[Design Pattern] FactoryMethod Pattern

Factory Method

• 하위 클래스에서 인스턴스 작성하기

• 인스턴스를 생성하는 공장을 Template Method패턴으로 구성하는 것이 Factory Method패턴

• Template Method 패턴 이란?

  하위클래스에서 구체적으로 로직이 들어가는 패턴

• 인스턴스를 만드는 방법을 상위 클래스 측에서 결정하지만 구체적인 클래스 이름까지는 결정하지 않음

• 구체적인 내용은 모두 하위 클래스에서 수행
  ⇒ 인스턴스 생성을 위한 골격과 실제 인스턴스를 생성하는 클래스를 분리해서 생각하는 패턴

• 디자인 패턴 중 생성 패턴에 포함

생성 패턴이란?

• 시스템이 어떤 Concrete Class를 사용하는지에 대한 정보를 캡슐화함
• 클래스의 인스턴스 들이 어떻게 만들어지고 어떻게 결합하는지에 대한 부분을 완전 가려준다
  ⇒ 생성패턴을 이용하면 무엇이 생성되고, 누가 생성하며, 어떻게 생성되는지, 언제 생성할 것인지에 대한 유연성을 확보할 수 있음

• 주의깊게 봐야하는것

• 여기에서 Factory, Product 클래스는 framework라는 패키지 소속

• IDCard, IDCardFactory 클래스는 구체적인 내용을 구현하여 idcard라는 패키지에 소속

각각의 class의 역할

    추상적인 골격 ⇒ framework , 구체적인 내용 ⇒ idcard

Creator(작성자) 역할

• 예제에서는 Factory 클래스가 작성자 역할을함

  예제에서 createProduct는 인스턴스 생성을 위한 메소드

• 실제로 생성하는 ConcreateProduct에 가지고 있는 정보가 없고 Product와 인스턴스 생성의 메소드를 호출하면 Product가 생성되는 것 뿐이다

• new를 사용해서 실제 인스턴스를 생성하는 것 대신, 인스턴스 생성을 위한 메소드를 호출해서 구체적인 클래스 이름에 의한 속박에서 상위 클래스를 자유롭게 만듦

Product(제품) 역할

• 예제에서 Product 클래스가 제품 역할을함
• famework에 포함
• 생성되야하는 인스턴스가 가져야할 인터페이스(API)를 결정하는 것 ⇒ 추상클래스
• 구체적인 내용은 하위클래스인 ConcreteProduct 역할
• Product를 생성하는 추상 클래스는 framework

ConcreteCreator.java (구체적인 작성자)

• 예제에서는 IDCard가 구체적인 작성자 역할을 함
• idcard
• 구체적인 제품을 만드는 클래스

ConcreteProduct.java (구체적인 제품)

• 예제에서는 IDCardFactory 클래스가 구체적인 제품 역할을함
• 구체적인 제품
• idcard

예제

• Main.java

package FactoryMethod;

import FactoryMethod.framework.Factory;
import FactoryMethod.framework.Product;
import FactoryMethod.idcard.IDCardFactory;

public class Main{
  public static void main(String[] args) {
    Factory factory = new IDCardFactory();
    Product card1 = factory.create("김카드");
    Product card2 = factory.create("이카드");
    Product card3 = factory.create("박카드");

    card1.use();
    card2.use();
    card3.use();
  }
}

• Factory.java

package FactoryMethod.framework;

// import FactoryMethod.idcard.IDCard;
// Template Method 패턴이 사용되는 class
// 제품을 실제로 만들고 등록하는 구현은 하위클래스에서 함
// Tempplte Method 패턴 - 하위 클래스에서 구체적으로 처리하는 패턴
public abstract class Factory {
    public final Product create(String owner) {
        Product p = createProduct(owner);
        // Product p = createNew(owner);
        registerProduct(p);
        return p;
    }
//     자바의 특징 -> 접근지정자 (protected, public, private) => 캡슐화
//     createProduct : 인스턴스 생성을 위한 메소드
//     new로 실제 인스턴스를 생성하는 대신 인스턴스 생성을 위한 메소드를 호출해서 구체적인 클래스 이름에 의한 속박에서 상위 클래스를 자유롭게함
//    protected Product createNew (String owner) {
//        return new IDCard(owner);
//    }
    protected abstract Product createProduct(String owner);
    protected abstract void registerProduct(Product product);
}

• Product.java

package FactoryMethod.framework;
// FactoryMethod.framework 는 제품에 대해서 표현한 패키지, 사용 생성 이런것
public abstract class Product {
    public abstract void use();
}

• IDCardFactory.java

package FactoryMethod.idcard;
import FactoryMethod.framework.*;
import java.util.*;

public class IDCardFactory extends Factory {
    private List owners = new ArrayList();

    @Override
    protected Product createProduct(String owner) {
        return new IDCard(owner);
    }

    @Override
    protected void registerProduct(Product product) {
        owners.add(((IDCard)product).getOwner());
    }
    public List getOwners() {
        return owners;
    }
}

• IDCard.java

package FactoryMethod.idcard;
import FactoryMethod.framework.*;
// 인식 카드를 나타내는 클래스
public class IDCard extends Product {
    private String owner;

    // 생성자
    public IDCard(String owner) {
        System.out.print(owner + "카드 만듦\n");
        this.owner = owner;
    }
    @Override
    public void use() {
        System.out.print(owner + "카드 사용\n");
    }

    public String getOwner() {
        return owner;
    }
}

왜 사용해야 하는가?

• 팩토리 패턴은 클라이언트 코드로 부터 서브 클래스의 인스턴스화를 제거해서 서로 간의 종속성을 낮추고, 결합도를 느슨하게해서 호가장을 쉽게함

• 만약 framework패키지를 이용해서 제품과 공장을 만든다고 가정

  TV의 클래스 Television과 TV공장 TelevisionFactory를 만든다고 하면 framework 패키지를 import한 별도의 Television 패키지를 만들게됨

  ⇒ 이때 framework 패키지를 수정하지 않아도 전혀 다른 제품과 공장을 만들수 있다

  ⇒ 즉. framework패키지는 내용을 수정할 수 없다

  ⇒ 왜? framework 패키지 안에 idcard 패키지를 import하지 않음

  ⇒ 이로 알수 있는점 : framework 패키지는 idcard패키지에 의존하고 있지 않음

Factory.java의 createProduct 메소드 구현방법

1. 추상메소드

   하위 클래스가 반드시 이 메소드를 override해야함

2. 디폴드의 구현

   디폴트 구현을 준비하고 하위 클래스에서 구현하지 않을 때 사용

   이 경우 Product를 new해서 사용하므로 Product를 추상클래스로 놓을수 없다

3. 에러이용

   FactoryMethodRuntimeExecption이 별도로 작성되어야함

   하위클래스에서 구현하지 않을 경우에 실행시 에러 발생

추상 클래스

• 클래스간의 공통점을 찾아내서 공통의 부모를 설계하는 작업
• 아직 구현되지 않은 클래스를 포함한 것으로 무조건 자식클래스에서 재구현해서 인스턴스 화해야한다
• 없거나 하나 이상의 추상 메소드(아직 구현되어 있지 않은 abstract로 정의된 메소드)를 가지고 있는 것
• 추상 클래스는 생성자는 가질수있음 하지만
• 인스턴스를 만들수 없지만 추상클래스를 상속받은 클래스를 통하면 인스턴스화 가능함

왜 사용하는가?

• 부모 클래스에서 공통 부분의 구현과 설계가 완료되면 자식이 상속받아 기능 확장 가능
• 자식 클래스에서 추상클래스를 반드시 구현해야함
• 공통 사항이 한곳에서 관리되어 개발 및 유지보수 용이
• 부모 추상 클래스에서 기본 생성자가 없으므로 하위 클래스에 사용 된 생성자는 부모 생성자를 명시적으로 호출해야함

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참고

디자인 패턴(Design Pattern)이란?

[JAVA/자바] 추상 클래스(abstract class), 추상 메소드