Observer Pattern

Apr 7, 2019

  • 데이터의 변화를 통보하는 방법
  • 옵서버 패턴을 통한 통보의 캡슐화 방법
  • 사례 연구를 통한 옵서버 패턴의 핵심 특징

1. 여러 가지 방식으로 성적 출력하기

  • 성적 출력 프로그램

    • ScoreRecord 클래스 : 점수를 저장/관리하는 클래스
    • DataSheetView 클래스 : 점수를 목록 형태로 출력하는 클래스

  • ScoreRecord 클래스의 값을 출력하는 DataSheetView 클래스의 설계

    • ScoreRecord 클래스의 값을 출력하는 DataSheetView 클래스의 설계

  • 성적 출력 프로그램 순차 다이어그램

    • ScoreRecord와 DataSheetView 클래스 사이의 상호작용
  • public class ScoreRecord {
    private List<Integer> scores = new ArrayList<Integer>();
    private DataSheetView dataSheetView;
      
    public void setDataSheetView(DataSheetView dataSheetView) {
        this.dataSheetView = dataSheetView;
    }
    public void addScore(int score) {
        scores.add(score);
        dataSheetView.update();
    }
    public List<Integer> getScoreRecord() {
        return scores;
    }
}
  
public class DataSheetView {
    private ScoreRecord scoreRecord;
    private int viewCount;
      
    public DataSheetView(ScoreRecord scoreRecord, int viewCount) {
        this.scoreRecord = scoreRecord;
        this.viewCount = viewCount;
    }
    public void update() {
        List<Integer> record = scoreRecord.getScoreRecord();
        displayScores(record, viewCount);
    }
    private void displayScores(List<Integer> record, int viewCount) {
        System.out.println("List of " + viewCount + " entries : ");
        for (int i = 0; i < viewCount && i < record.size(); i++)
            System.out.println(record.get(i) + " ");
        System.out.println();
    }
}
  
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ScoreRecord scoreRecord = new ScoreRecord();
        DataSheetView dataSheetView = new DataSheetView(scoreRecord, 3);
        scoreRecord.setDataSheetView(dataSheetView);
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            int score = i * 10;
            System.out.println("Adding " + score);
            scoreRecord.addScore(score);
        }
    }
}

2. 문제점

  • 성적을 다른 방식으로 출력하고 싶다면 어떤 변경 작업을 해야 하는가?

    • ex : 성적을 목록으로 출력하지 않고 최소/최대값만을 출력하려면?

    • public class MinMaxView {
    private ScoreRecord scoreRecord;
        
    public MinMaxView(ScoreRecord scoreRecord) {
        this.scoreRecord = scoreRecord;
    }
    public void update() {
        List<Integer> record = scoreRecord.getScoreRecord();
        displayMinMax(record);
    }
    private void displayMinMax(List<Integer> record) {
        int min = Collections.min(record, null);
        int max = Collections.max(record, null);
        System.out.println("Min : " + min + " Max : " + max);
    }
}
    
public class ScoreRecord {
    private List<Integer> scores = new ArrayList<Integer>();
    private MinMaxView minMaxView;
        
    public void setMinMaxView(MinMaxView minMaxView) {
        this.minMaxView = minMaxView;
    }
    public void addScore(int score) {
        scores.add(score);
        minMaxView.update();
    }
    public List<Integer> getScoreRecord() {
        return scores;
    }
} // MinMaxView를 이용하도록 코드를 수정하였다.
// 기능 변경을 위해서 기존의 소스 코드를 수정하였으므로 OCP에 위배
    
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ScoreRecord scoreRecord = new ScoreRecord();
        MinMaxView minMaxView = new MinMaxView(scoreRecord);
        scoreRecord.setMinMaxView(minMaxView);
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            int score = i * 10;
            System.out.println("Adding " + score);
            scoreRecord.addScore(score);
        }
    }
}

  • 성적을 동시에 여러 가지 형태로 출력하려면 어떤 변경 작업을 해야 하는가?

    • ex : 성적이 입력되면 최대 3개 목록으로 출력, 최대 5개 목록으로 출력, 최소/최대값 출력

    • public class ScoreRecord {
    private List<Integer> scores = new ArrayList<Integer>();
    private List<DataSheetView> dataSheetViews = new ArrayList<DataSheetView>();
    private MinMaxView minMaxView;
        
    public void addDataSheetView(DataSheetView dataSheetView) {
        dataSheetViews.add(dataSheetView);
    }
    public void setMinMaxView(MinMaxView minMaxView) {
        this.minMaxView = minMaxView;
    }
    public void setDataSheetView(MinMaxView minMaxView) {
        this.minMaxView = minMaxView;
    }
    public void addScore(int score) {
        scores.add(score);
        for (DataSheetView dataSheetView : dataSheetViews)
            dataSheetView.update();
        minMaxView.update();
    }
    public List<Integer> getScoreRecord() {
        return scores;
    }
} // 기능 변경을 위해서 기존의 소스 코드를 수정하였으므로 OCP에 위배
    
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ScoreRecord scoreRecord = new ScoreRecord();
        DataSheetView dataSheetView3 = new DataSheetView(scoreRecord, 3);
        DataSheetView dataSheetView5 = new DataSheetView(scoreRecord, 5);
        MinMaxView minMaxView = new MinMaxView(scoreRecord);
        scoreRecord.addDataSheetView(dataSheetView3);
        scoreRecord.addDataSheetView(dataSheetView5);
        scoreRecord.setMinMaxView(minMaxView);
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            int score = i * 10;
            System.out.println("Adding " + score);
            scoreRecord.addScore(score);
        }
    }
}

  • 프로그램이 실행 시에 성적의 출력 방식이 변경되는 것을 지원한다면 어떤 변경 작업을 해야 하는가?

    • ex : 처음에는 목록으로 출력, 나중에는 최소/최대값 출력

3. 해결책

  • 성적 출력 방식(통보 받을 객체)이 변경되더라도 ScoreRecord 클래스를 그대로 재사용할 수 있어야 한다.

  • 개선된 ScoreRecord의 클래스 다이어그램

  • public interface Observer { // 추상화된 통보 대상
    public void update();
}
  
public abstract class Subject { // 추상화된 변경 관심 데이터
    private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
  
    public void attach(Observer observer) { // 옵저버(통보 대상) 추가
        observers.add(observer);
    }
    public void detach(Observer observer) { // 옵저버(통보 대상) 제거
        observers.remove(observer);
    }
      
    public void notifyObservers() { // 통보 대상 목록에 있는 각 옵저버에게 변경을 통보한다.
        for (Observer observer : observers) observer.update();
    }
}
  
public class ScoreRecord extends Subject { // 구체적인 변경 감시 대상 데이터
    private List<Integer> scores = new ArrayList<>();
  
    public void addScore(int score) {
        scores.add(score);
        notifyObservers(); // 데이터가 변경되면 Subject 클래스의 notifyObservers 메소드를 호출해 각 옵저버(통보 대상 객체)에게 데이터의 변경을 통보한다.
    }
    public List<Integer> getScoreRecord() {
        return scores;
    }
}
  
public class DataSheetView implements Observer {
    private ScoreRecord scoreRecord;
    private int viewCount;
  
    public DataSheetView(ScoreRecord scoreRecord, int viewCount) {
        this.scoreRecord = scoreRecord;
        this.viewCount = viewCount;
    }
    @Override
    public void update() {
        List<Integer> record = scoreRecord.getScoreRecord();
        displayScores(record, viewCount);
    }
    private void displayScores(List<Integer> record, int viewCount) {
        System.out.println("List of " + viewCount + " entries : ");
        for (int i = 0; i < viewCount && i < record.size(); i++)
            System.out.println(record.get(i) + " ");
        System.out.println();
    }
}
  
public class MinMaxView implements Observer {
    private ScoreRecord scoreRecord;
  
    public MinMaxView(ScoreRecord scoreRecord) {
        this.scoreRecord = scoreRecord;
    }
    @Override
    public void update() {
        List<Integer> record = scoreRecord.getScoreRecord();
        displayMinMax(record);
    }
    private void displayMinMax(List<Integer> record) {
        int min = Collections.min(record, null);
        int max = Collections.max(record, null);
        System.out.println("Min : " + min + " Max : " + max);
    }
}
  
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ScoreRecord scoreRecord = new ScoreRecord();
        DataSheetView dataSheetView3 = new DataSheetView(scoreRecord, 3);
        DataSheetView dataSheetView5 = new DataSheetView(scoreRecord, 5);
        MinMaxView minMaxView = new MinMaxView(scoreRecord);
  
        scoreRecord.attach(dataSheetView3);
        scoreRecord.attach(dataSheetView5);
        scoreRecord.attach(minMaxView);
  
        for (int i = 1; i <= 5; i++) {
            int score = i * 10;
            System.out.println("Adding " + score);
            scoreRecord.addScore(score);
        }
    }
}

4. 옵서버 패턴

  • 데이터 공급 객체에서 데이터 변경 시 공급 객체가 데이터 이용 객체에 의존하지 않으면서 데이터 변경을 이용 객체에게 통보하고자 할 때
  • 옵서버 패턴은 통보 대상 객체의 관리를 Subject 클래스와 Observer 인터페이스로 일반화한다.
    • 데이터 변경을 통보하는 클래스(ConcreteObserver)에 대한 의존성을 제거할 수 있다.
    • 결과적으로 옵서버 패턴은 통보 대상 클래스나 대상 객체의 변경에도 ConcreteSubject 클래스를 수정할 필요없이 그대로 사용할 수 있게 된다.

옵서버 패턴의 컬레보레이션

옵서버 패턴의 순차 다이어그램

옵서버 패턴을 성적 출력하기 예제에 적용한 경우