Head First: Design Patterns - 추상 팩토리 패턴(Abstract Factory Pattern)

디자인 패턴: 추상 팩토리 패턴(Abstract Factory Pattern)

이 포스팅은 Head First: Design Patterns 책을 보고, 개인적으로 정리한 포스팅입니다.

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Abstract Factory Pattern 이란?

추상 팩토리 패턴(Abstract Factory Pattern)에서는 인터페이스를 이용하여 서로 연관된, 또는 의존하는 객체를 구상 클래스를 지정하지 않고도 생성할 수 있다.

추상 팩토리 패턴을 사용하면 클라이언트에서 추상 인터페이스를 통해서 일련의 제품들을 공급받을 수 있다. 이 때, 실제로 어떤 제품이 생산되는지는 전혀 알 필요도 없다. 따라서 클라이언트와 팩토리에서 생산되는 제품을 분리할 수 있다.

클래스 다이어그램을 통해서 어떤 식으로 돌아가는지 살펴보자.

• AbstractFactory는 모든 구상 팩토리에서 구현해야하는 인터페이스이다. 제품을 생산하기 위한 일련의 메소드들이 정의되어 있다.
• 클라이언트를 만들 때는 추상 팩토리를 바탕으로 만든다. 실제 팩토리는 실행 시에 결정된다.
• AbstractProductA, B는 제품군으로, 각 구상 팩토리에서 필요한 제품들을 모두 만들 수 있다.
• ConcreteFactory1, 2는 구상팩토리로, 서로다른 제품군을 구현한다. 클라이언트에서 제품이 필요하면 이 팩토리 가운데 적당한 걸 골라서 쓰면 되기 때문에 제품 객체의 인스턴스를 직점 만들 필요가 없다.

원재료의 품질 관리 방법

지역마다 서로다른 종류의 재료들을 제공하기 위해 원재료군을 처리할 방법을 생각하자.

모든 객체마을 피자는 같은 구성요소로 이루어지지만, 지역마다 각 구성요소를 다른 방식으로 구현한다.

원재료 공장 만들기

이 공장에서는 원재료군에 들어있는 각각의 원재료를 생산한다. 우선 모든 원재료를 생산할 팩토리를 위한 인터페이스를 정의한다.

public interface PizzaIngredientFactory {
    public Dough createDough();
    public Sauce createSauce();
    public Cheese createCheese();
    public Veggies[] createVeggies();
    public Pepperoni createPepperoni();
    public Clams createClam();
}

뉴욕 원재료 공장

이 팩토리에서는 전문적인 재료를 구현한다.

public class NYPizzaIngredientFactory implements PizzaIngredientFactory {

    public Dough createDough() {
        return new ThinCrustDough();
    }

    public Sauce createSauce() {
        return new MarinaraSauce();
    }

    public Cheese createCheese() {
        return new ReggianoCheese();
    }

    public Veggies[] createVeggies() {
        Veggies veggies[] = { new Garlic(), new Onion(), new Mushroom(), new RedPepper() };
        return veggies;
    }

    public Pepperoni createPepperoni() {
        return new SlicedPepperoni();
    }

    public Clams createClam() {
        return new FreshClams();
    }
}

피자 클래스 변경

Pizza 추상 클래스 준비가 끝났으니 뉴욕풍 피자와 시카고풍 피자를 만들어야 한다. 달라진 점은 원재료를 공장에서 바로 가져온다는 점밖엔 없다.

팩토리 메소드 패턴을 이용한 코드를 만들었을 때, NYCheesePizza와 ChicagoCheesePizza 두 클래스를 살펴보면, 지역별로 다른 재료를 사용한다는 것만 빼면 다른점이 없다. 야채피자나 조개피자도 마찬가지로 재료만 다를 뿐 준비 단계들은 똑같다.

따라서 피자마다 클래스를 지역별로 따로 만들 필요가 없다는 결론을 내릴 수 있다.

public class CheesePizza extends Pizza {
    PizzaIngredientFactory ingredientFactory;

    public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
        this.ingredientFactory = ingredientFactory;
    }

    void prepare() {
        System.out.println("Preparing " + name);
        dough = ingredientFactory.createDough();
        sauce = ingredientFactory.createSauce();
        cheese = ingredientFactory.createCheese();
    }
}

지역별 재료 공장에 대한 레퍼런스 전달하기

public class NYPizzaStore extends PizzaStore {

    protected Pizza createPizza(String item) {
        Pizza pizza = null;
        PizzaIngredientFactory ingredientFactory = 
            new NYPizzaIngredientFactory();

        if (item.equals("cheese")) {

            pizza = new CheesePizza(ingredientFactory);
            pizza.setName("New York Style Cheese Pizza");

        } else if (item.equals("veggie")) {

            pizza = new VeggiePizza(ingredientFactory);
            pizza.setName("New York Style Veggie Pizza");

        } else if (item.equals("clam")) {

            pizza = new ClamPizza(ingredientFactory);
            pizza.setName("New York Style Clam Pizza");

        } else if (item.equals("pepperoni")) {

            pizza = new PepperoniPizza(ingredientFactory);
            pizza.setName("New York Style Pepperoni Pizza");

        } 
        return pizza;
    }
}

추상 팩토리라고 부르는 새로운 형식의 팩토리를 도입해서 서로 다른 피자에서 필요로 하는 원재료군을 생산하기 위한 방법을 구축했다.

추상 팩토리를 통해서 제품군을 생성하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 이 인터페이스를 이용하는 코드를 만들면 코드를 제품을 생산하는 실제 팩토리와 분리시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 서로 다른 상황별로 적당한 제품을 생산할 수 있는 다양한 팩토리를 구현할 수 있게 된다.

코드가 실제 제품하고 분리되어 있으므로, 다른 공장을 사용하기만 하면 다른 결과를 얻을 수 있다.

피자가 주문에 따라 만들어지는 과정

1. 우선 뉴욕 피자가게(NYPizzaStore)가 필요하다.

   PizzaStore nyPizzaStore = new NYPizzaStore();    // NYPizzaStore 인스턴스 생성

2. 피자 주문하기

   nyPizzaStore.orderPizza("cheese");

   • nyPizzaStore 인스턴스의 orderPizza() 메소드가 호출된다.

3. orderPizza() 메소드에서는 우선 createPizza() 메소드를 호출한다.

   Pizza pizza = createPizza("cheese");

4. createPizza() 메소드가 호출되면 원재료 공장이 돌아가기 시작한다.

   Pizza pizza = new CheesePizza(nyIngredientFactory);

   • PizzaStore에서 원재료 공장을 선택하고 그 인스턴스를 만든다. 원재료 공장은 각 피자의 생성자엥 전달된다.
   • 뉴욕 원재료 공장을 사용하는 Pizza 인스턴스를 만든다.

5. 이제 피자를 준비해야 한다. prepare() 메소드가 호출되면 팩토리에 원재료 주문이 들어간다.

   void prepare(){
       dough = factory.createDough();
       sauce = factory.createSauce();
       chesse = factory.createCheese();
   }

6. 피자 준비가 끝나고, orderPizza() 메소드에서는 피자를 굽고, 자르고, 포장한다.

추상 팩토리 패턴을 적용시킨 피자 가게 다이어그램

추상 팩토리 패턴 뒤에는 팩토리 메소드 패턴이 숨어있는가?

• 추상 팩토리 패턴에서 메소드가 팩토리 메소드로 구현되는 경우도 종종 있다. 당연히 추상 팩토리가 원래 일련의 제품들을 생성하는 데 쓰일 인터페이스를 정의하기 위해 만들어진 것이기 때문이다. 그 인터페이스에 있는 각 메소드는 구상 제품을 생산하는 일을 맡고 있고, 추상 팩토리의 서브클래스를 만들어서 각 메서드의 구현을 제공한다. 따라서 추상 팩토리 패턴에서 제품을 생산하기 위한 메소드를 구현하는 데 있어서 팩토리 메소드를 사용하는 것은 매우 자연스러운 일이다.

구현 및 테스트 코드

• https://github.com/PaengE/HeadFirst_DesignPatterns/tree/main/src/headfirst/designpatterns/factory/pizzaaf

PaengE/HeadFirst_DesignPatterns