Abstract Factory

GoF의 디자인 패턴, 첫번째 추상 팩토리 패턴에 대해 알아본다.

해당 글은, 다음의 코드를 기반으로 이해하는 것이 편리합니다.

핵심 요약

Factory의 추상화를 통해 여러 제품군에 맞는 하위 Component를 만드는 Factory를 여러개 만들어 변화에 쉽게 대응할 수 있도록 한 패턴

• 서로 다른 제품군 (OS에 따라 변경되어야 하는 경우)을 만들 때 용이하다.
• 공통 Component를 생성하는 Factory를 추상화하여 둔다.
• 실제 Factory에서는 이를 구현하고 자신의 제품군에 맞는 구현체를 반환한다.
• 새로운 제품군에 대해 개발해야 하는 경우 즉각적으로 대응할 수 있다.
• 해당 API를 받아 사용하는 개발자 역시, 추상화된 Component만을 보고 작업을 이어나갈 수 있어 편리하다.
• 다른 이름으로 “Kit”라고도 불린다.

동기

• 같은 프로젝트에서 여러 제품군을 만들어야 한다면 어떨까?
• 예를 들어 같은 프로그램이나 웹, 윈도우, 맥, 리눅스와 같이 다양한 환경에서 제공되어야 한다면?

활용성

• 객체의 생성, 구성, 표현 방식과 무관하게 시스템을 독립적으로 만들고자 할 때
• 여러 제품군 중 하나로 시스템을 설정해야 하고, 한번 구성한 제품을 다른 것으로 대체할 수 있을 때
• 관련된 제품 객체들이 함께 사용되도록 설계되었고, 이 제약이 외부에서도 지켜지고 싶을 때

구조

• 윈도우, 리눅스 환경에 맞추어, Button, TextEdit, CheckBox UIComponent를 생성하는 예시를 들어본다.

참여자

• AbstractFactory(ComponentFactory): 개념적 제품에 대한 객체를 생성하는 연산으로 인터페이스를 정의함
• ConcreteFactory(WindowsFactory, LinuxFactory): 구체적인 제품에 대한 객체를 생성하는 연산을 구현함
• AbstractProduct(Button, CheckBox, TextEdit): 개념적 제품 객체에 대한 인터페이스를 정의함
• ConcreteFactory(WindowsButton, LinuxButton): 구체적으로 팩토리가 생성할 객체를 구현함
• Client: AbstractFactory와 AbstractProduct에 선언된 인터페이스를 사용함

협력 방법

• ConcreteFactory 인스턴스 한개가 런타임에 만들어짐
• ConcreteFactory에서는 특정 구현을 갖는 제품 객체를 생성함
• 서로 다른 제품 객체를 사용하려면 ConcreteFactory 자체를 변경해야 함
• AbstractFactory는 어떤 제품 객체를 생성해야 하는지에 대한 책임을 ConcreteFactory로 위임함

결과

Pros

1. 구체적인 클래스를 분리한다.
   • 추상 팩토리 인터페이스를 통해서만 인스턴스를 조작한다.
   • 그렇기 때문에 구체 팩토리 구현에서 분리된다.
2. 제품군을 쉽게 대체할 수 있다.
   • 어떤 구체 팩토리를 사용하냐에 따라 제품군을 한번에 변경할 수 있다.
3. 제품 사이에 일관성을 증진시킨다.
   • 하나의 구체 팩토리에서 그 맥락에 맞는 객체들을 생성하기 때문에 일관성이 생긴다.

Cons

1. 새로운 종류의 제품을 제공하기 어렵다.
   • 만약 macOS에서만 imageView를 제공한다고 하자.
   • 추상 클래스에 createImageView를 작성하게 되면, 다른 제품군에서도 이를 구현해야 한다.
     • 물론 방법은 있지만 일단은..
   • 즉, 생성되는 제품은 추상 팩토리가 생성할 수 있는 제품 집합에 고정되어 있다.
   • 혹은 반환되는 타입이 변경되면 이를 채택(혹은 언어에따라 상속)받는 서브 클래스 모두 변경되어야 한다.

예시

• Github: DesignPattern: AbstractFactory에서 commit을 따라가며 읽으면 도움이 된다.
• 만약 새로운 제품군(MacOS)가 추가된다면 어떻게 될까?

• 이와 같이 추가해주면 된다. 환경에 독립적인 시스템이 갖추어졌다.

잘 알려진 사용예

• ”Kit”이라는 단어를 프레임워크에서 들어보았다면, 이렇게 구현되어 있을 가능성이 높다.
• 즉, OOKit은 추상 팩토리 클래스이다.

관련 패턴

• AbstractFactory 클래스는 06. Factory Method pattern을 이용하여 구현된다.
• 07. Prototype을 이용하는 경우도 있다.
• ConcreteFactory는 08. Singleton을 사용하는 경우가 많다.

Reference

• GoF의 디자인 패턴 - 재사용성을 지닌 객체지향 소프트웨어의 핵심요소
• GoF의 Design Pattern - 21. Abstract Factory
• Github: DesignPattern: AbstractFactory
• Refactoring Guru