안드로이드 디자인 패턴

앱을 개발하는 동안 사용 할 수 있는 Java 디자인 패턴에 대해서 소개합니다. 디자인 패턴은 소프트웨어 설계에서 자주 활용되는 구조의 모음이나, 나타나는 다양한 패턴들을 정리한 것입니다. 각 카테고리 별 패턴을 살펴보고 각 패턴이 실질적으로 Android에서 어떻게 적용되는지 살펴보겠습니다.

생성
- Builder
- Dependency Injection
- Singleton
구조
- Adapter
- Facade
행위
- Command
- Observer
- Model View Controller
- Model View ViewModel

1. 생성 패턴

생성 패턴이란 객체 생성에 대해서 다루고 상황에 적절한 객체를 만드는 것입니다. 생성에 관련된 패턴을 사용하면 쉽고 간단하게 객체 생성을 할 수 있습니다.

1) Builder

복잡한 인스턴스를 조립하여 만드는 구조
생성자에 파라미터가 많은 클래스인 경우 빌더 패턴을 사용하여 가독성을 높일 수 있음
Android에서는 NotificationCompat.Builder와 같은 클래스를 사용 할 때 Builder 패턴이 나타남

Notification notification =new NotificationCompat.Builder(this)
                                      .setSmallIcon(R.drawable.ic_notification)
                                      .setContentIntent(pendingIntent)
                                      .setTicker(message)
                                      .build();

AlertDialog.Builder에서도 Builder 패턴을 사용

new AlertDialog.Builder(this)
    .setTitle("Builder Dialog")
    .setMessage("Builder Dialog Message")
    .setNegativeButton("Cancel", new DialogInterface.OnClickListener() {
        @Override public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
        }
    })
    .setPositiveButton("OK", new DialogInterface.OnClickListener() {
        @Override public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
        }
    })
    .show();

위 Builder들은 단계적으로 진행되며 사용자에게 중요한 부분들을 지정 할 수 있음

2) Dependency Injection

Dependency Injection은 구성 요소간의 의존 관계가 소스코드 내부가 아닌 외부의 설정파일등을 통해 정의
필요한 모든 것은 이미 존재하기 때문에 가져다 사용하기만 하면 됨
Dependency Injection은 새로운 객체를 생성 할 때 필요한 객체를 제공
Android에서는 네트워크 클라이언트, 이미지 로더, SharedPreferences와 같이 앱의 다양한 지점에서 동일한 객체에 접근 해야할 때 사용하면 좋음
Dagger2는 Android에서 가장 많이 쓰이는 Dependency Injection 프레임워크
@Module 클래스 어노테이션을 달고 @Provides 메소드 어노테이션를 사용하여 주입하면 됨

@Module
public class AppModule {
    @Provides
    SharedPreferences provideSharedPreferences(Application app) {
        return app.getSharedPreferences("setting", Context.MODE_PRIVATE);
    }
}

위 Module은 필요한 객체를 생성하고 초기화함
그런 다음 Component 인터페이스를 생성하여 모듈과 주입 할 클래스를 선언 ```java @Component(modules = AppModule.class) interface AppComponent {

}

- `Component`는 종속성이 어디서 오는 것인지(Module)와 어디로 갈 것인지를 연결
- 마지막으로 `@Inject` 어노테이션을 상요하여 필요에 따라 종속성을 요청
```java
@Inject
SharedPreferences sharedPreferences;

Dependency Inject을 사용하면 Activity에서 SharedPreferences 객체가 어떻게 생겼는지를 Activity가 알 필요없이 로컬 스토리지를 사용 할 수 있음
자세한 구현 정보는 Dagger2 Users Guide를 참조

3) Singleton

클래스, 생성자가 여러 차례 생성되더라도 실제로 생성되는 객체는 하나
최초 생성 이후에 호출된 생성자는 최초의 생성자가 생성한 객체를 리턴

public class SampleSingleton {
    private static SampleSingleton instance = null;

    private SampleSingleton() {

    }

    public static SampleSingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized(this) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SampleSingleton();
                }
            }
        }

        return instance;
    }
}

위 클래스에서 static 메소드 getInstance()안에 생성자를 숨겨서 객체를 한번만 초기화 하도록 구현
SampleSingleton.getInstance();를 사용하여 객체에 엑세스
그러면 앱 전체에서 동일한 클래스의 인스턴스를 사용 할 수 있음
Singleton은 여러 개체에서 액세스 할 수 있기 때문에 예측하기 어려운 예기치 않은 부작용을 경험할 수 있음

2. 구조 패턴

구조패턴이란 기존에 생성되어 있는 클래스를 새롭게 구현하는 클래스에 맞지 않는 경우에 사용합니다. 작은 클래스의 합성을 통해 더 큰 클래스 구조를 형성하기 위한 패턴입니다.

1) Adapter

Android에서 대표적으로 Adapter패턴을 보이는 클래스는 RecyclerView.Adapter
RecyclerView.Adapter클래스는 앱의 비지니스 로직(Model)과 RecyclerView를 연결하는 역활
RecyclerView.Adapter은 데이터 아이템(Model)에 접근하고 해당 데이터를 이용하여 아이템에 View를 그리는 역활을 수행

public class SampleAdapter extends RecyclerView.Adapter<SampleViewHolder> {
    private List<Test> tests;

    public SampleAdapter() {
        tests = new ArrayList();
    }

    @Override
    public SampleViewHolder onCreateViewHolder(ViewGroup parent, int position) {
        // Create View Holder
    }

    @Override
    public void onBindViewHolder(SampleViewHolder holder) {
        // View Bind
    }

    @Override
    public int getItemCount() {
        return tests.size();
    }

    public void add(Test item) {
        tests.add(item);
    }
}

RecyclerView은 Test에 대해서 무엇인지 모름
SampleAdapter가 Test와 RecyclerView을 연결하기 때문에 RecyclerView은 Test에 대해서 알 필요가 없음

2) Facade

Facade패턴은 다른 인터페이스 세트를 사용하기 쉽게 만드는 하이-레벨 인터페이스를 제공
라이브러리 바깥쪽의 코드가 라이브러리의 안쪽 코드에 의존하는 일을 감소
공통적인 작업에 대해 간편한 메소드들을 제공
Activity에서 도서 목록이 필요한 경우 저장소, 캐시 및 API등의 내부 동작을 이해하지 않고 하나의 객체를 사용하여 해당 목록을 요청하는 경우
Retrofit은 Facade 패턴을 구현하는데 도움이 되는 REST API 호출 라이브러리

public interface BooksApi {
    @GET("/books")
    void listBooks(Callback<List> callback);
}

클라이언트는 책의 목록을 얻기위해서는 listBooks()만 호출하면 됨
Retrofit을 사용하면 Interceptor 및 OkHttpClient를 이용하여 클라이언트가 현재 진행 중인 상황을 알지 못해도 캐싱 동작을 제어 할 수 있음

3. 행위 패턴

객체의 행위를 조직, 관리, 조합하는데 사용하는 패턴
객체들이 다른 객체와 상호작용하는 방식을 규정
각각 다른 객체들과 통신하는 방법과 객체의 책임을 규정하여 복잡한 행위들을 관리 할 수 있도록 함
두 객체 간의 관계에서부터 앱의 전체 아키텍처에까지 영향을 미침

1) Command

요청을 수행하는 객체가 별도의 수신자를 알지 못해도 요청을 실행하는 방식
요청을 별도의 객체로 캡슐화하고 전송
EventBus는 Android에 대표적인 Command 패턴을 보여주는 라이브러리

EvnetBus Diagram

발신자는 EventBus의 post() 메소드를 이용하여 요청을 발신하고 수신자는 @Subscribe 어노테이션을 이용하여 수신을 처리
```
public class MessageEvent {
}
```
발신한 메시지를 생성

eventBus.register(this);

@Subscribe()
public void onEvent(MessageEvent event) {
}

수신자 할당

eventBus.post(event);

발신자에서 메시지 발송

2) Observer

객체간의 1:1 의존성을 정의
하나의 객체가 상태를 변경하면 모든 종속된 객체에 자동으로 통지되고 업데이트를 수행
API 호출과 같이 불확실한 시간의 작업을 위해서 사용 할 수 있으며 사용자 입력을 처리하는데 사용 할 수 있음
RxJava(RxAndroid)를 사용하면 앱 전체에 해당 패컨을 구현 할 수 있음

apiService.getData(someData)
    .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
    .subscribe (/* an Observer */);

값(이벤트)를 방출 할 Observable 객체를 정의
Observable들은 한 번 또는 연속적으로 스트림, 값, 이벤트를 방출함
Subscriber는 이러한 값을 수신하고 도작한 대로 응답
예를들어, API 호출을 작성하고 서버에서 응답을 처리할 Subscriber를 지정 할 수 있음

3) Model View Controller

Model View Controller(MVC)는 현재 여러 플랫폼에서 사용중인 아키텍처 패턴
UI로부터 비지니스 로직을 분리하여 서로 영향 없이 쉽게 고칠 수 있는 어플리케이션 개발 가능
Android에서는 MVC로 프로젝트를 설정하는것이 쉬움
- Model : 데이터 클래스, 실제 세계를 ‘모델링’
- View : 시각적 클래스, 사용자에게 표시되는 모든 항목
- Controller : Model과 View 사이의 접착제, View를 업데이트하고 사용자 입력을 받아 Model을 변경
가능한 많은 레이아웃과 리소스 로직을 Android XML으로 이동하면 View 레이어를 깔끔하게 유지 할 수 있음
하지만 Activity(Controller)에 너무 많은 소스가 집약되기 때문에 좋은 방법이 아님

4) Model View Persenter

MVC 패턴 기반의 변형 패턴
MVC 패턴과 다르게 입력을 View에서 처리하며 Presenter에서는 View의 인스턴스를 가지고 1:1 관계를 유지
View에서 이벤트가 발생하면 Presenter에게 전달해주고 Presenter는 해당 이벤트에 따른 Model을 조작하고 그 결과를 바인딩을 통해 View에게 통보를 하여 View를 업데이트
또한 View를 추상화하여 따로 View를 구현하지 않아도 UI 로직에 대한 Test가 가능하며 유지보수가 쉬움

5) Model View ViewModel

MVC 패턴 기반의 변형 패턴
ViewModel 객체는 Model과 View사이의 “접착제”이지만 Controller와 다르게 동작
View에 대한 명령을 표시하고 View를 Model에 바인딩
Model이 업데이트되면 해당 View는 ViewModel을 통해 자신을 업데이트
마찬가지로 사용자가 View와 상호 작용할 때 ViewModel은 Model을 자동으로 업데이트

[Pattem] 안드로이드 디자인 패턴