Design Pattern) 생성패턴 #1 - 팩토리 패턴

디자인패턴 중 생성패턴이란

객체의 생성과정에 참여하는 것.

객체가 인스턴스화 되는 과정을 추상화합니다.

객체가 구성, 생성되고 표현되는 방식에 관계없이

시스템을 독립적으로 만드는데 도움이 됩니다 ! 

 

범위로 분류해보자면, 패턴을 주로 클래스에 적용하는지

객체에 적용하는지 구분해볼 수 있다.

 

클래스 : 객체를 생성하는 책임의 일부를 서브 클래스가 담당하도록 넘기는 것 

=> 팩토리 메서드 패턴

객체 : 객체를 생성하는 책임의 일부를 다른 객체에게 위임하는 것 

=> 추상 팩토리, 빌더, 프로토타입, 싱글톤 

 

오늘은 이 중에서 팩토리 메서드 패턴과 추상 팩토리 패턴에 대해

다뤄보겠습니다 !

 

 

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🏭 팩토리 패턴이란 ? 

객체 생성을 전담하는 struct/class를 만들어 구체적인 생성과정을 그 안에 구현하는 패턴 

 

왜 사용할까 ?

1) 객체의 생성을 겉으로 드러나지 않도록 캡슐화해서 사용하기 위해서 !

2) 객체 생성의 구체적인 구현을 generic하게 객체를 사용해 분리하기 위해서 !

 

팩토리와 관련된 패턴은 앞서 말했듯이 

2가지가 있습니다 ! 

 

팩토리 메서드 패턴과 추상 팩토리 패턴 !

무가 다른건지 보시죠.

 

🏭🌀 팩토리 메서드 패턴 : 단일 상품 생산 담당

(객체 생성 처리를 서브 클래스로 분리 해 처리하도록 캡슐화하는 패턴)

팩토리 메소드 패턴(Factory Method Pattern)은 객체를 생성하기 위해 인터페이스를 만듭니다.

어떤 클래스의 인스턴스를 만들지를 서브클래스에서 결정하도록 합니다.

팩토리 메소드를 이용하면 인스턴스를 만드는 일을 서브클래스로 미룰 수 있습니다.

 

🏭👀 추상 팩토리 패턴 : 서로 관련있는 상품들을 전부 묶어서 같은 종류의 상품의 생산을 담당

(특정 그룹에 속하는 여러 객체들을 하나의 팩토리로 묶어서 생성할 수 있는 패턴 )

추상팩토리 패턴은 구상 클래스에 의존하지 않고도 서로 연관되거나 의존적인 객체로 

이루어진 제품군을 생산하는 인터페이스를 제공합니다. 구상 클래스는 서브클래스에서 만듭니다. 

 

 

1. 팩토리 메서드 패턴 : 단일 상품 생산 담당

 

예를 들어 정장 한벌을 만드는 공장이 있다고 가정해보겠습니다. 

정장 세트에는 자켓 셔츠 바지가 있다고 생각하고, 색상 종류도 

블랙 네이비 그레이가 있다고 생각해볼게요 !

 

그러면 팩토리 메서드에서는 각각 제품별로 단일 제품을 만듭니다. 

자켓 공장 / 셔츠 공장 / 바지 공장 으로 나뉘어서 

makeJacket(with: 색상)

makeShirt(with: 색상)

makePants(with: 색상)

 

각각의 메서드에서 단일 제품

즉, 자켓 공장에서는 블랙자켓, 네이비자켓, 그레이자켓을 만듭니다.

protocol JacketFactory {
    func makeJacket(with: color) -> Jacket
}

class ColoredJacketFactory: JacketFactory {
    static let shared = ColoredJacketFactory()
    private init() { }

    func makeJacket(with: color) {
        switch color {
        case black: return BlackJacket()
        case navy: return NavyJacket()
        case gray: return GrayJacket()
        }
    }
}

class viewController: UIViewController {
    let jacketFactory = ColoredJacketFactory.shared()
    let jacket = JacketFactory.makeJacket(with: "원하는 색상")
}

 

코드로 적어보면 이런식으로 표현될 수 있는데, 여기서 

자켓 팩토리라는 프로토콜을 Colored자켓팩토리 클래스가 채택을해서 구현을 해줍니다.

색상에 맞게 각각의 자켓을 생산하겠죠 

 

여기서 팩토리 메서드에서 각 역할별로 지칭하는 용어로 바꿔보면,

팩토리에 대한 프로토콜을 제공하는 자켓팩토리는 Abstract Creator 라고 합니다.

해당 프로토콜을 채택해 실제 팩토리 역할을 하는 컬러드자켓팩토리는 Concrete Creator 라고 하고, 

해당 팩토리에서 생산된 제품들인 블랙/네이비/그레이 자켓들은  Concrete Product,

그리고 해당 제품들이 채택하고 있는 프로토콜이 자켓 프로토콜은 Abstract Product라고 합니다.

 

 

팩토리 메서드는 계속 말했다시피 단일 상품을 생산하다보니, 각 제품의 생산에 대한 책임만 존재합니다.

하지만 우리는 자켓뿐만아니라 셔츠와 바지도 만들어서 정장세트를 완성해야 되는 상황입니다.

그렇게 되는 경우에 자켓 셔츠 바지 모두에 대해서 각각 팩토리 메서드를 만들어야됩니다. 

 

여기서 팩토리 메서드의 문제점을 파악할 수 있습니다.

 

class viewController: UIViewController {
    let jacketFactory = ColoredJacketFactory.shared()
    let shirtFactory = ColoredShirtFactory.shared()
    let pantsFactory = ColoredPantsFactory.shared()

    let jacket = JacketFactory.makeJacket(with: "원하는 색상")
    let shirt = ShirtFactory.makeShirt(with: "원하는 색상")
    let pants = PantsFactory.makePants(with: "원하는 색상")
}

이런식으로 추가되면 계속 추가 팩토리 인스턴스가 늘어나게 됩니다. 

모든 제품들이 동일한 색상으로 제작되어야하는데

지금 각 제품별로 생산이 분리되어 있어서 

추후에 정장세트에 신발이라는 추가 구성품이 늘어나게 되어

팩토리가 추가되었을 경우에 반드시 같은 색상 제품끼리 만들어 낸다는 보장이 없죠 !

 

그래서 이 상황에서는 반드시 같은 색상 제품끼리 생산하기 위해

색상별로 팩토리를 두게 됩니다 ! 

- 블랙정장 팩토리

- 네이비정장 팩토리

- 그레이정장 팩토리 

 

이게 추상팩토리 패턴이라고 생각하면됩니다 .

 

2. 추상 팩토리 패턴 : 서로 관련있는 상품들을 전부 묶어서 같은 종류의 상품의 생산을 담당

 

정장 팩토리에서 같은 색상의 자켓 셔츠 바지를 생산할 수 있도록 메서드를 정의하면 됩니다. 

 

protocol SetAbstractFactory {
    func makeJacket() -> Jacket
    func makeShirt() -> Shirt
    func makePants() -> Pants
}

class BlackSetAbstractFactory: SetAbstractFactory {
    func makeJacket() -> Jacket {
        return BlackJacket()
    }
    func makeShirt() -> Shirt {
        return BlackShirt()
    }

    func makePants() -> Pants {
        return BlackPants()
    }
}

추상팩토리의 구조는 팩토리 메서드와 다르게, 색상별로 팩토리를 정의한 후에 

각 색상별 제품만 생산되도록 따로 팩토리를 정의합니다.

정장세트추상팩토리를 채택한 블랙정장팩토리에서 

블랙 자켓/ 셔츠/ 바지를 생산해냅니다. 

구조도로 보면 정장팩토리가 추상팩토리이고 

이를 채택한 블랙정장팩토리, 네이비정장팩토리, 그레이정장팩토리

그리고 거기서 만들어낸 블랙자켓, 블랙셔츠, 블랙바지는 AbstractProduct인

자켓, 셔츠, 바지 프로토콜을 각각 채택하고 있음

 

 

추상팩토리는 팩토리 메서드의 상위호환이 아니며

각 패턴별로 장단점이 존재합니다. 

 

관련된 객체를 여러개 생산할 수 있는 추상팩토리는 

각 운영체제별로 그려야하는 뷰의 종류는 동일하나 세부적인 구현이 다를경우

ViewAbstractFactory를 활용해서 각 운영체제별로 원하는 뷰를 그리는 경우가 가능합니다 !

protocol ViewAbstractFactory {
    public func createButton() -> Button
    public func createLabel() -> Label
}

protocol Button {
    func click()
}

protocol Label {
    var text: String
}

class LinuxViewFactory: ViewAbstractFactory {
    func createButton() -> Button {
        return LinuxButton()
    }
    func createLabel() -> Label {
        return LinuxLabel(text: "Linux Label")
    }

}

class LinuxButton: Button {
    func click() {
        print("Linux Button Click")

    }

}

class LinuxLabel: Label {
    var text: String init(text: String) {
        self.text = text

    }
}

let factory = LinuxViewFactory()
let button = factory.createButton()
let label = factory.createLabel()

위의 예시처럼 사용해주면 되고 !

각 UI 요소들이 전부 연관이 있는 경우 사용하기에 적합하다고 합니다 !

 

 

단일한 제품을 생산할 수 있는 팩토리 메서드는

아래처럼 프로젝트에서 사용하는 뷰컨이나 코디네이터를 각 클래스에서 생산하는 것이 아니라 

각각 팩토리 메서드를 만들어서 독립적으로 생산 책임을 맡기는 형태가 가능합니다. 

protocol RouterProtocol {

}

protocol AuthCoordinator {

}

protocol CoordinatorFactoryProtocol {
    func makeAuthCoordinatorBox(router: RouterProtocol, coordinatorFactory: CoordinatorFactoryProtocol, viewControllerFactory: ViewControllerFactory) -> AuthCoordinator
}

final class CoordinatorFactory: CoordinatorFactoryProtocol {
    func makeAuthCoordinatorBox(router: RouterProtocol, coordinatorFactory: CoordinatorFactoryProtocol, viewControllerFactory: ViewControllerFactory) -> AuthCoordinator {
        let coordinator = AuthCoordinator(router: router, coordinatorFactory: coordinatorFactory, viewControllerFactory: viewControllerFactory)

        return coordinator
    }
}

protocol AViewController {

}


class ViewControllerFactory {
    func instantiateAViewController() -> AViewController {

    }
}