[Design Pattern] Decorator Pattern (장식자 패턴)

Decorator Pattern

Decorator Pattern은 이미 존재하는 객체의 책임이나 행동을 변경하기 위해 사용된다. 보통 기능을 추가하는 경우 Subclass를 만드는 경우가 많은데, 이것이 반복되다보면 클래스 폭발 현상이 발생하곤 한다. 이와 같은 현상을 예방하고 새로운 서비스를 제공하기 위해 Wrapping을 통해 다양한 기능을 제공하는 Decorator Pattern을 이용한다.

• Purpose
  • Allows for the dynamic wrapping of objects in order to modify their existing reponsibilities and behavior
• Use When
  • Object reponsibilities and behaviors should be dynamically modifiable
  • Concrete implementations should be decoupled from reponsibilities and behaviors
  • Subclassing to achieve modification is impractical or impossible
  • Specific funcionality should not reside high in the object hierachy
  • A lot of little objects surrounding a concrete implementation is acceptable

Decorator Idea

먼저 Decorator를 만들기 위한 한 가지 제약 조건이 있다. 그것은 Decorator가 감싸려는 객체와 같은 super type을 공유해야 한다는 것이다. 아래 그림을 보면 ConcreteComponent를 Decorating 하기 위해 Component라는 super type을 공유하고 있는 것을 확인할 수 있다.

Component를 상속하는 Decorator는 wrappedObj라는 참조 화살표를 하나 더 가지고 있는데, 이것이 장식자 패턴을 구현하는 핵심이다. 위와 같이 구성되는 장식자 패턴은 다시 한 번 강조하지만, 서브 클래스를 통한 기능 추가로 발생하는 문제를 해결해준다.

The Decorator Pattern attaches additional responsibilities to an object dynamically. Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality.

Example: Beverage with condiments

아래와 같이 HouseBlend, DarkRoast, Decaf, Espresso 네 가지 음료가 있고 각 음료는 cost()를 통해 가격을 반환한다. 이 음료들에 Milk, Mocha, Whip, Soy 첨가물을 추가하고 각 첨가물마다 가격을 달리해 주문을 받으려고 한다.

이 때, 음료당 한 가지 첨가물들만 추가 가능하다고 가정해도 16개 조합이 나올 수 있다. 이들을 각각 클래스로 만들면 16개 클래스를 만들어야 하며, 만약 첨가물들을 넣을 수 있는 개수를 제한하지 않는다면 4 + 16 + 48 + 16 + 4 = 88 가지 클래스를 만들어야 하는, 이른바 클래스 폭발이 발생한다.

이를 해결하기 위해 가장 먼저 생각할 수 있는 방법으로는 각 첨가물들을 Boolean 형태로 저장해 그 가격을 계산하도록 만드는 것이다. 그렇게 되면 상속을 통해 만드는 Subclass들이 폭발적으로 많아지는 위 문제를 해결 할 수 있을 것이다.

그러나 위와 같은 설계는 새로운 첨가물이 추가되거나, 첨가물 가격이 변경될 때마다 모든 코드를 변경해야 한다는 명백한 한계가 존재한다. 또한 새롭게 추가되는 Beverage 종류가 해당 첨가물들과 어울리지 않을 수 있다. 이를 OCP를 만족하도록 설계하기 위한 해법으로 Decorator Pattern이 제공해 줄 수 있다.

아래는 Decorator Pattern을 적용한 클래스 다이어그램의 모습이다. 실제로 코드로 작성할 때는 Beverage와 CondimentDecorator에 abstract 키워드가 붙지만 모두 클래스로 나타나는 점에 유의해서 살펴보자. 또한, package를 나누어 관리해야 그림과 같은 계층을 나타낼 수 있다.

위 Main.java 코드는 아래와 같다. 실제로 이를 실행시켜보면 주석으로 남긴 결과가 정확하게 나타난다.

package pattern.decorator.coffee;

import pattern.decorator.coffee.beverage.HouseBlend;
import pattern.decorator.coffee.condiment.Milk;
import pattern.decorator.coffee.condiment.Mocha;

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Beverage houseBlend = new HouseBlend();
		System.out.println(houseBlend.getDescription());
		System.out.println(houseBlend.cost());
		
		houseBlend = new Milk(houseBlend);
		System.out.println(houseBlend.getDescription());
		System.out.println(houseBlend.cost());
		
		houseBlend = new Mocha(houseBlend);
		System.out.println(houseBlend.getDescription());
		System.out.println(houseBlend.cost());
	}
}

/*
HouseBlend
100
HouseBlend with Milk
110
HouseBlend with Milk with Mocha
122
*/