[Design Pattern] 옵저버 패턴(Observer Pattern)

"헤드 퍼스트 디자인 패턴(개정판)"을 읽고 정리한 내용입니다.

2. 객체들에게 연락 돌리기

옵저버 패턴

옵저버 패턴(Observer Pattern)은 객체들 사이에서 일대다(one-to-many) 관계를 정의해서 하나의 객체의 상태가 변할 때 모든 의존성 있는 객체들에게 자동으로 통지하고 업데이트하는 패턴이다.

신문사(Publisher)와 구독자(Subscriber)로 이루어지는 신문 구독 서비스를 떠올리면 이해하기 쉽다.

디자인 원칙

애플리케이션에서 달라지는 부분을 식별하고 불변으로부터 그것들을 분리해라. (Identify the aspects of your application that vary and separate them from what stays the same.)
- 달라지는 부분을 찾아서 나머지 코드에 영향을 주지 않도록 캡슐화(encapsulate)한다. 그러면 나중에 바뀌지 않는 부분에는 영향을 미치지 않고 그 부분만 고치거나 확장할 수 있다.
구현이 아니라 인터페이스에 프로그래밍해라. (Program to an interface, not an implementation.)
- 특정 행동만을 목적으로 하는 클래스의 집합을 만들고, 이 클래스에서 구현한다. 그러면 슈퍼 클래스에서 구체적으로 구현하거나 서브 클래스 자체에서 별도로 구현하지 않아서 특정 구현에 의존하지 않는다.
상속보다는 구성이 더 낫다. (Favor composition over inheritance.)
- 여기서 구성(composition)은 행동을 상속받는 것 대신에, 올바른 행동 객체로 구성되어 행동을 부여받는 것을 말한다.
- 구성을 사용하면 유연성을 향상 시킬 수 있다. 알고리즘군을 별도의 클래스로 캡슐화 할 수 있을 뿐만 아니라, 구성 요소로 사용하는 객체에서 올바르게 행동 인터페이스를 구현하기만 한다면 실행 중에(runtime) 동적으로 행동을 바꿀 수도 있다.
상호작용하는 객체들 사이에는 느슨한 결합을 사용하도록 노력해라. (Strive for loosely coupled designs between objects that interact.)
- 느슨한 결합(Loose Coupling)은 객체들 사이의 종속성이 적다는 뜻이다. 즉, 객체들 사이의 유연성이 좋아진다. 대표적인 예로 "옵저버 패턴"이 있다.
  - 주제(Subject)는 옵저버가 특정 인터페이스(Observer 인터페이스)를 구현한다는 사실만 알고있다. 즉, 주제는 옵저버가 무엇을 하는지 알 필요가 없다.
  - 옵저버는 언제든지 새로 추가할 수 있다. (제거도 마찬가지이다.)
  - 새로운 타입의 옵저버를 추가할 때도 주제를 수정할 필요가 없다.
  - 주제와 옵저버는 서로 독립적으로 재사용할 수 있다.
  - 주제나 옵저버가 달라져도 서로에게 영향을 미치지 않는다.

예시

public interface Observer {
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure);
}

public interface DisplayElement {
    public void display();
}

public interface Subject {
    public void registerObserver(Observer o);
    public void removeObserver(Observer o);
    public void notifyObservers();
}

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class WeatherDate implements Subject {

    private List<Observer> observers;
    private float temperature;
    private float humidity;
    private float pressure;

    public WeatherDate() {
        observers = new ArrayList<Observer>();
    }

    @Override
    public void registerObserver(Observer o) {
        observers.add(o);
    }

    @Override
    public void removeObserver(Observer o) {
        observers.remove(o);
//        int i = observers.indexOf(o);
//        if (i >= 0) {
//            observers.remove(i);
//        }
    }

    @Override
    public void notifyObservers() {
        for (Observer observer : observers) {
            observer.update(temperature, humidity, pressure);
        }
    }

    public void measurementsChanged() {
        notifyObservers();
    }

    public void setMeasurements(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        this.pressure = pressure;
        measurementsChanged();
    }
}

public class CurrentConditionsDisplay implements Observer, DisplayElement {

    private float temperature;
    private float humidity;
    private WeatherDate weatherDate;

    public CurrentConditionsDisplay(WeatherDate weatherDate) {
        this.weatherDate = weatherDate;
        weatherDate.registerObserver(this);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("현재 상태: 온도 " + temperature + "F, 습도 " + humidity);
    }

    @Override
    public void update(float temperature, float humidity, float pressure) {
        this.temperature = temperature;
        this.humidity = humidity;
        display();
    }
}

public class WeatherStation {
    public static void main(String[] args) {
        WeatherDate weatherDate = new WeatherDate();

        CurrentConditionsDisplay currentDisplay = new CurrentConditionsDisplay(weatherDate);

        weatherDate.setMeasurements(80, 65, 30.4f);
    }
}

// Output
현재 상태: 온도 80.0F, 습도 65.0

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