디자인 패턴 - 생성 패턴 (2) (feat. 팩토리 메서드, 추상 팩토리)

생성 패턴의 팩토리 메서드 패턴, 추상 팩토리 패턴 학습하기

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이어서 팩토리 메서드 패턴, 추상 팩토리 패턴에 대해 알아보자.

팩토리 메서드 패턴 (Factory Method Pattern)

팩토리 메서드 패턴은 인스턴스를 생성하는 책임을 추상 메서드로 감싸고 구체적으로 어떤 인스턴스를 만들지는 서브 클래스가 정하도록 한다. 팩토리 역할을 하는 인터페이스를 하나 만들고 구현이 필요한 것은 하위 클래스에서 구체적으로 만든다. 이 때, 기존 코드는 건드리지 않고 팩토리에서 새로운 공정(확장에는 열려 있어야 함)을 추가할 수 있어야 한다.

장점과 단점

팩토리 메서드 패턴은 객체지향 원칙 중 개방 폐쇄 원칙을 만족하는 패턴이다. 팩토리 메서드의 장점은 인스턴스를 생성하는 기존 로직을 건드리지 않고 새로운 인스턴스를 여러 방법으로 생성하여 확장할 수 있다.

반면에 단점은 각 역할이 증가하여 관리해야할 클래스가 많아진다.

개방 폐쇄 원칙이란? 확장에는 열려 있고 변경에는 닫혀 있다는 의미로, 기존 코드를 수정하지 않으면서 필요한 기능을 추가해 가는 것

예제 코드

class Ship {
  constructor(private name: string, private logo: string, private color: string) {
    this.name = name;
    this.logo = logo;
    this.color = color;
  }
}
 
class WhiteShip extends Ship {
  constructor() {
    super("white ship", "🚢", "white");
  }
}
 
// 구현과 추상화를 같이 사용하기 위해 abstract class로 작성
abstract class ShipFactory {
  orderShip(name: string, email: string): Ship {
    this.validate(name, email);     // 이름, 이메일 유효성 검사
    this.prepareFor(name);          // 준비
    const ship = this.createShip(); // 제작중
    this.sendEmail(email);          // 완료 알림
    return ship;
  }
 
  private validate(name: string, email: string) {
    if (!name) {
      throw new Error("이름이 없습니다.");
    }
    if (!email) {
      throw new Error("이메일 주소가 없습니다.");
    }
  }
 
  private prepareFor(name: string) {
    console.log(`${name} 만들고 있습니다..`)
  }
  
  private sendEmail(email: string) {
    console.log(`${email} 이메일 전송`)
  }
 
  // 하위 클래스에서 구현하도록 함
  abstract createShip(): Ship;
}
 
class WhiteShipFactory extends ShipFactory {
  createShip(): Ship {
    return new WhiteShip();
  }
}
 
const shipFactory = new WhiteShipFactory();
const ship = shipFactory.orderShip("whiteShip", "abc@example.com");

위 예제 코드에서 팩토리 메서드 패턴을 사용하여 어떠한 컬러의 배(Ship)를 만들지 팩토리 클래스(FactoryShip)에 위임하여 배의 컬러를 다양하게 만들어 낼 수 있다. 팩토리 메서드 패턴은 이처럼 객체 생성을 추상화하여 클라이언트 코드가 구체적인 클래스에 의존하지 않도록 한다.

추상 팩토리 패턴

추상 팩토리 패턴은 서로 관련있는 여러 객체를 하나로 묶어 추상화하고 이를 팩토리 객체에서 사용하는 것이다. 팩토리 객체에서 특정 객체에 대한 구현부를 감추기 때문에 클라이언트 관점에서는 팩토리 객체를 더 중점적으로 바라보게 된다.

장점과 단점

추상 팩토리 패턴의 장점은 제품(부품)을 하나로 묶어내기 때문에 이 제품의 관리와 확장이 용이하다. 또한, 객체 지향 원칙에서 기능이 추가될 때 기존 코드를 수정하지 않아도 되는 개방 폐쇄 원칙을 지키며 관련 클래스를 하나로 묶어놨기 때문에 단일 책임 원칙을 지킨다고도 볼 수 있다.

단점으로는 기능이 추가될 때마다 관리할 클래스가 많아지는 것이다.

예제 코드

interface Anchor {}
 
interface Deck {}
 
// 모든 부품을 하나로 묶어낸 인터페이스
interface ShipPartsFactory {
  createAnchor(): Anchor;
  createDeck(): Deck;
}
 
class WhiteAnchor implements Anchor {}
 
class WhiteDeck implements Deck {}
 
class WhiteShipPartsFactory implements ShipPartsFactory {
  createAnchor(): Anchor {
    return new WhiteAnchor();
  }
 
  createDeck(): Deck {
    return new WhiteDeck();
  }
}
 
class WhiteShipFactory extends ShipFactory {
  constructor(private shipPartsFactory: ShipPartsFactory) {
    this.shipPartsFactory = shipPartsFactory
  }
 
  createShip(): Ship {
    const ship = new WhiteShip();
    ship.setAnchor(this.shipPartsFactory.createAnchor());
    ship.setDeck(this.shipPartsFactory.createDeck());
 
    // ship.setAnchor(new WhiteAnchor());
    // ship.setDeck(new WhiteDeck());
    
    return ship;
  }
}
 
class Ship {
  private anchor: Anchor | null = null;
  private deck: Deck | null = null;
 
  constructor(private name: string, private logo: string, private color: string) {
    this.name = name;
    this.logo = logo;
    this.color = color;
  }
 
  // 구체 클래스 WhiteAnchor 대신 인터페이스 Anchor에 의존
  setAnchor(anchor: Anchor) {
    this.anchor = anchor;
  }
 
  // 구체 클래스 WhiteDeck 대신 인터페이스 Deck에 의존
  setDeck(deck: Deck) {
    this.deck = deck;
  }
}
 
const shipFactory = new WhiteShipFactory(new WhiteShipPartsFactory());
const ship = shipFactory.createShip();

createShip()에서 닻과 갑판을 만들 때 특정 구현체를 주입하는 대신 인터페이스 ShipPartsFactory의 구현체를 직접 주입한다.

팩토리 메서드 패턴 vs 추상 팩토리 패턴

두 패턴 모두 구체적인 객체 생성 과정을 추상화한 인터페이스를 제공하는 것은 같지만 초점과 목적이 다르다.

팩토리 메서드 패턴은 팩토리를 구현(inheritance)하는 방법에 초점을 두고 객체 생성 과정을 하위 클래스 또는 구체적인 클래스에 위임하는 것이 목적이다. 원하는 객체를 하위 클래스 또는 구체적인 클래스가 만들어 하나의 제품을 구현하는 것에 중점을 둔다.

추상 팩토리 패턴은 팩토리를 사용(composition)하는 방법에 초점을 두고 관련있는 여러 객체들을 구체적인 클래스에 의존하지 않고 만들 수 있게 하는 것이 목적이다. 제품 자체보단 제품을 구성하고 있는 종속품을 추상화하고 구현하는 것에 중점을 둔다.

참고

코딩으로 학습하는 GoF의 디자인 패턴 - 백기선
팩토리 메서드 패턴 vs 추상 팩토리 패턴 - 스택오버플로우