전략 패턴과 템플릿 콜백 패턴

전략 패턴(Strategy Pattern)

이전 시간에 템플릿 메서드 패턴을 이용하여 AI Seller 의 발주 자동화를 구현해봤다. 하지만 템플릿 메서드 패턴의 상속으로 인한 결합도 증가 및 서브 클래스에서 불필요한 메서드 구현 등의 단점으로 인해 소스를 수정해야하는 상황이다.

이번 시간에 전략 패턴(Strategy Pattern)을 이용하여 AI Seller 의 발주 자동화 기능을 좀 더 유연하게 구현해볼 것이다.

전략 패턴 구현 예제는 '템플릿 메서드 패턴'에서 다룬 예제를 그대로 사용합니다.

디자인 원칙과 정의

• 디자인 원칙
  • 상속 보다는 구성(Composition)을 사용하라.
• 정의
  • 전략 패턴은 한 유형의 알고리즘을 보유한 상태에서 런타임에 적절한 알고리즘을 선택하는 기법이다.
  • 전략을 활용하면 알고리즘을 사용하는 클라이언트와는 독립적으로 알고리즘을 변경할 수 있다.
  • 전략 패턴은 변하지 않는 부분을 Context 에 두고, 변하는 부분을 Strategy 라는 인터페이스를 만들고 구현하여 문제를 해결한다. 즉, 상속이 아닌 위임을 사용하여 문제를 해결한다.
    • Context : 변하지 않는 템플릿 역할 담당
    • Strategy : 알고리즘 역할 담당

전략 패턴의 핵심은 Context 는 Strategy 인터페이스에만 의존한다는 점이다. 덕분에 Strategy 의 구현체를 변경하거나 새로 만들어도 Context 코드에는 영향을 주지 않는다.

스프링의 의존 관계 주입에서 사용되는 디자인 패턴이 전략 패턴(Strategy Pattern)이다.

종류

전략 패턴의 종류에는 두 가지가 있다. 하나는 전략을 필드에 보관하는 방식(setter 메서드 사용)이고, 하나는 템플릿 콜백 패턴이라고 하는 contextMethod 의 인자로 전략을 전달하는 방식이다. 우리는 조금더 유연한 템플릿 콜백 패턴(Template Callback)을 사용하여 AI Seller 의 발주 자동화 기능을 구현할 것이다.

구성

전략 패턴은 세 부분으로 구성된다.

• 알고리즘을 나타내는 인터페이스(Strategy Interface)
  • 인터페이스는 하나 이상의 추상 메서드를 가질 수 있다.
• 다양한 알고리즘을 나타내는 한 개 이상의 인터페이스 구현
  • ConcreteStrategyA, ConcreteStrategyB 같은 구체적인 구현 클래스
• 전략 객체를 사용하는 한 개 이상의 클라이언트

전략 알고리즘 인터페이스 생성 > 구현체 생성 > 전략 객체 사용

AI Seller 발주 자동화 구현

먼저, 템플릿 메서드로 구현했던 소스를 다시 보자.

템플릿 메서드 패턴으로 구현

여기서, 전략 패턴을 적용하기 위해 변하는 부분과 변하지 않는 부분을 보자.

public abstract class OrderAutomationTemplate {

    // 발주 자동화
    public void order() { // template method
        // 변하지 않는 부분
        BasicInformation basicInfo = findBasicInformation();

        // 변하는 부분, orderInfo 에 블랙 리스트가 존재
        OrderInformation orderInfo = findOrderInformation(); 

        // 변하지 않는 부분
        OrderResult orderResult = orderAndPayment(orderInfo); 

        // 변하지 않는 부분
        save(orderResult); 

        // hook
        if(wantSendSms()) {
            sendSms(basicInfo);
        }
    }

    // 세부 구현체 마다 다른 방식으로 구현
    protected abstract OrderInformation findOrderInformation();

    public BasicInformation findBasicInformation() {
        // 기본 정보 조회
    }

    public OrderResult orderAndPayment(OrderInformation orderInfo) {
        // 발주 및 결제
    }

    public void save(OrderResult orderResult) {
        // 발주 결과 저장
    }

    /**
      * 후크(hook) : 서브클래스에서 알고리즘이 선택적으로 적용되야 하는 경우
      * 필요한 서브클래스에서는 오버라이딩 하여 구현한다.
      */
    public boolean wantSendSms() {
        return true;
    }

    public void sendSms(BasicInformation basicInfo) {
        // 문자 발송
    }
}

발주 정보를 조회하는 findOrderInformations() 메서드가 바로 변하는 부분이다. 또한 hook 도 선택적으로 적용되야 하므로 변하는 부분에 해당된다.

따라서, 변하는 부분에 해당 되는 내용만 Strategy로 만드는 것이다. 그리고 변하지 않는 부분들은 Context에 해당된다.

전략 패턴으로 구현

Strategy Interface

public interface OrderAutomationStrategy {

    // 발주 정보 조회
    OrderInformation findOrderInformation();

    /**
     * @impleSpec
     * 이 구현체는 발주 결과를 문자로 발송할지 말지 정하는 기능을 한다.
     * 기본 설정은 문자 발송을 하는 것을 원칙으로 한다.
     */
    default boolean wantSendSms() {
        return true;
    }
}

JAVA 8 에서 Interface 에 default 메서드를 작성할 수 있게 추가되었는데, default 메서드는 서브 클래스에서 default 메서드의 기능이 존재하는지 모를 수 있다. 따라서 Javadoc 에서 제공하는 @impleSpec 을 통하여 문서화를 해야 한다.

전략 구현체

• CU

public class CUOrderAutomation implements OrderAutomationStrategy {

    @Override
    public OrderInformation findOrderInformation() {
        // CU 에 해당 되는 기능 구현
    }

    @Override
    public boolean wantSendSms() {
        return false;
    }
}

• 7-eleven

public class SevenElevenOrderAutomation implements OrderAutomationStrategy {

    @Override
    public OrderInformation findOrderInformation() {
        // 7-eleven 에 해당 되는 기능 구현
    }
}

Context

public class OrderAutomationContext {

    public void order(OrderAutomationStrategy strategy) {
        BasicInformation basicInfo = findBasicInformation();
        OrderInformation orderInfo = strategy.findOrderInformation(); 
        OrderResult orderResult = orderAndPayment(orderInfo); 
        save(orderResult); 
        if(strategy.wantSendSms()) {
            sendSms(basicInfo);
        }
    }

    private BasicInformation findBasicInformation() {
        // 기본 정보 조회
    }

    private OrderResult orderAndPayment(OrderInformation orderInfo) {
        // 발주 및 결제
    }

    public void save(OrderResult orderResult) {
        // 발주 결과 저장
    }

    private void sendSms(BasicInformation basicInfo) {
        // 문자 발송
    }
}

사용

@Test
void orderAutomationTest() {
    OrderAutomationContext context = new OrderAutomationContext();
    context.order(new CUOrderAutomation());
    context.order(new SevenElevenOrderAutomation());
}

전략 패턴을 적용함으로써 클라이언트는 Context 를 실행하는 시점에 동적으로 Strategy를 전달할 수 있다. 따라서 더욱 유연한 코드가 되었다. 서브 클래스에서도 불필요한 메서드를 구현하지 않아도 되고, 하나의 Context 객체만 생성하여 전략을 파라미터로 전달하여 사용할 수 있게 되었다.

템플릿 콜백 패턴(Template Callback)

OrderAutomationContext 는 Context에 해당하며 변하지 않는 템플릿 역할을 한다. 그리고 변하는 부분은 Strategy 를 파라미터로 넘겨서 처리한다. 이렇게 다른 코드의 파라미터로 넘겨주는 실행 가능한 코드를 콜백(callback)이라고 한다.

프로그래밍에서 콜백(callback) 또는 콜 애프터 함수(call-after function)는 다른 코드의 인수로서 넘겨주는 실행 가능한 코드를 말한다. 콜백을 넘겨받는 코드는 이 콜백을 필요에 따라 즉시 실행할 수도 있고, 아니면 나중에 실행할 수도 있다.

쉽게 말하면, callback 은 코드가 호출(call)은 되는데 코드를 넘겨준 곳의 뒤(back)에서 실행된다는 뜻이다.

• 자바 언어에서의 콜백
  • 매개변수로 전략 객체나, 기능을 갖고 있는 객체를 넘긴 후, 뒤에서 그 객체를 이용하여 기능을 실행하는 것을 말한다.

즉, 위와 같은 전략 패턴을 적용한 AI Seller 의 발주 자동화 코드를 템플릿 콜백(Template Callback) 패턴이라고 한다. 전략 패턴에서 Context 가 템플릿 역할을 하고, Strategy 부분이 콜백으로 넘어온다고 생각하면 된다.

다음으로

성공적으로 AI Seller 발주 자동화 기능 구현을 마쳤다. 다음으로는 다른 디자인 패턴들에 대해서 배울 차례이다.

References

• 인프런. 스프링 핵심 원리 고급