옵저버 패턴(Observer Pattern)에 대하여

1. 옵저버 패턴이란?

옵저버 패턴은 소프트웨어 디자인 패턴 중 하나로, 객체 간의 일대다 의존성을 정의하는 패턴입니다. 이 패턴은 주체(subject) 객체의 상태가 변경되었을 때, 이에 의존하는 다수의 객체들인 옵저버(observer)들에게 자동으로 알림을 전달하는 메커니즘을 제공합니다.

주체 객체는 옵저버에 대한 등록, 알림 메시지 전송 등의 책임을 갖고 있으며, 옵저버는 주체 객체의 상태 변화에 따른 업데이트 작업을 수행합니다. 이렇게 함으로써, 주체 객체와 옵저버 객체는 느슨하게 결합되므로 유연하고 확장 가능한 소프트웨어 시스템을 구축할 수 있습니다.

옵저버 패턴은 신문 구독과 유사한 개념으로 이해할 수 있습니다. 여러분이 신문 구독 서비스에 가입하면, 새로운 기사가 발행될 때마다 이를 구독자들에게 알려주는 메커니즘이 작동합니다. 이때, 신문은 주체 객체이고, 구독자들은 옵저버 객체로 볼 수 있습니다. 이처럼 옵저버 패턴은 객체 간의 상호작용을 이벤트 기반으로 설계하는데 유용하게 사용됩니다.

2. 옵저버 패턴의 구조

옵저버 패턴은 주체 객체와 옵저버 객체 간의 상호작용을 정의하는 구조를 가지고 있습니다. 이 구조를 설명하기 위해 주체 객체와 옵저버 객체 사이의 관계 및 역할을 다음과 같이 정리할 수 있습니다.

주체(Subject)

• 주체 객체는 상태 변화를 감지하고, 변화가 발생했을 때 등록된 옵저버 객체들에게 알림을 전달하는 주체 역할을 수행합니다.
• 주체 객체는 옵저버들을 등록, 삭제, 알림 등의 관리를 담당합니다.
• 주체 객체는 일반적으로 하나 이상의 옵저버를 관리할 수 있습니다.

옵저버(Observer)

• 옵저버 객체는 주체 객체의 상태 변화에 따른 업데이트 작업을 수행하는 역할을 수행합니다.
• 옵저버 객체는 주체 객체에 등록되어야만 알림을 수신할 수 있습니다.
• 주체 객체의 상태 변화에 대한 알림을 받으면, 옵저버 객체는 필요한 동작을 수행합니다.

구조적 요소

• 주체 객체와 옵저버 객체 간의 관계는 일대다(1:N) 관계입니다. 즉, 주체 객체는 여러 개의 옵저버 객체들을 관리할 수 있습니다.
• 주체 객체와 옵저버 객체들의 결합은 느슨(weak)한 결합입니다. 이는 주체 객체가 옵저버에 대한 세부사항을 알지 못하고 오직 알림 메서드만 호출하므로 상호간의 의존성을 최소화합니다.
• 주체 객체와 옵저버 객체는 인터페이스를 통해 별도로 추상화되어야 합니다. 이를 통해 주체 객체와 옵저버 객체의 독립적인 변화를 허용하며, 재사용성과 확장성을 높일 수 있습니다.

옵저버 패턴의 구조는 주체 객체와 옵저버 객체들 사이의 상호작용을 명확하게 정의하고, 유연하고 확장 가능한 소프트웨어 시스템을 설계하는데 도움을 줍니다.

3. 옵저버 패턴의 장점

옵저버 패턴은 소프트웨어 시스템을 설계할 때 다음과 같은 장점을 제공합니다.

3.1 느슨한 결합(Loose Coupling)

• 옵저버 패턴은 주체 객체와 옵저버 객체들 사이의 느슨한 결합을 가능하게 합니다.
• 주체 객체는 옵저버 객체의 인터페이스만 알고 있으며, 옵저버 객체의 구체적인 구현은 알지 못합니다.
• 이를 통해 주체 객체나 옵저버 객체의 변경이 다른 객체들에게 영향을 주지 않고 독립적으로 진행될 수 있습니다.
• 결과적으로 시스템의 유연성과 재사용성을 높일 수 있습니다.

3.2 이벤트 기반의 상호작용(Event-driven interaction)

• 주체 객체의 상태 변화에 따라 발생하는 이벤트를 기반으로 옵저버들이 상호작용합니다.
• 이벤트 기반의 상호작용은 비즈니스 로직의 복잡성을 간소화하고, 객체 간의 상호작용을 명확하게 표현할 수 있습니다.
• 또한, 이벤트 기반으로 동작하는 시스템은 확장성이 높아져 부가적인 이벤트나 동작을 추가하기 쉬워집니다.

3.3 확장성과 유지보수성(Scalability and Maintainability)

• 주체 객체와 옵저버 객체 간의 독립성과 재사용성을 제공하는 옵저버 패턴은 시스템의 확장성과 유지보수성을 향상시킵니다.
• 새로운 주체 객체나 옵저버 객체를 추가하거나 제거하는 것이 비교적 간단하며, 기존 코드의 수정이 필요하지 않습니다.
• 이는 코드의 재사용을 촉진하고, 시스템의 유연성을 높여 향후 변경과 변화에 대응할 수 있도록 도와줍니다.

3.4 이벤트 소스 분리(Event Source Separation)

• 옵저버 패턴을 적용하면 이벤트를 생성하는 주체 객체와 해당 이벤트를 처리하는 옵저버 객체들을 명확하게 분리할 수 있습니다.
• 이를 통해 주체 객체는 주요 로직에 집중하고, 옵저버 객체들은 각자의 역할에 집중할 수 있으므로 코드의 가독성과 관리성을 향상시킵니다.

옵저버 패턴은 객체 간의 상호작용을 유연하고 확장 가능하게 설계할 수 있도록 도와주며, 시스템의 유지보수성과 재사용성을 향상시킵니다. 따라서 변화에 쉽게 대응할 수 있는 소프트웨어 시스템을 개발하기 위한 중요한 디자인 패턴입니다.

4. 옵저버 패턴의 활용 예시

옵저버 패턴은 다양한 소프트웨어 시스템에서 활용될 수 있습니다. 이번에는 옵저버 패턴이 어떤 실제 상황에서 활용될 수 있는지 살펴보겠습니다.

4.1 주식 정보 알림 시스템

• 주식 정보 알림 시스템은 여러 사용자들에게 주식 가격 변동에 대한 정보를 실시간으로 전달하는 시스템입니다.
• 이 경우, 주식 가격 변동은 주체 객체로서 역할을 수행하고, 사용자는 옵저버 객체로 등록됩니다.
• 주체 객체는 주식 가격 변동이 발생할 때마다 등록된 사용자들에게 알림을 전달합니다.
• 이를 통해 주식 시장의 변동성에 대한 실시간 정보를 사용자들에게 제공할 수 있습니다.

4.2 게시판 시스템

• 게시판 시스템은 여러 사용자들에게 게시글이나 댓글 등의 새로운 내용이 추가되었을 때 알림을 전달하는 시스템입니다.
• 사용자는 옵저버 객체로 등록되고, 게시글이나 댓글은 주체 객체로 역할을 수행합니다.
• 주체 객체는 새로운 내용이 추가될 때마다 등록된 사용자들에게 알림을 전송합니다.
• 이를 통해 사용자들은 관심 있는 게시글의 업데이트를 실시간으로 받아볼 수 있습니다.

4.3 온라인 쇼핑몰 장바구니

• 온라인 쇼핑몰의 장바구니는 상품을 담은 후에도 가격이나 재고 등의 변동이 발생할 수 있습니다.
• 장바구니는 주체 객체이고, 사용자는 옵저버 객체로 등록됩니다.
• 주체 객체는 가격이나 재고 등의 변동이 발생할 때마다 등록된 사용자들에게 알림을 전송합니다.
• 이를 통해 사용자들은 장바구니의 상태를 실시간으로 확인하고, 필요한 조치를 취할 수 있습니다.

4.4 푸시 알림 서비스

• 푸시 알림 서비스는 모바일 앱이나 웹 애플리케이션에서 사용자에게 알림을 전달하는 시스템입니다.
• 주체 객체는 서버 또는 푸시 알림 서비스 자체이고, 사용자는 옵저버 객체로 등록됩니다.
• 주체 객체는 알림을 전송할 때마다 등록된 사용자들에게 알림을 전달합니다.
• 이를 통해 사용자들은 원하는 알림을 실시간으로 받아볼 수 있습니다.

옵저버 패턴은 다양한 상황에서 사용자에게 실시간 정보를 전달하거나 알림을 제공하는 등 다양한 기능을 구현할 수 있습니다. 주체 객체와 옵저버 객체 간의 상호작용을 통해 유연하고 확장 가능한 소프트웨어 시스템을 개발할 수 있습니다.

5. 옵저버 패턴과 관련된 디자인 패턴

옵저버 패턴은 소프트웨어 설계 시 유용하게 활용될 수 있는 디자인 패턴입니다. 이번에는 옵저버 패턴과 관련된 몇 가지 디자인 패턴을 살펴보겠습니다.

5.1 퍼블리셔-구독자 패턴(Publisher-Subscriber Pattern)

• 퍼블리셔-구독자 패턴은 옵저버 패턴의 변형된 형태로, 한 주체 객체가 여러 옵저버 객체들에게 이벤트를 발행(publish)하고, 해당 이벤트를 구독(subscribe)하는 형태입니다.
• 퍼블리셔 객체는 이벤트를 발행하고, 구독자 객체는 해당 이벤트를 구독하여 동작을 수행합니다.
• 퍼블리셔-구독자 패턴은 옵저버 패턴과 마찬가지로 느슨한 결합을 제공하며, 이벤트 기반 상호작용을 가능하게 합니다.

5.2 중재자 패턴(Mediator Pattern)

• 중재자 패턴은 여러 객체 간 복잡한 상호작용을 중재하는 중재자(Mediator) 객체를 도입하여 객체 간의 직접적인 상호작용을 제어하는 패턴입니다.
• 중재자 객체는 객체 간의 통신을 총괄하고, 이벤트를 발행하고 수신하는 역할을 수행합니다.
• 중재자 패턴은 옵저버 패턴의 개념을 통해 복잡한 객체 간 통신과 제어를 단순화할 수 있습니다.

5.3 MVC 패턴(Model-View-Controller Pattern)

• MVC 패턴은 소프트웨어를 구성하는 세 가지 역할인 모델(Model), 뷰(View), 컨트롤러(Controller)로 구성되어 있는 패턴입니다.
• 모델은 데이터와 비즈니스 로직을 처리하며, 뷰는 사용자에게 시각적인 표현을 담당하고, 컨트롤러는 사용자의 입력을 처리하는 역할을 수행합니다.
• 옵저버 패턴은 MVC 패턴에서 모델과 뷰 간의 상호작용을 가능하게 합니다.
• 모델의 상태 변화가 발생할 때마다 등록된 뷰들에게 알림을 전달하여 데이터의 변화를 화면에 갱신할 수 있습니다.

5.4 이터레이터 패턴(Iterator Pattern)

• 이터레이터 패턴은 컬렉션 객체의 내부 구조를 노출하지 않고 요소들을 순차적으로 접근할 수 있는 방법을 제공하는 패턴입니다.
• 주체 객체는 옵저버 객체들을 관리하는 컬렉션 역할을 수행하고, 옵저버 객체들은 주체 객체의 상태 변화에 대응하여 순차적으로 작업을 수행합니다.
• 이터레이터 패턴과 옵저버 패턴은 객체 간의 느슨한 결합을 가능하게 하며, 컬렉션 객체와 컬렉션을 순회하는 동작을 분리하여 유연하고 확장 가능한 설계를 제공합니다.

옵저버 패턴과 관련된 디자인 패턴들은 주체 객체와 옵저버 객체 간의 상호작용을 효과적으로 다룰 수 있는 방법을 제공합니다. 디자인 패턴을 적절히 조합하면 더욱 유연하고 확장 가능한 소프트웨어 시스템을 설계할 수 있으며, 코드의 가독성과 재사용성을 높일 수 있습니다.