[Design Pattern] 구조패턴 - Facade

퍼사드 (Facade) 패턴

• 복잡한 서브 시스템의 의존성을 최소화하기 위한 목적을 가지는 패턴
• 클라이언트가 사용해야 하는 복잡한 서브 시스템의 의존성을 간단한 인터페이스로 추상화할 수 있다고 한다.
• 어떤 서브시스템의 일련의 인터페이스에 대한 통합된 인터페이스를 제공
• 퍼사드 패턴의 궁극적인 목표는 '객체 간의 의존성을 느슨하게 만드는 것'이다

 

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퍼사드 (Facade) 패턴을 사용하기 좋은 시기

• 시스템이 너무 복잡할 때
• 간단한 인터페이스를 통해 복잡한 시스템을 접근하도록 하고 싶을 때
• 시스템을 사용하고 있는 외부와 결합도가 너무 높을 때, 의존성을 낮추기 위할 때

 
 

• Facade : 서브시스템 기능을 편리하게 사용할 수 있도록 하기 위해 여러 시스템과 상호 작용하는 복잡한 로직을 재정리해서 높은 레벨의 인터페이스를 구성한다. Facade 역할은 서브 시스템의 많은 역할게 대해 '창구'가 된다.
• 클라이언트와 서브시스템이 서로 긴밀하게 연결되지 않도록 한다.
• Additional Facade : 퍼사드 클래스는 반드시 한 개만 존재해야 한다는 규칙 같은 건 없다. 연관되지 않은 기능이 있다면 얼마든지 Facade 2세로 분리한다. 이 Facade 2세는 다른 Facade에서 사용할 수도 있고 클라이언트에서 직접 접근할 수 도 있다.
• SubSystem : 여러 개의 라이브러리 혹은 클래스들
• Client : 서브 시스템에 직접 접근하는 대신 Facade를 사용

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퍼사드 (Facade) 패턴 적용 전

• DB로부터 값을 얻어와 화면에 데이터를 출력하려는 프로그램이 있다고 가정
• 패키지에는 총 4개, Cache, DBMS, Row, Message 클래스가 존재

 

작업순서

1. DBMS를 조회하기 전에 저장된 Cache를 먼저 확인
2. Cache에 데이터가 없으면 DBMS 통해서 조회
3. Cache에 데이터가 있으면 가공하고 출력
4. 조회된 데이터를 가공하고 출력하고 Cache에 저장

 

@AllArgsConstructor
@NoArgsConstructor
public class DBMS {
    // DB역할을 하는 클래스

    private HashMap<String, Row> db = new HashMap<>();

    public void put(String name, Row row) {
        db.put(name, row);
    }

    public Row query(String name) {
        try {
            Thread.sleep(500); // 0.5초 대기 구현
        }catch (InterruptedException e) {
        }
        return db.get(name);
    }
}

@Getter
@Setter
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Row {
    // DBMS에 저장된 데이터 클래스

    private String name;
    private String age;
    private String email;
}

public class Cache {
    //DB에서 조회된 데이터를 임시 저장해주는 Cache
    private HashMap<String, Row> cache = new HashMap<>();

    public void put(Row row) {
        cache.put(row.getName(), row);
    }

    public Row get(String name) {
        return cache.get(name);
    }
}

@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Message {
    // Row클래스를 출력하는 클래스

    private Row row;

    public String nmakeName() {
        return "Name : \"" + row.getName() + "\"";
    }

    public String makeAge() {
        return "Age : \"" + row.getAge() + "\"";
    }

    public String makeEmail() {
        return "Email : \"" + row.getEmail() + "\"";
    }
}

 

• 패키지의 코드를 그대로 메인 로직에 작성하여 구현하고 있다. 데이터 조회부터 출력까지 여러 개의 객체가 사용된다.
• 수정이나 확장에 있어 개발자가 실수를 할 수 있는 가능성이 많다.

@Test
    void test1() {
        // DB 생성 등록
        DBMS dbms = new DBMS();
        dbms.put("A", new Row("A", "010-1234-5678", "A@nver.com"));
        dbms.put("B", new Row("B", "010-2345-5678", "B@nver.com"));
        dbms.put("C", new Row("C", "010-3678-5678", "C@nver.com"));

        //Cache생성
        Cache cache = new Cache();

        // DB를 조회하기 전, Cache 먼저 확인
        String name = "A";
        Row row = cache.get(name);

        // Cache 데이터 존재유무 확인
        if(row == null) {
            row = dbms.query(name);
            if(row != null) { // 조회된 데이터가 있으면 Cache에 저장
                cache.put(row);
            }
        }

        // dbms에 조회된 데이터 확인
        if(row != null) {
            Message message = new Message(row);

            System.out.println(message.nmakeName());
            System.out.println(message.makeAge());
            System.out.println(message.makeEmail());
        }else {
            System.out.println(name +  " 가 DB에 존재하지 않음.");
        }
    }

 

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퍼사드 (Facade) 패턴 적용 후

• 퍼사드 (Facade) 패턴은 다른 디자인 패턴과는 다르게 클래스 구조가 정형화되지 않은 패턴이다.
• 반드시 클래스 위치가 어떻고 어떤 형식으로 위임을 해야 된다는 것이 없다.
• 퍼사드 (Facade) 클래스를 만들어 적절히 기능 집약화만 해주면 그게 디자인 패턴이 된다.

 

• 단순화된 인터페이스를 통해 서브 클래스를 다룸으로써 개발자의 실수를 줄이고자 하는 것이 퍼사드 (Facade) 패턴

public class Facade {
    private DBMS dbms = new DBMS();
    private Cache cache = new Cache();

    public void insert() {
        dbms.put("A", new Row("A", "010-1234-5678", "A@nver.com"));
        dbms.put("B", new Row("B", "010-2345-5678", "B@nver.com"));
        dbms.put("C", new Row("C", "010-3678-5678", "C@nver.com"));
    }

    public void run(String name) {
        Row row = cache.get(name);

        // 캐시에서 확인
        if(row == null) {
            row = dbms.query(name); // DB에 해당 데이터를 조회해서 row에 저장
            if(row != null) { // 조호된 데이터가 있다면 캐시에 저장
                cache.put(row);
            }
        }

        // 조회된 row 값이 있으면 출력
        if(row != null) {
            Message message = new Message(row);

            System.out.println(message.nmakeName());
            System.out.println(message.makeAge());
            System.out.println(message.makeEmail());
        }else { // 조호된 내용이 없을 때
            System.out.println(name + " 가 DB에 존재하지 않습니다.");
        }
    }

 

• 퍼사드 (Facade) 패턴을 적용하니 로직이 훨씬 간결해졌다.
• 퍼사드 (Facade) 패턴의 핵심은 인터페이스(Api)를 적게 구성하는 것
• 라이브러리에서 제공하는 클래스나 메소드가 많이 보이면, 프로그래머는 무엇을 사용하면 좋을지 생각하게 되고
  순서도 doc을 살펴보며 확인해야 한다.

    @Test
    void test2() {
        // 퍼사드 (Facade) 객체 생성
        Facade facade = new Facade();

        // db에 insert
        facade.insert();

        // 퍼삳드를 통해 캐시, DB 조회 그리고 출력을 한번에 실행
        String name = "A";
        facade.run(name);
    }

 
 

퍼사드(Facade)는 서브 클래스들의 캡슐화를 하는 것이 아니다.
서브 클래스들을 사용할 간단한 인터페이스를 제공할 뿐이다.
사용자가 서브 시스템 내부의 클래스를 직접 사용하는 것을 제한할 수는 없다.
그래서 추상화에 가깝다고 볼 수 있다.

※ 보통 퍼사드 (Facade) 객체는 하나만 있어도 충분하므로 싱글톤으로 구성해 주면 좋다.

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퍼사드 (Facade) 패턴

장점

• 서브 시스템의 복잡성에서 코드를 분리하여, 외부에서 시스템을 사용하기 쉬워진다.
• 서브 시스템 간의 의존 관계가 많을 경우 이를 감소시키고 의존성을 한 곳으로 모을 수 있다.
• 복잡한 코드를 숨기고, 클라이언트가 시스템의 코드를 몰라도 Facade 클래스만 이해하면 사용 가능하다.

단점

• Facade가 앱의 모든 클래스에 결합된 God 객체가 될 수 있다.
• Facade 클래스 자체가 서브 시스템에 대한 의존성을 가지게 되어 의존성을 완전히 피할 순 없다.
• 추가적인 코드가 생겨나기에 유지보수 측면에서 공수가 발생
• 추상화하고자 하는 시스템이 얼마나 복잡한지 Facade 패턴을 통해서 얻게 되는 이점과 추가적인
  유지보수 비용을 비교해 보면서 결정 필요.