📚 Observer Pattern (옵저버 패턴)

지난 시간 우리는 전략 패턴에 대해 알아보았습니다.
이번 시간엔 옵저버 패턴에 대해 알아볼 시간입니다.

🤔 Observer Pattern(옵저버 패턴)이란 무엇일까요?

📑 위키백과
✍ 옵저버 패턴은 객체의 상태 변화를 관찰하는 관찰자들,
     즉 옵저버들의 목록을 객체에 등록하여 상태 변화가 있을 때마다 메서드 등을 통해
     객체가 직접 목록의 각 옵저버들에게 통지하도록 하는 디자인 패턴입니다.
     주로 분산 이벤트 핸들링 시스템을 구현하는데 사용됩니다.

🔍 뭔가 중요한 일이 일어났을 때, 객체들한테 소식을 알려 줄 수 있는 패턴입니다.
     객체 쪽에서는 계속해서 정보를 받을지 여부를 실행중에 결졍할 수 있습니다.
     옵저버 패턴은 JDK에서 가장 많이 쓰이는 패턴 가운데 하나이기도 합니다.

📋 예제를 보며 알아봅시다

📡 기상 모니터링 애플리케이션 개요

이 시스템은 기상청과 WeatherData(기상청으로부터 오는 데이터를 추적하는 객체),
그리고 사용자에게 현재 기상 조건을 보여주는 디스플레이, 이렇게 세 요소로 이루어집니다.

💻 WeatherData 클래스를 열어봅시다

WeatherData 클래스에는 세 가지 측정값(온도, 습도, 기압)을 알아내기 위한 메소드가 있습니다.
새로운 기상 측정 데이터가 나올 때마다 WeatherData 클래스의
measurementsChanged( ) 메소드가 호출됩니다.
기상 데이터를 사용하는 여러가지 디스플레이 항목을 구현해야 합니다.
또한, WeatherData에서 새로운 측정값이 들어올 때마다 디스플레이를 갱신해야 합니다.
추가로 시스템이 확장 가능해야 합니다.
다른 개발자들이 별도의 디스플레이 항목을 만들 수 있도록 해야 하고,
사용자들이 애플리케이션에서 마음대로 디스플레이 항목을 추가/제거 할 수 있도록 해야합니다.

📖 옵저버 패턴에 대해 좀 더 자세히 알아봅시다.

🔍 옵저버 패턴에서는 한 객체의 상태가 바뀌면
     그 객체에 의존하는 다른 객체들한테 연락이 가고,
     자동으로 내용이 갱신되는 방식으로
     일대다 (one-to-many) 의존성을 정의합니다.

일대다 관계는 주제와 옵저버에 의해 정의됩니다. 옵저버는 주제에 의존하고,
주제의 상태가 바뀌면 옵저버한테 연락을 합니다.
연락 방법에 따라 옵저버에 있는 값이 새로운 값으로 갱신될 수 도 있습니다.

옵저버 패턴을 구현하는 방법에는 여러가지가 있지만,
대부분 주제(Subject) 인터페이스 와 옵저버(Observer) 인터페이스가
들어있는 클래스 디자인을 바탕으로 합니다.

🕎 옵저버 패턴: 클래스 다이어그램

주제를 나타내는 Subject 인터페이스 입니다.
객체에서 옵저버로 등록하거나 옵저버 목록에서 탈퇴하고 싶을 때는
이 인터페이스에 있는 메소드를 사용합니다.
각 주제마다 여러개의 옵저버가 있을 수 있습니다.
옵저버가 될 가능성이 있는 객체에서는 반드시 Observer 인터페이스를 구현해야 합니다.
이 인터페이스에는 주제의 상태가 바뀌었을 때 호출되는 update( ) 메소드 밖에 없습니다.
Observer 인터페이스만 구현한다면 무엇이든 옵저버 클래스가 될 수 있습니다.
각 옵저버는 특정 주제 객체에 등록을 해서 연락을 받을 수 있습니다.
주제 역할을 하는 구상 클래스에서는 항상 Subject 인터페이스를 구현해야 합니다.
주제 클래스에서는 등록 및 해지를 위한 메소드 외에 상태가 바뀔때마다
모든 옵저버들에게 연락을 하기 위한 notifyObservers( ) 메소드도 구현해야 합니다.
주제 클래스에는 상태를 설정하고 알아내기 위한
Gettet/Setter 메소드가 들어있을 수 도 있습니다.

🤔 이거랑 일대다 관계랑 무슨 관계가 있는거죠?

🔍 옵저버 패턴에서 상태를 저장하고 지배하는 것은 주제 객체 입니다.
     따라서 상태가 들어있는 객체는 하나만 있을 수 있습니다.
     옵저버를 사용하긴 하지만 반드시 상태를 가지고 있어야 하는 것은 아닙니다.
     따라서, 옵저버는 여러 개가 있을 수 있으며,
     주제 객체에서 상태가 바뀌었다는 것을 알려주기를 기다리는,
     주제에 의존적인 성질을 가지게 되죠.
     그러므로 하나의 주제와 여러 개의 옵저버가 연관된,
     일대다 (One-To-Many) 관계가 성립됩니다.

🤔 의존성이 이 내용이랑 무슨 상관이 있어요?

🔍 데이터의 주인은 주제입니다.
     옵저버는 데이터가 변경되었을 때 주제에서 갱신해주기를
     기다리는 입장이기 때문에 의존성을 가진다고 할 수 있습니다.
     이런 방법을 사용하면 여러 객체에서 동일한 데이터를 제어하도록
     하는 것에 비해 더 깔끔한 객체지향 디자인을 만들 수 있습니다.

🕎 옵저버 패턴: 예제 클래스 다이어그램

위의 다이어그램과 실제 예제를 구현할 클래스 다이어그램을 비교해봅시다.
구현한 코드는 Code Example 깃허브 저장소에서 보실 수 있습니다.

💡 느슨한 결합 (Loose Coupling)의 위력

두 객체가 느슨하게 결합되어 있다는 것은, 그 둘이 상호작용을 하긴 하지만
서로에 대해 잘 모른다는 것을 의미합니다.

옵저버 패턴에서는 주제와 옵저버가 느슨하게 결합되어 있는 객체 디자인을 제공합니다.
그 이유에 대해 알아봅시다.

Subject(주제)가 Observer(옵저버)에 대해서 아는 것은
Observer가 특정 인터페이스(Observer 인터페이스)를 구현한다는 것 뿐입니다.
Observer의 구상 클래스가 무엇인지,
Observer가 무엇을 하는지 등에 대해서는 알 필요가 없습니다.

Observer는 언제든지 새로 추가할 수 있습니다.
Subject는 Observer 인터페이스를 구현하는 객체의 목록에만 의존하기 때문에
언제든지 새로운 Observer를 추가할 수 있습니다. 사실 실행중에 한 Observer를 바꿔도 되고,
그렇게 해도 Subject 객체는 계속해서 데이터를 보낼 수 있습니다.
마찬가지로 Observer를 아무때나 제거해도 됩니다.

새로운 형식의 Observer를 추가하려고 할 때도 Subject를 전혀 변경할 필요가 없습니다.
Observer가 되어야 하는 새로운 구상 클래스가 생겼다고 가정해 봅시다.
이 때도 새로운 클래스 형식을 받아들일 수 있도록 Subject를 바꿔야 할 필요는 없습니다.
새로운 클래스에서 Observer 인터페이스를 구현하고, Observer로 등록하기만 하면 됩니다.
Subject 객체는 전혀 신경도 쓰지 않아도 됩니다.

Subject와 Observer는 서로 독립적으로 재사용할 수 있습니다.
Subject나 Observer를 다른 용도로 활용 할 일이 있다고 해도 손쉽게 재사용할 수 있습니다.
그 둘이 서로 단단하게 결합되어 있지 않기 때문입니다.

Subject나 Observer가 바뀌더라도 서로한테 영향을 미치지 않습니다.
둘이 서로 느슨하게 결합되어 있기 때문에 Subject 혹은 Observer 인터페이스를 구현한다는
조건만 만족된다면 어떻게 바꿔도 문제가 생기는 일은 없습니다.

✍ 디자인 패턴의 새로운 원칙을 알아봅시다.
서로 상호작용을 하는 객체 사이에서는 가능하면
느슨하게 결합하는 디자인을 사용해야 한다.

느슨하게 결합하는 디자인을 사용하면 변경 사항이 생겨도
무난히 처리할 수 있는 유연한 객체지향 시스템을 구축할 수 있습니다.
객체 사이의 상호의존성을 최소화 할 수 있기 때문입니다.

끝내며,

이렇게 옵저버 패턴의 1부 포스팅이 끝났습니다.
2부에서는 자바의 java.util.Observable과
JDK에서의 Observer Pattern에 대해서 알아보겠습니다.