[Design Pattern] 행동패턴 - Visitor

방문자 (Visitor) 패턴

• 기존 코드를 건드리지 않고 새로운 코드를 추가하는 방법을 제안하는 패턴
• 방문자 패턴은 비즈니스 로직을 객체 구조에서 분리시키는 디자인 패턴
• 비슷한 종류의 객체들을 가진 그룹에서 작업을 수행해야 할 때 주로 사용
• 더블 디스패치 (Double Dispatch)를 활용

디스패치(Dispatch)란?
자바는 객체지향 프로그래밍 언어로써 객체들 간의 메시지 전송을 기반으로 문제를 해결한다.
그리고 메세지 전송이라는 표현은 결국 메소드를 호출하는 것인데, 그것을 Dispatch라고 한다.

자바는 하위타입으로의 묵시적 형변환을 지원하지 않는, 싱글 디스패치(Single Dispatch) 언어이다.
따라서 런타임시에 부모 객체의 구현체로 어떤 자식 클래스가 들어오는지 확인하여 서로 다른 메소드를
호출해 주는 동적 디스패치를 지원하지 않는다.

이러한 언어의 한계적 특성으로 인해 인자에 동적 디스패치를 활용하지 못하기 때문에, 이를 위해 한번 더
다형성을 이용함으로써 호출 객체 동적 디스패치를 이용하는 기법이 더블 디스패치이다.

 

구조

• Client : 명령을 보낸다
• Visitor : 명령을 수행하기 위해 필요한 메소드를 정의하는 인터페이스
• ConcreteVisitor : 명령을 수행하는 메소드를 구현
• Element : visit을 사용할 수 있는지 확인하는 accept 메소드를 정의하는 인터페이스
• ConcreteElement : Visitable에서 정의된 accept 메소드를 구현하며 Visitor 객체는 이 객체를 통해 명령을 전달

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방문자 (Visitor) 패턴 적용 전

• 인터페이스 B를 인자로 받는 인터페이스 A가 존재
• 인터페이스 A의 구현체에서 인자로 받은 인터페이스 B의 구현체 타입에 따라 다른 행위를 해야 하는 요구조건
• 방문자(Visitor) 패턴을 적용하지 않고, '분기처리'로 해당 매개변수로 들어온 구현체의 클래스를 판단

 

• Shape 인터페이스를 상속받는 Rectangle, Triangle 구현체에게 들어오는 Device 인터페이스의 구현체에 따라
• 각각 분기처리
• 이렇게 하면, Shape 혹은 Device의 구현체가 늘어나거나 특정 상황에서의 행위가 달라지면 매번 수정해야 하는
• 결합도가 놓은 상태가 된다.

public interface Shape {
    void printTo(Device device);
}
public class Rectangle implements Shape {
    // Device의 구현체가 추가되더라도 여기 코드가 변경됨
    @Override
    public void printTo(Device device) {
        if(device instanceof Phone) {
            System.out.println("print Rectangle to Phone");
        }
        if(device instanceof Watch) {
            System.out.println("print Rectangle to Watch");
        }
    }
}
public class Triangle implements Shape {
    // Device의 구현체가 추가되더라도 여기 코드가 변경됨
    @Override
    public void printTo(Device device) {
        if(device instanceof Phone) {
            System.out.println("print Triangle to Phone");
        }
        if(device instanceof Watch) {
            System.out.println("print Triangle to Watch");
        }
    }
}

public interface Device {
}
public class Phone implements Device{
}
public class Watch implements Device {
}

 

    @Test
    void test1() {
        Shape rectangle = new Rectangle();
        Shape triangle = new Triangle();

        Device phone = new Phone();
        Device watch = new Watch();

        rectangle.printTo(watch);
        rectangle.printTo(phone);

        triangle.printTo(watch);
        triangle.printTo(phone);
    }

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방문자 (Visitor) 패턴 적용 후

• 방문자 (Visitor) 패턴을 이용하여 해당 코드의 의존성을 제거해 보도록 하겠습니다.
• 방문자 패턴의 핵심은 더블 디스패치. 기존의 Shape 구현체에서 일어나던 비즈니스 로직을 Device에게 직접 처리하도록 수정

 

• Client에서 accept() 메소드를 찾기위해 1차 Dispatch(정적 디스패치)가 발생
• print() 객체를 호출하기 위해 메소드를 호출하는 인자가 구현체가 없는 인터페이스 타입인 경우, 런타임시에 객체를 찾아 알맞은 메소드를 호출하는 2차 Dispatch(동적 디스패치)가 발생
• 1차 (정적) + 2차 (동적) = 총 2번의 디스패치 발생

public interface ShapeAfter {
    // Visitor로 Dispatch하기 위한 기능
    void accept(DeviceAfter device);
}
public class RectangleAfter implements ShapeAfter {
    @Override
    public void accept(DeviceAfter device) {
        device.print(this);
    }
}
public class TriangleAfter implements ShapeAfter {
    @Override
    public void accept(DeviceAfter device) {
        device.print(this);
    }
}

 

• 필요한 기능이 생기면 변경하지 않고 추가하면 된다

public interface DeviceAfter {
    void print(CircleAfter circle);
    void print(TriangleAfter triangle);
    void print(RectangleAfter rectangle);
}
public class PhoneAfter implements DeviceAfter{
    @Override
    public void print(CircleAfter circle) {
        System.out.println("print Circle to Phone");
    }

    @Override
    public void print(TriangleAfter triangle) {
        System.out.println("print Triangle to Phone");
    }

    @Override
    public void print(RectangleAfter rectangle) {
        System.out.println("print Rectangle to Phone");
    }
}
public class WatchAfter implements DeviceAfter {
    @Override
    public void print(CircleAfter circle) {
        System.out.println("print Circle to Watch");
    }

    @Override
    public void print(TriangleAfter triangle) {
        System.out.println("print Triangle to Watch");
    }

    @Override
    public void print(RectangleAfter rectangle) {
        System.out.println("print Rectangle to Watch");
    }
}

 

• 호출하는 클라이언트 코드는 같다.

    @Test
    void test2() {
        ShapeAfter rectangle = new RectangleAfter();
        ShapeAfter circle = new CircleAfter();
        ShapeAfter triangle = new TriangleAfter();

        DeviceAfter phone = new PhoneAfter();
        DeviceAfter watch = new WatchAfter();

        // 상위 타입인 device가 지원이 되지 않음
        rectangle.accept(phone);
        rectangle.accept(watch);

        circle.accept(phone);
        circle.accept(watch);

        triangle.accept(phone);
        triangle.accept(watch);
    }

 

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방문자 (Visitor) 패턴

장점

• 기존 코드를 수정하지 않고 새로운 기능을 추가할 수 있다 (1차 Dispatch 기능은 추가해야 함)
• 추가 기능을 한 곳에 모아둘 수 있다.

단점

• 새로운 Element를 추가하거나 제거할 때 모든 Visitor 코드를 변경해야 한다.
• visit 메소드의 return 타입을 각각 파악하고 있어야 한다.