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[디자인 패턴] Factory Method Pattern(팩토리 메서드 패턴)

Amaranth2023년 03월 07일

Factory Method - 하위 클래스에서 인스턴스 작성하기

가상 생성자(Virtual Constructor) 패턴이라고도 하며, 디자인 패턴 중 생성 패턴에 속하는 패턴이다.

정의


객체를 생성하는 인터페이스는 미리 정의하되, 인스턴스를 만들 클래스의 결정은 서브클래스 쪽에서 내리는 패턴. 팩토리 메서드 패턴에서는 클래스의 인스턴스를 만드는 시점을 서브 클래스로 미룬다.

-GoF의 디자인 패턴(407p)

  • 추상 클래스는 인스턴스를 가질 수 없기 때문에, 추상 클래스밖에 모르는 프레임워크는 클래스의 인스턴스화 작업을 수행할 수 없다.

    인스턴스를 만드는 방법을 상위 클래스가 결정하지만 구체적인 클래스 이름까지는 결정하지 않는다. 구체적인 내용은 모두 하위 클래스 측에서 수행한다.

    Factory Method 패턴에서 인스턴스를 생성할 때 Template Method 패턴을 활용한다.

    팩토리 메서드 패턴은 추상 클래스의 서브 클래스 중 어느 것을 생성해야 하는 지에 대한 정보를 캡슐화하고 프레임워크로부터 분리해준다.

  • 예제 코드 - 템플릿 메소드 패턴을 적용한 Factory 클래스

    public abstract class Factory {
	public final Product create(String owner){
		Product p=createProduct(owner);
		registerProduct(p);
		return p;
	}
	protected abstract Product createProduct(String owner);
	protected abstract void registerProduct(Product product);
}

Factory Method 패턴의 구성요소

image.png

Product(제품)

: 이 패턴에서 생성되는 인스턴스가 가져야 할 인터페이스(API)를 결정하는 추상 클래스.

Creator(작성자)

: Product 역할을 생성하는 추상 클래스. 구체적인 내용은 위 클래스의 ConcreteCreator 역할이 결정한다. Creator 역할은 실제로 생성하는 ConcreteProduct 역할에 대한 정보를 가지고 있지 않고, 알고 있는 건 Product의 역할과 인스턴스를 생성하는 메소드를 호출하면 Product가 생성된다는 사실 뿐이다.

new 키워드를 사용해 실제 인스턴스를 생성하는 대신 인스턴스 생성을 위한 메소드를 호출해서 구체적인 클래스 이름에 의한 속박에서 상위 클래스를 자유롭게 만든다.

ConcreteProduct(구체적인 제품)

: 구체적인 제품을 결정하는 구현 클래스.

ConcreteCreator(구체적인 작성자)

: 구체적인 제품을 만드는 클래스를 결정하는 구현 클래스.

Factory Method 패턴의 특징

의존성

Product 클래스나 Creator 클래스 안에는 구체적인 클래스의 이름이 없다. 때문에 새로운 구현 클래스를 추가해도 추상클래스들의 내용을 수정할 필요가 없다.

⇒OCP 원칙을 지킬 수 있다.

⇒추상 클래스에 해당하는 Product와 Creator(책에서는 framework로 묶어서 표현하였음)는 구현 클래스인 ConcreteProduct, ConcreteCreator(책에서는 idcard로 묶어서 표현하였음)에 의존하지 않는다.

인스턴스 생성 메소드를 구현하는 방법

  1. 추상 메소드

    추상 메소드로 구현할 경우 하위 클래스는 반드시 이 메소드를 구현해야 한다.

abstract class Factory{
	public abstract Product createProduct(String name);
	...
}

  1. 디폴트 구현을 준비한다.

    디폴트로 구현된 메서드를 준비해두고 하위 클래스에서 구현하지 않았을 때 사용하면 된다.

    단, 이 경우 Product 클래스에 대해 직접 new를 이용하고 있기 때문에 Product 클래스를 추상 클래스로 둘 수 없다.

    class Factory{
	public Product createProduct(String name){
		return new Product(name);
	}
	...
}

  2. 에러를 이용한다.

    디폴트의 구현 내용을 에러로 처리해두면 하위 클래스에서 구현하지 않았을 경우 에러가 발생한다.

    ⇒에러를 발생시켜 구현되고 있지 않은 것을 알려준다.

    class Factory{
	public Product createProduct(String name){
		throw new FactoryMethodRuntimeException();
	}
	...
}

패턴 이용과 개발자 간의 의사소통

일반적으로 디자인 패턴을 사용해서 어떤 클래스를 설계할 때 그 클래스를 보수하는 사람에게 설계자가 의도한 디자인 패턴이 무엇인지를 전달할 필요가 있다. 프로그램의 주석이나 개발 문서 안에 실제로 사용되고 있는 디자인 패턴의 명칭과 의도를 기술해놓는 것도 좋은 방법이다.

  • 활용성
    • 어떤 클래스가 자신이 생성해야 하는 객체의 클래스를 예측할 수 없을 때.
    • 생성할 객체를 기술하는 책임을 자신의 서브클래스가 지정했으면 할 때
    • 객체 생성의 책임을 몇 개의 보조 서브 클래스 중 하나에게 위임하고 어떤 서브클래스가 위임자인지에 대한 정보를 국소화시키고 싶을 때
  • 관련 패턴
    • Template Method 패턴 : Factory Method 패턴은 Template Method 패턴의 전형적인 응용 방법 중 하나이다. 객체를 생성하는 Factory Method가 Template Method로 되어있다.
    • Singleton 패턴 : Creator 역할(또는 ConcreteCreator 역할)을 수행하는 클래스는 대부분 Singleton 패턴으로 만들 수 있다. 프로그램 안에서 인스턴스가 복수로 존재해야 하는 경우는 거의 없기 때문이다.
    • Composite 패턴 : Product 역할(또는 ConcreteProduct) 역할에 Composite 패턴을 적용할 수도 있다.
    • Iterator 패턴 : Iterator 패턴에서 iterator 메소드가 Iterator의 인스턴스를 작성할 때 Factory Method 패턴이 사용되는 경우가 있다.
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