Factory Pattern (2) - Abstract Factory Pattern.md

🍐🏭 Factory Pattern (2) - Abstract Factory Pattern

Assembled by GimunLee (2020-01-11)

팩토리 메소드 패턴과 이어지므로, 앞 장을 미리 읽고 오시는 것을 추천합니다.

Goal

• Abstract Factory Pattern의 개념을 알 수 있다.
• Abstract Factory Pattern에 대해 설명할 수 있다.
• 팩토리 메소드 패턴과 추상 팩토리 패턴의 차이점에 대해 설명할 수 있다.

피자가게 분점 문제점

각 분점에서 피자의 재료를 다른 것을 사용하기 시작했습니다. 이렇게 서로 다른 종류의 재료들을 제공하기 위해 원재료군(families of ingredients)을 처리할 방법을 생각해 봐야 합니다.

문제점

• 모든 피자는 같은 구성요소로 이루어지지만, 지역마다 각 구성요소를 다른 방식으로 구현합니다.
• 각 군(family)은 특정 형식의 반죽, 특정 형식의 소스, 치즈 그리고 해산물 토핑으로 구성됩니다. (그 외에도 야채나 향신료 같은 자잘한 것들이 있습니다.)
• 각 분점은 각각의 원재료군을 이룹니다. 각 지역마다 특정 형식의 재료로 구성되는 군을 구현해야합니다.

원재료 공장 만들기

이제 원재료를 생산하기 위한 공장을 만들어 보겠습니다. 이 공장에서는 원재료군에 들어있는 각각의 원재료를 생산합니다. 즉, 반죽, 소스, 치즈 같은 걸 만들어야 합니다.

우선 모든 원재료를 생산할 팩토리를 위한 인터페이스를 정의해보겠습니다.

• 각 재료별 생성 메소드를 정의합니다.
• 모든 팩토리 인스턴스에서 공통적으로 사용하는 부분이 있다면 인터페이스가 아닌 추상클래스로 만들어도 됩니다.

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

뉴옥 원재료 공장을 구현해보겠습니다. 이 공장에서는 마리나라 소스, 레지아노 치즈, 신선한 조개 등을 전문적으로 생산합니다.

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

팩토리 준비가 끝나고 이제 재료를 생산할 준비가 끝났습니다. Pizza 클래스에 팩토리에서 생산한 원재료만 사용하도록 코드를 고쳐야합니다. 우선 Pizza 추상 클래스에서 시작해보겠습니다.

public abstract class Pizza {
  String name;
  Dough dough;
  Sauce sauce;
  Veggies veggies[];
  Cheese cheese;
  Pepperoni pepperoni;
  Clams clam;
  
  abstract void prepare(); // 이 부분에서 피자를 만드는데 필요한 재료들을 정돈하게 됩니다. 물론 모든 원재료는 원재료 팩토리에서 가져옵니다.
  
  void bake(){
    System.out.println("Bake for 25 minutes at 350");
  }
  
  void cut(){
    System.out.println("Cutting the pizza into diagonal slices");
  }
  
  void box(){
    System.out.println("Place pizza in official PizzaStore box");
  }
  
  void setName(String name){
    this.name = name;
  }
  
  String getName(){
    return name;
  }
  
  public String toString(){
    // 피자 이름을 출력하는 부분
  }
}

• prepare() 메소드를 제외한 다른 메소드들은 바뀌지 않습니다.

Pizza 추상 클래스 준비가 끝났으니 뉴옥풍 피자와 시카고풍 피자를 만들어야됩니다. 달라진 점은 원재료를 공장에서 바로 가져온다는 것 밖에 없습니다.

팩토리 메소드 패턴을 이용한 코드를 만들었을 때, 다른 피자 클래스를 살펴보면 지역별로 다른 재료를 사용한다는 것만 빼면 다른점이 없습니다. 피자를 이루는 기본 요소가 반죽, 소스, 치즈라는 건 마찬가지니까요. 야채 피자나 조개 피자도 마찬가지입니다. 재료만 다를 뿐 준비 단계들을 똑같습니다.

따라서 피자마다 클래스를 지역별로 만들 필요가 없다는 결론을 내릴 수 있습니다. 지역별로 다른 점은 원재료 공장에서 커버해주니까요. 치즈 피자 코드를 구현해보겠습니다.

public class CheesePizza extends Pizza {
  PizzaIngredientFactory ingredientFactory;
  
  // 이제 피자를 만들기 위해 원재료를 제공하는 공장이 필요합니다. 
  // 따라서 각 피자 클래스에서는 생성자를 통해서 팩토리를 전달 받습니다.
  public CheesePizza(PizzaIngredientFactory ingredientFactory) {
    this.ingredientFactory = ingredientFactory;  
  }
  
  void prepare(){
    System.out.println("Preparing " + name);
    dough = ingredientFactory.createDough();
    sauce = ingredientFactory.createSauce();
    cheese = ingredientFactory.createCheese();
  }
}

올바른 재료 공장 사용하기

피자 가게를 다시 살펴보겠습니다.

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;
  }
}

팩토리 메소드 패턴에서 createPizza() 메소드와 비교해보시길 바랍니다.

지금까지 한 걸 정리해 봅시다.

추상 팩토리(Abstract Factory)라고 부르는 새로운 형식의 팩토리를 도입해서 서로 다른 피자에서 필요로 하는 원재료군을 생산하기 위한 방법을 구축했습니다.

추상 팩토리를 통해서 제품군을 생성하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있습니다. 이 인터페이스를 이용하는 코드를 만들면 코드를 제품을 생산하는 실제 팩토리와 분리시킬 수 있습니다. 이렇게 함으로써 (지역, 운영체제, 룩앤필 등) 서로 다른 상황별로 적당한 제품을 생산할 수 있는 다양한 팩토리를 구현할 수 있게 됩니다.

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

추상 팩토리 패턴 정의

이제 한 가지 팩토리 패턴을 더 배웠습니다. 제품군을 만들 때 쓸 수 있는 패턴입니다.

추상 팩토리 패턴 - 추상 팩토리 패턴에서는 인터페이스를 이용하여 서로 연관된, 또는 의존하는 객체를 구상 클래스를 지정하지 않고도 생성할 수 있습니다.

추상 팩토리 패턴을 사용하면 클라이언트에서 추상 인터페이스를 통해서 일련의 제품들을 공급받을 수 있습니다. 이때, 실제로 어떤 제품이 생산되는지는 전혀 알 필요도 없습니다. 따라서 클라이언트와 팩토리에서 생산되는 제품을 분리시킬 수 있습니다.

클래스 다이어그램을 통해서 어떤 식으로 돌아가는지 살펴봅시다.

이제 PizzaStore까지 포함시켜서 전체적인 다이어그램을 살펴봅시다.

추상 팩토리 패턴 뒤에는 팩토리 메소드 패턴이 숨어있는 건가요?

추상 팩토리 패턴에서 메소드가 팩토리 메소드로 구현되는 경우도 종종 있습ㄴ디ㅏ. 추상 패토리가 원래 일련의 제품들을 생성하는 데 쓰일 인터페이스를 정의하기 위해 만들어진 거니까요. 그 인터페이스에 있는 각 메소드는 구상 제품을 생산하는 일을 맡고 있고, 추상 팩토리의 서브클래스를 만들어서 각 메소드의 구현을 제공합니다. 따라서 추상 팩토리 패턴에서 제품을 생산하기 위한 메소드를 구현하는 데 있어서 팩토리 메소드를 사용하는 것은 너무나도 자연스러운 일입니다.

클래스 다이어그램 비교

팩토리 메소드 패턴

추상 팩토리 패턴

Reference & Additional Resources

• HeadFirstDesignPattern