device) {
        if (device instanceof Phone) {
            System.out.println("print Triangle to Phone");
        }

        if (device instanceof Watch) {
            System.out.println("print Triangle to Watch");
        }
    }
}

 

public interface Device {

}

public class Phone implements Device{

}

public class Watch implements Device{

}

 

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Shape rectangle = new Rectangle();
        Shape triangle = new Triangle();

        Device phone = new Phone();
        Device watch = new Watch();
        
        rectangle.printTo(watch);
        rectangle.printTo(phone);

        triangle.printTo(watch);
        triangle.printTo(phone);
    }
}

 

👇

 

방문자 패턴 적용 후

• 이제 비지터 패턴을 이용하여 해당 코드의 의존성을 제거해 보도록 하겠습니다.
• 방문자 패턴의 핵심은 더블 디스패치. 기존의 Shape 구현체에서 일어나던 비지니스 로직을 Device 에게 직접 처리하도록 수정한것입니다.

↓

1. Client에서 accept() 메소드를 찾기위해 1차 Dispatch (정적 디스패치) 가 일어나고 
2. print() 객체를 호출하기 위해 위해 메서드를 호출하는 인자가 구현체가 없는 인터페이스 타입인 경우 런타임시에 객체를 찾아 알맞는 메서드를 호출하는 2차 Dispatch (동적 디스패치) 가 일어납니다.
   • (정적 1 + 동적 1 = 2번의 디스패치가 일어남) 

public interface Shape {
    //비지터로 디스페치 하기위한 기능
    void accept(Device device);
}

public class Triangle implements Shape {
   
   @Override
    public void accept(Device device) {
        device.print(this);
    }
}

public class Circle implements Shape {

    @Override
    public void accept(Device device) {
        device.print(this);
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    
    @Override
    public void accept(Device device) {
        device.print(this);
    }
}

 

public interface Device {

    void print(Circle circle);

    void print(Triangle triangle);

    void print(Rectangle rectangle);
    
}

//필요한 기능이 생기면 변경하지 않고 추가하면 됨
public class Watch implements Device {

    @Override
    public void print(Circle circle) {
        System.out.println("print Circle to Watch");
    }

    @Override
    public void print(Triangle triangle) {
        System.out.println("print Triangle to Watch");
    }

    @Override
    public void print(Rectangle rectangle) { System.out.println("print Rectangle to Watch");}
}

public class Phone implements Device {

    @Override
    public void print(Circle circle) {
        System.out.println("print Circle to Phone");
    }

    @Override
    public void print(Triangle triangle) {
        System.out.println("print Triangle to Phone");
    }

    @Override
    public void print(Rectangle rectangle) {
        System.out.println("print Rectangle to Phone");
    }
}

 

호출하는 클라이언트는 똑같습니다.

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Shape rectangle = new Rectangle();
        Shape circle = new Circle();
        Shape triangle = new Triangle();

        Device phone = new Phone();
        Device watch = new Watch();

        //상위 타입인 device 가 지원이 되지 않음
        rectangle.accept(phone);
        rectangle.accept(watch);

        circle.accept(phone);
        circle.accept(watch);

        triangle.accept(phone);
        triangle.accept(watch);
    }
}

 

 

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✔️ 방문자 패턴 장점, 단점

• 장점

1. 기존 코드를 수정하지 않고 새로운 기능을 추가할 수 있다. (1차 디스패치기능은 추가해야함)
2. 추가 기능을 한 곳에 모아둘 수 있다.

 

• 단점

1. 새로운 Element 를 추가하거나 제거할 때 모든 Visitor 코드를 변경해야 한다. 
2. visit 메소드의 return 타입을 각각 파악하고 있어야 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

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참고

• 더블 디스패처 : https://multifrontgarden.tistory.com/133