Table of Contents
[GoF 디자인 패턴] 원형 (Prototype) 패턴
원형 (Prototype)
생성(Creational) 패턴 중 하나로 원형이 되는 인스턴스를 사용하여 생성할 객체의 종류를 명시하고, 만든 견본을 복사해서 새로운 객체를 생성하는 패턴
생산 비용이 높은 인스턴스를 복사를 통해서 쉽게 생성할 수 있다.
원형 패턴 구성요소
- Prototype : 객체를 복제하기 위한 인터페이스 정의
- ConcretePrototype : Prototype 인터페이스를 구현한 클래스. clone() 메서드 구현
- Client : Prototype 패턴을 사용하는 클라이언트. 복제를 원하는 객체를 요청하고 새로운 객체 생성
구현 예제
Java의 Cloneable 인터페이스를 사용하여 Shallow Copy 를 구현한 예제이다.
1public class Person implements Cloneable {
2 private Long id;
3 private String name;
4 private Address address;
5
6 public Person(Long id, String name, Address address) {
7 this.id = id;
8 this.name = name;
9 this.address = address;
10 }
11
12 @Override
13 public Person clone() {
14 try {
15 return (Person) super.clone();
16 } catch (CloneNotSupportedException e) {
17 throw new AssertionError();
18 }
19 }
20}
21
22public class Address {
23 private String location;
24 private String zipCode;
25
26 public Address(String location, String zipCode) {
27 this.location = location;
28 this.zipCode = zipCode;
29 }
30}
Clonable 인터페이스를 구현하는 클래스를 만들어준다. Clonable 인터페이스를 이용하면 손쉽게 프로토타입을 구현할 수 있다.
→ “객체 생성 비용을 절약할 수 있다.”
Prototype 패턴을 사용하는 Client 코드이다.
1Person person = new Person(1L, "사람 1", new Address("Montgomery", "36104"));
2System.out.println("Person : " + person);
3System.out.println("Address : " + person.getAddress());
4
5Person clone = person.clone();
6System.out.println("clone : " + clone);
7System.out.println("Address : " + clone.getAddress());
Person(ConcretePrototype) 클래스에서 구현한 clone() 메소드를 사용하여 Person 객체를 복제한다. 하지만 복제된 객체와 원본 객체의 address 필드가 동일한 Address 객체를 참조하게 된다.
Java의 Cloneable 인터페이스를 사용하여 Deep Copy 를 구현한 예제이다.
1public class Person implements Cloneable {
2 private Long id;
3 private String name;
4 private Address address;
5
6 public Person(Long id, String name, Address address) {
7 this.id = id;
8 this.name = name;
9 this.address = address;
10 }
11
12 @Override
13 public Person clone() {
14 try {
15 Person clone = (Person) super.clone();
16 **clone.setAddress(clone.getAddress().clone());**
17 return clone;
18 } catch (CloneNotSupportedException e) {
19 throw new AssertionError();
20 }
21 }
22}
23
24public class Address implements Cloneable {
25 private String location;
26 private String zipCode;
27
28 public Address(String location, String zipCode) {
29 this.location = location;
30 this.zipCode = zipCode;
31 }
32
33 @Override
34 public Address clone() {
35 try {
36 return (Address) super.clone();
37 } catch (CloneNotSupportedException e) {
38 throw new AssertionError();
39 }
40 }
41}
Person 클래스와 Address 클래스 각각에 대해 Clonable 인터페이스를 구현한다. Person의 clone() 메서드에 Person 객체를 복제한 후 clone.getAddress().clone() 를 호출하여 Address 객체도 복제를 수행한다.
Prototype 패턴을 사용하는 Client 코드이다.
1Address address = new Address("Montgomery", "36104");
2Person person = new Person(1L, "사람 1", address);
3
4System.out.println("Person : " + person);
5System.out.println("Address : " + person.getAddress());
6Person clone = person.clone();
7
8System.out.println("clone : " + clone);
9System.out.println("Address : " + clone.getAddress());
Person(ConcretePrototype) 클래스에서 구현한 clone() 메소드를 사용하여 Person 객체를 복제한다. Person 객체를 복제하면서 Address 객체도 같이 복제되기 때문에 원본 객체와 복제된 객체의 Address 객체는 서로 다른 주소값을 가지게 된다.
원형 패턴 고려사항
객체 생성 비용이 크거나, 다양한 종류의 객체 생성이 필요한 경우 프로토타입 패턴을 이용하면 효율적으로 객체를 생성할 수 있다.
ex) DB로부터 데이터를 가져오는 것
하지만 객체의 상태가 자주 변경되거나 객체 구조가 복잡한 경우 구현이 어렵기 때문에 객체 구조가 단순하고 복제가 간단한 경우에 프로토타입 패턴을 적용하는 것이 좋다.
원형 패턴 사용 시 장점
- 객체 생성 과정을 간소화할 수 있다.
- 객체의 생성과 관리를 중앙에서 수행하여 객체의 중복 생성과 불필요한 객체 생성을 방지한다.
- 객체를 동적으로 생성할 수 있다.
원형 패턴 사용 시 단점
- 객체 복제를 위한 별도의 인터페이스나 메서드를 정의해야 하므로, 코드가 복잡해질 수 있다.
- 객체 상태를 변경하는 작업이 객체의 복제를 통해 전파되지 않을 수 있다.
- 순환 참조가 있는 클래스는 복제하기 어렵다.