디자인 패턴을 쉽게 풀어보자 - 옵저버 패턴편

옵저버(Observer) 패턴은 객체 간의 1:N(One-to-Many) 의존 관계를 정의하여 한 객체의 상태 변화가 있을 때, 여러 객체에게 자동으로 알림을 보내는 디자인 패턴입니다.

이 패턴은 발행-구독(Publish-Subscribe) 패턴으로도 불리며, 상태 변화가 빈번한 시스템에서 주로 사용됩니다.

예를 들어, GUI 애플리케이션에서 버튼 클릭 이벤트가 발생하면 여러 UI 요소가 해당 이벤트에 반응해야 합니다. 클래스 간에 직접적인 참조로 알림을 보내면 결합도가 증가하고 유연성이 떨어지며 유지보수가 어려워집니다.

class TextBox {

    public void update() {
        System.out.println("TextBox updated");
    }
}

class Button {

    private TextBox textBox;

    public void setTextBox(TextBox textBox) {
        this.textBox = textBox;
    }

    public void click() {
        textBox.update();  // 버튼이 텍스트 박스를 직접 조작
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Button button = new Button();
        TextBox textBox = new TextBox();
        button.setTextBox(textBox);

        button.click();  // TextBox updated
    }
}

문제점

• 결합도 증가: Button이 TextBox에 의존하고 있습니다.
• 확장성 부족: 새로운 UI 요소가 추가될 때마다 버튼 코드를 수정해야 합니다.
• 유연성 저하: 동일한 이벤트에 여러 객체가 반응해야 하는 상황에서 코드가 복잡해집니다.

옵저버 패턴을 사용하면 **발행자(Subject)**와 **구독자(Observer)**가 느슨하게 결합됩니다. 발행자는 상태가 변경될 때 모든 구독자에게 자동으로 알림을 보냅니다. 구독자는 발행자가 알림을 보낼 때 동적으로 등록하거나 해지할 수 있습니다.

Observer 인터페이스 정의

interface Observer {
    void update(String message);
}

Subject(발행자) 클래스 정의

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

class Subject {

    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();

    // 옵저버 등록
    public void attach(Observer observer) {
        observers.add(observer);
    }

    // 옵저버 해지
    public void detach(Observer observer) {
        observers.remove(observer);
    }

    // 모든 옵저버에게 알림 전송
    public void notifyObservers(String message) {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(message);
        }
    }
}

Observer 구현체 클래스 구현

class TextBox implements Observer {

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println("TextBox received: " + message);
    }
}

class Label implements Observer {

    @Override
    public void update(String message) {
        System.out.println("Label received: " + message);
    }
}

클라이언트 코드

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Subject subject = new Subject();

        // 옵저버 객체 생성 및 등록
        TextBox textBox = new TextBox();
        Label label = new Label();
        subject.attach(textBox);
        subject.attach(label);

        // 상태 변경 및 알림 전송
        subject.notifyObservers("Button clicked"); // TextBox received: Button clicked
                                                   // Label received: Button clicked

        // 옵저버 해지 후 다시 알림 전송
        subject.detach(label);
        subject.notifyObservers("TextBox cleared"); // TextBox received: TextBox cleared
    }
}

1. **발행자(Subject)**는 상태가 변경되면 등록된 모든 옵저버(Observer)에게 알림을 보냅니다.
2. 옵저버는 발행자로부터 알림을 받으면 자신의 로직에 맞게 반응합니다.
3. 발행자와 옵저버는 느슨하게 결합되어 있으며, 옵저버는 동적으로 등록하거나 해지할 수 있습니다.

장점

• 결합도 감소: 발행자와 옵저버가 직접적으로 의존하지 않아 유연한 설계가 가능합니다.
• 확장성 향상: 새로운 옵저버를 쉽게 추가할 수 있습니다.
• 재사용성 증가: 발행자와 옵저버를 독립적으로 재사용할 수 있습니다.
• 동적 변경 가능: 옵저버를 런타임에 동적으로 추가하거나 제거할 수 있습니다.

단점

• 성능 문제: 옵저버가 많아질수록 알림 전송 비용이 커질 수 있습니다.
• 순환 참조 문제: 옵저버와 발행자가 서로 참조하면 무한 루프가 발생할 수 있습니다.
• 예측 어려움: 옵저버가 많을 때, 어떤 옵저버가 어떻게 반응할지 예측하기 어렵습니다.

서버 패턴은 상태가 변경될 때 여러 객체에 자동으로 알림을 보내는 시스템을 설계할 때 유용합니다. 이 패턴을 사용하면 발행자와 구독자 간의 결합도를 낮추고 시스템의 유연성과 확장성을 높일 수 있습니다.

하지만 성능 문제나 순환 참조와 같은 단점이 있을 수 있으므로, 시스템의 규모와 복잡성을 고려하여 적절히 사용하는 것이 중요합니다. GUI 애플리케이션, 게시판 구독 시스템, 로그 시스템 등에서 자주 사용됩니다.