⛓️ Java Design-Pattern Ⅹ - Bridge

📗 『JAVA 언어로 배우는 디자인 패턴 : 쉽게 배우는 GoF의 23가지 디자인 패턴』를 읽고 정리한 글입니다.

Bridge 패턴이란?

• 기능의 클래스 계층과 구현의 클래스 계층 사이에서 다리 역할을 하는 패턴

기능의 클래스 계층

• 어떤 클래스 Something이 있다고 할 때 새로운 기능을 추가하고 싶을 때는 하위 클래스 SomethingGood를 만든다. 또 새로운 기능을 추가한다고 할 때는 SomethingGoot 하위 클래스로 SomethingBetter 클래스를 만들게 될 것이다.
• 이렇게 새로운 기능을 추가하고 싶을 때 클래스 계층에서 목적과 가까운 클래스를 찾아 새로운 기능을 추가한 하위 클래스를 만드는데, 이러한 계층을 기능의 클래스 계층이라고 한다.
• 일반적으로 클래스 계층을 너무 깊게 하지 않는 편이 좋다.

구현의 클래스 계층

• 상위 클래스를 추상 메소드로 인터페이스 API를 규정한다.
• 하위 클래스를 구현 메소드로 그 인터페이스를 구현한다.
• 이러한 클래스 계층을 구현의 클래스 계층이라고 한다.

클래스 계층의 혼재와 분리

• 이처럼 우리가 하위 클래스를 만들 때는 기능을 추가하려고 하는지, 구현하려고 하는지 확인해야 한다.
• 두 클래스 계층이 혼재되어 있으면 계층을 복잡하게 만들어 예측을 어렵게 할 수 있다.
• 그래서 두 계층을 독립된 클래스 계층으로 나눈다.
• 다만 분리만 하면 그냥 흩어지기 때문에 두 클래스 계층 사이에 다리 하나를 두어야 한다.
• 가장 처음 언급했듯 Bridge 패턴은 두 계층 사이에 다리를 놓아주는 역할을 한다.

예제 프로그램

• 다음 프로그램은 무언가를 표시하기 위한 프로그램이다.

Display 클래스

public class Display {
	private DisplayImpl impl;
    
    public Display(DisplayImpl impl) {
    	this.impl = impl;
    }
    
    public void open() {
    	impl.rawOpen();
    }
    
    public void print() {
    	impl.rawPrint();
    }
    
    public void close() {
    	impl.rawClose();
    }
    
    public final void display() {
    	open();
        print();
        close();
    }
}

• impl 필드는 Display 클래스의 구현을 나타내는 필드이다. 
• 이 필드가 두 클래스 계층의 다리가 된다.
• open, print, close 세 메소드는 Display 클래스에서 제공하는 인터페이스이다. 
• open은 표시의 전처리이다. 
• print는 표시 그 자체이다. 
• close는 표시의 후처리이다.
• display 메소드는 open, print, close라는 Display의 인터페이스를 이용해 ‘표시한다’는 처리를 수행한다.

CountDisplay 클래스

public class CountDisplay extends Display {
	public CountDisplay(DisplayImpl impl) {
    	super(impl);
    }
    
    public void multiDisplay(int times) {
    	open();
        for (int i = 0; i < times; i++) {
        	print();
        }
        close();
    }
}

• Display 기능에 지정 횟수만큼 표시하는 새로운 기능을 추가하여 CountDisplay 하위 클래스를 만들었다.

DisplayImpl 클래스

public abstract class DisplayImpl {
	public abstract void rawOpen();
    public abstract void rawPrint();
    public abstract void rawClose();
}

• 구현의 클래스 계층 최상위에 위치하는 추상 클래스이다.
• 하위 클래스들이 이 추상 메소드들을 구현하게 된다.

StringDisplayImpl 클래스

public class StringDisplayImpl extends DisplayImpl {
	private String string;
    private int width;
    
    public StringDisplayImpl(String string) {
    	this.string = string;
        this.width = width;
    }
    
    @Override
    public void rawOpen() {
    	printLine();
    }
    
    @Override
    public void rawPrint() {
    	System.out.println("|" + string + "|");
    }
    
    @Override
    public void rawClose() {
    	printLine();
    }
    
    private void printLine() {
    	System.out.print("+");
        for (int i = 0; i < width; i++) {
        	System.out.print("-");
        }
        System.out.print("+");
    }
}

• DisplayImpl 클래스를 구현한 클래스이다.

Main 클래스

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
    	Display d1 = new Display(new StringDisplayImpl("Hello, Korea."));
        CountDisplay d2 = new Display(new StringDisplayImpl("Hello, World."));
        CountDisplay d3 = new CountDisplay(new StringDisplayImpl("Hello, Universe."));
        
        d1.display();
        d2.display();
        d3.display();
        
        d3.multiDisplay(5);
    }
}

Bridge 패턴의 등장인물

Display 클래스

• 기능의 클래스 계층의 최상위 클래스이다.
• 추상화 Abstraction 추상화 역할을 맡아 구현자 역할의 메소드를 사용하는 기본 기능만 기술된 클래스이다.

CountDisplay 클래스

• 개선된 추상화 RefinedAbstraction 역할을 맡았으며 추상화 역할에 기능을 추가했다.

DisplayImpl 클래스

• 구현의 클래스 계층의 최상위 클래스이다.
• 구현자 Implementor 역할을 맡아 추상화 역할의 인터페이스 API를 구현하기 위한 메소드를 규정한다.

StringDisplayImpl 클래스

• 구체적인 구현자 ConcreteImplementor 역할을 맡아 구현자 역할의 인터페이스를 구체적으로 구현한다.

책에서 제시하는 힌트

분리해두면 확장이 편리해진다.

• Bridge 패턴의 특징은 각 클래스 계층을 분리하는 것이다.
• 계층을 분리해 두면 추후 각각의 클래스 계층을 독립적으로 확장할 수 있다.
• 기능을 추가하려면 기능의 클래스 계층에 클래스를 추가한다.
• 새롭게 추가한 기능은 모든 구현 계층에서 이용할 수 있게 된다.

상속은 강한 결합이고 위임은 약한 결합이다.

• 상속은 클래스를 확장하는 편리한 방법이지만, 클래스 간의 연결을 강하게 고정시킨다.
• 이 관계는 소스 코드를 수정하지 않는 한 바꿀 수 없다.
• 예제 프로그램에서는 다음과 같이 Display 클래스 안에서 위임을 사용한다.

“open을 실행할 때에는 impl.rawOpen()을 호출한다.”
“print을 실행할 때에는 impl.rawPrint()을 호출한다.”
“close을 실행할 때에는 impl.rawClose()을 호출한다.”

• Display의 메소드를 호출하였더니 impl에게 모두 떠넘긴다.
• 이것이 위임이다.
• Main 클래스에서 Display의 인스턴스를 만들 때 생성자에 구체적인 구현자 역할의 인스턴스를 인수로 넘겨 의존성 주입을 하면 된다.
• 전환할 때 수정한 것은 Main 클래스 뿐이고, Display나 DisplayImpl 등은 수정할 필요가 없다.