[객체지향과 디자인패턴] 옵저버 패턴

옵저버 패턴 (Observer Pattern)

한 객체의 상태 변화를 정해지지 않은 여러 다른 객체에 통지하고 싶을 때 사용하는 패턴이다.

한 객체의 상태가 변경되었을 때, 그 변화를 자동으로 여러 다른 객체에 통지할 수 있도록 한다.

이 패턴을 사용하면 주체(Subject) 객체는 상태 변화에 대해 알림을 받고,

옵저버(Observer) 객체들은 해당 알림을 통해 필요한 행동을 취하게 된다.

 

이 패턴을 활용하면 객체 간 결합도를 낮출 수 있어, 주체 객체와 관찰자 객체들이 서로 독립적으로 변경 가능해진다.

즉, 새로운 옵저버가 추가되어도 주체 객체를 수정할 필요가 없어, 확장성과 유연성이 향상된다.

웹사이트의 상태를 확인해서 응답 속도가 느려지거나 연결이 안되면 이메일,SMS로 통지해주는 시스템을 만들어보자

public class StatusChecker {
    private EmailSender emailSender;
    private SmsSender smsSender;
    
    public void check() {
        Status status = loadStatus();
        
        if (status.isNotNormal()) {
            emailSender.sendEmail(status);
            smsSender.sendSms(status);
        }
    }
}

이 구조의 문제점은 시스템의 문제상황을 알려주는 방식이 추가될때 마다

StatusChecker 클래스의 if 분기문이 늘어난다는 것이다. 
이런 상황에서 StatusChecker 변경없이 임의의 객체에 상태변화를 전달할때,  옵저버 패턴을 적용해보자

옵저버 패턴의 구조

옵저버 패턴은 크게 주제 객체와 옵저버 객체가 필요한데, 주제 객체는 두가지 책임을 갖는다.

1. 옵저버 목록을 관리하고, 옵저버를 등록하고 제거할 수 있는 메서드를 제공한다
2. 상태의 변경이 발생하면 등록된 옵저버에 변경 내용을 알린다.

public abstract class StatusSubject {
    // 옵저버 목록을 가진다.
    private List<StatusObserver> observers = new ArrayList<StatusObserver>();
    // 옵저버 목록에 옵저버를 등록
    public void add(StatusObserver observer) {
        observers.add(observer);
    }
    // 옵저버 제거
    public void remove(StatusObserver observer) {
        observers.remove(observer);
    }
    // 상태 변경시 옵저버에 상태변화를 알린다.
    public void notifyStatus(Status status) {
        for (StatusObserver observer : observers) {
            observer.onAbnormalStatus(status);
        }
    }
}

// 상태 변경을 알려야 하는 StatusChecker 클래스는 
// StatusSubject 클래스를 상속받아 구현한다.
public class StatusChecker extends StatusSubject {
    public void check() {
        Status status = loadStatus();
        
        if (status.isNotNormal()) {
            // 상위클래스의 notifyStatus() 호출하여 등록된 옵저버 객체들에 상태 값을 전달한다.
            super.notifyStatus(status);
        }
    }
    private Status loadStatus() {
        //... 상태체크 로직
    }
}

옵저버 객체를 구현한 클래스는 주제 객체가 호출하는 메서드에서 필요한 기능을 구현하면 된다.

public interface StatusObserver {
    void onAbnormalStatus(Status status);
}

public class StatusEmailSender implements StatusObserver {
    @Override
    public void onAbnormalStatus(Status status) {
        sendEmail(status);
    }
    
    private void sendEmail(Status status) {
      // ... 이메일 전송 코드
    }
}

주제 객체의 상태에 변화가 생길때 그 내용을 통지받도록 하려면, 옵저버 객체를 주제 객체에 등록해야 한다.

옵저버 패턴을 사용하면 주제 클래스의 변경없이 상태 변경을 통지 받을 옵저버를 추가 할 수 있다.

옵저버 객체에게 상태를 전달하는 방법

경우에 따라서 옵저버 객체의 메서드를 호출할때 전달하는 객체만으로 옵저버의 기능을 구현 할 수 없을 수 있다.
이런 경우에는 옵저버 객체에서 콘크리트 주제 객체에 직접 접근하는 방법을 사용할 수 있다.

public class SpecialStatusObserver implements StatusObserver {
    private StatusChecker statusChecker;
    private Siren siren;
    
    public SpecialStatusObserver(StatusChecker statusChecker) {
        this.statusChecker = statusChecker;
    }
    
    public void onAbnormalStatus(Status status) {
        // 특정 타입의 주제 객체에 접근
        if (status.isFault() && statusChecker.isContinuosFault()) {
            siren.begin();
        }
    }
}

옵저버에서 주제 객체 구분

한 옵저버 객체가 여러 주제 객체에 등록될 경우 옵저버 객체에서 주제 객체를 구분하기 위해 

ID 혹은 추상 객체 레퍼런스를 사용할 수 있다.

여러가지 주제 클래스가 존재한다면, StatusChecker 상위 클래스 StatusSubject 처럼 추상클래스로

주제 클래스를 관리 할 수 있도록 할 수 있다.

// 주제객체인 Button에 옵저버 인터페이스 OnclickListener
public class MyActivity implements View.OnclickListener {
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
      //...
      // 두 개의 버튼에 동일한 OnclickListener 객체 등록
      Button loginButton = (Button) findViewById(R.id.main_loginbtn);
      loginButton.setOnClickListener(this);
      Button loginButton = (Button) findViewById(R.id.main_logoutbtn);
      logoutButton.setOnClickListener(this);
    }
}

public class ConOnclickListener implements OnclickListener { 
    @Override
    public void onClick(View v) {
        // 주제 객체를 구분할 수 있는 방법 필요 (Id)
      if (v.getId() == R.id.main_loginbtn) {
        //...
      } else if (v.getId() == R.id.main_logoutbtn) {
          // ...
      }
    }
}

public class ConOnclickListener implements OnclickListener { 
    @Override
    public void onClick(View v) {
        // 추상객체 레퍼런스 View를 이용한 방법
      if (v == loginButton) {
        //...
      } else if (v == logoutButton) {
          // ...
      }
    }
}

View 클래스가 추상클래스로 버튼 주제 객체를 관리하는 역할을 하고 있다.

 

옵저버 패턴 구현의 고려사항

1. 주제 객체의 상태가 변경될 때마다 통지가 필요하다면, 주제 객체에서 직접 통지 기능을 실행하는 것이 좋다.
   한개 이상의 주제 객체의 연속적인 상태 변경 이후에 통지가 필요하다면, 상태를 변경하는 코드에서 통지하자
2. 주제 객체가 통지할 수 있는 상태의 종류가 다양한 경우에는 각 종류 별로 옵저버 인터페이스를 분리하는 것이 좋다.
3. 통지 시점에 주제 객체의 상태에 결함이 없어야 한다.아래 코드는 템플릿 매서드 패턴을 사용하여 상태변화를 마무리한 다음에 옵저버에게 상태값을 전달하고 있다.
4.  옵저버 객체의 실행에 대한 제약규칙을 정해야 한다. (수 초 이내에 응답, 긴 작업은 별도의 쓰레드 등)

// 상위 클래스
public class SomeSubject {
    // 템플릿 메서드로 구현
    public void changeState(int newState) {
        internalChangeState(newState);
        notifyObserver();
    }
    
    protected void internalChangeState(int newState) {
        // ...
    }
}

// 하위 클래스
public class AnySubject extends SomeSubject {
    // internalChangeState() 메서드 이후에, 옵저버에 통지
    @Override
    protected void internalChangeState(int newValue) {
        super.internalChangeState(newValue);
        if (isStateSome()) {
            state += newValue;
        }
    }
}