10. [Design Pattern] 퍼사드(Facade) 패턴

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퍼사드 패턴

여러 개의 서브 시스템이나 복잡한 클래스들을 간단한 인터페이스를 통해 외부로 노출시키는 패턴. 클라이언트에게 획일화된 하나의 인터페이스를 제공함으로써, 클라이언트는 복잡합 동작 과정을 알 필요가 없이 인터페이스의 기능을 사용할 수 있다.

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구조

퍼사드 클래스는 다른 패턴에 비해 구조가 비교적 느슨하다

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기본 인터페이스

//서브시스템 클래스
class SubSystem1 
{
   public void Method1() { //구현 로직 }
}

class SubSystem2
{
   public void Method2() { //구현 로직 }
}

//퍼사드 클래스
class Facade 
{
   private SubSystem1 sub1;
   private SubSystem2 sub2;

   public Facade() 
   {
      sub1 = new SubSystem1();
      sub2 = new SubSystem2();
   }

   public void FacadeMethod()
   {
      //서브시스템 메서드 호출
      sub1.Method1();  
      sub2.Method2(); 
   }
}

//클라이언트 
class Client
{
    private Facade facade;
    
    public Client()
    {
        facade = new Facade();
    }
    
    public void ClientCode()
    {
        facade.FacadeMethod();
    }
}

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왜 사용해야 할까?

간략하게 말하자면 클래스 간의 연동을 캡슐화하는 것이다. 캡슐화가 클래스 내 객체의 상태와 행위를 외부에 감추는 것이라면, 퍼사드는 클래스 간의 의존성과 결합을 외부에 감추고 요청의 결과만을 제공한다. 이를 통해 클라이언트는 상세한 구현에 대해 모른 채 간단한 인터페이스만 제공받을 수 있다.

이에 대해 컴퓨터를 실행하는 과정을 예로 들어보자. 컴퓨터를 실행하는 데 우리가 하는 과정은 딱 하나, 실행 버튼을 누르는 것이다.

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ComputerFacade computer = new ComputerFacade();
        computer.start();
    }
}

하지만 좀 더 깊이 들어가면 컴퓨터를 실행하는 데엔 여러 동작이 필요하다. 먼저 컴퓨터를 구성하는  CPU, Memory, HardDrive,같은 기본적인 부품이 필요하다. 이 부품들은 각자 독립적으로 행동하기도, 때론 연결되어 동작하기도 할 것이다.

// 서브 시스템 클래스들
class CPU {
    public void freeze() { System.out.println("CPU freeze"); }
    public void jump() { System.out.println("CPU jump"); }
    public void execute() { System.out.println("CPU execute"); }
}

class Memory {
    public void load() { System.out.println("Memory load"); }
}

class HardDrive {
    public void read() { System.out.println("HardDrive read"); }
}

컴퓨터는 이 부품들을 이용해 실행 명령을 수행한다. CPU를 불러오고, Memory를 통해 데이터를 불러오며, HardDrive를 통해 가져온 데이터를 읽고 CPU를 실행시키는 게 컴퓨터 실행의 전반적인 동작 과정이다.

 

// 퍼사드 클래스
class ComputerFacade {
    private CPU cpu;
    private Memory memory;
    private HardDrive hardDrive;

    public ComputerFacade() {
        this.cpu = new CPU();
        this.memory = new Memory();
        this.hardDrive = new HardDrive();
    }

    public void start() {
        cpu.freeze();
        memory.load();
        cpu.jump();
        hardDrive.read();
        cpu.execute();
    }
}

클라이언트는 CPU, Memory, HardDrive 같은 클래스에 대해 전혀 모르는 상태이지만, 퍼사드 클래스에서 해당 클래스간의 연계, 복잡성 등을 숨기고 실행함으로써 클라이언트에게 더 간단한 방식으로 똑같은 서비스를 제공할 수 있다. 

 

장점

1. 사용자에게 간단한 인터페이스만 제공할 수 있다.
2. 하위 시스템 간의 의존관계가 많은 경우 퍼사드 패턴에 의존성을 집중시킬 수 있다.
3. 시스템의 동작을 계층화할 수 있다.

단점

1. 모든 클래스와 결합된 전지전능한 클래스가 될 수 있다.
2. 퍼사드 클래스 자체가 서브 클래스에 대해 의존성을 갖게 된다.
3. 유지보수 자체가 해결되지 않았다. 퍼사드 패턴을 확장해야 할 경우 의존성 관계 때문에 유지보수가 힘들어질 수 있다.

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전체 예시 코드

// 퍼사드 클래스
class ComputerFacade {
    private CPU cpu;
    private Memory memory;
    private HardDrive hardDrive;

    public ComputerFacade() {
        this.cpu = new CPU();
        this.memory = new Memory();
        this.hardDrive = new HardDrive();
    }

    public void start() {
        cpu.freeze();
        memory.load();
        cpu.jump();
        hardDrive.read();
        cpu.execute();
    }
}

// 서브 시스템 클래스들
class CPU {
    public void freeze() { System.out.println("CPU freeze"); }
    public void jump() { System.out.println("CPU jump"); }
    public void execute() { System.out.println("CPU execute"); }
}

class Memory {
    public void load() { System.out.println("Memory load"); }
}

class HardDrive {
    public void read() { System.out.println("HardDrive read"); }
}

// 클라이언트 코드
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ComputerFacade computer = new ComputerFacade();
        computer.start();
    }
}

CPU freeze
Memory load
CPU jump
HardDrive read
CPU execute

참고자료

GoF의 디자인 패턴 - 예스24