[디자인 패턴] 빌더 패턴 (Builder Design Pattern)

빌더 패턴 (Builder Pattern)

• GoF 디자인 패턴 중 생성 패턴에 해당
• 빌더 패턴은 복잡한 객체를 생성하는 클래스와 표현하는 클래스를 분리
• 다른 표현이라도 이를 생성할 수 있는 동일한 절차를 제공하는 패턴

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주로 클래스에 새로운 객체 생성 시, 객체에 값을 할당하는 방법

1. 생성자 이용

2. Setter 메서드 이용

 

빌더 패턴이 필요한 경우

• 클래스에 대한 속성 값이 optional 일때
  • 클래스 객체의 여러 속성 값 중 하나 null이 되는 경우
• 데이터 입력하는 순서가 달라질 수 있을 때
  • 새로운 객체를 만들 때마다 객체 내부 인자를 어떻게 부여해서 생성해야 하는지 모르는 경우 발생

* 기존 클래스 생성자를 이용한 객체 생성 시 명확하게 데이터 입력하는 순서를 알아야 하는 문제점 발생

 

장점

• 표현을 다양하게 변경 가능
• 생성과 표현 코드를 분리
• 복합 객체를 생성하는 절차를 세밀하게 나눌 수 있음

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코드 설명

기존 직접 클래스 생성자를 이용한 객체 생성 방법

클래스 다이어그램

 

Task.java

import java.util.Date;

//일정 관리를 위해 새롭게 생성되는 일정(Task)클래스
public class Task {
	//Task 클래스의 속성
	private final long id; //일정에 대한 unique identifier
	private String summary = ""; //일정에 대한 요약
	private String description = ""; //일정에 대한 상세 설명
	private boolean done = false; //일정이 완료되었는지 완료되지 않았는지를 설명하는 변수
	private Date dueDate; //해당 Task가 언제인지 기록하는 변수
	
    
	//Source - Generate Constructor Using Fields (생성자 만들기)
	//Task class를 외부 클라이언트에서 생성시 생성자 활용
	public Task(long id, String summary, String description, boolean done, Date dueDate) {
		super();
		this.id = id;
		this.summary = summary;
		this.description = description;
		this.done = done;
		this.dueDate = dueDate;
	}
}

 

Client.java

import java.util.Date;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		Task(long id, String summary, String description, boolean done, Date dueDate)

	 	//생성자를 통한 객체 생성
		//일정을 만들 때, 일정에 대한 고유 id와 summary, description에 대한 정보만 알고 있는 경우
		Task t1 = new Task(1000,"TEST","TEST",false,null); //t1 객체 생성
        
		//일정들이 생성될때마다 빈값, null이 들어오는 경우,
		//객체 생성시 매번 어느 부분이 null인지 매번 체크해야 되는 경우 발생
		Task t2 = new Task(1001,"","",false,null);
        
		//객체 내부 인자를 어떻게 부여해야하는지 모르는 경우 발생 (입력의 순서가 바뀔 수 있을 때)
		Task t3 = new Task(false, null, 1002, "","");
	}	
}

문제점

• Task 클래스의 생성자를 이용한 객체 생성 시, 해당 클래스의 속성을 순서대로 기입해야 한다.
• 속성 값 중 null이 존재할 경우 어떤 속성이 null인지 항상 체크해야 한다.
• 내부 인자를 어떻게 부여해야 하는지 모를 경우 오류 발생.

 

 

싱글톤 패턴을 이용한 객체 생성

빌더패턴 이용 클래스다이어 그램

 

Task.java

import java.util.Date;

//일정 관리를 위해 새롭게 생성되는 일정(Task)클래스
public class Task {
	
	private final long id; //일정에 대한 unique identifier
	private String summary = ""; //일정에 대한 요약
	private String description = ""; //일정에 대한 상세 설명
	private boolean done = false; //일정이 완료되었는지 완료되지 않았는지를 설명하는 변수
	private Date dueDate; //해당 Task가 언제인지 기록하는 변수
	
	//Source - Generate Constructor Using Fields (생성자 만들기)
	//Task class를 외부 클라이언트에서 생성시 생성자 활용
	public Task(long id, String summary, String description, boolean done, Date dueDate) {
		super();
		this.id = id;
		this.summary = summary;
		this.description = description;
		this.done = done;
		this.dueDate = dueDate;
	}
		
	//각각의 속성 출력하기 위한 toString 클래스
	@Override
	public String toString() {
		return "Task [id=" + id + ", summary=" + summary + ", description=" + description + ", done=" + done
				+ ", dueDate=" + dueDate + "]";
	}
}

 

TaskBuilder.java

import java.util.Date;

public class TaskBuilder { //Task의 객체를 대신 만들어줌
	
	//Task가 가지고 있는 변수(속성) 
	private final long id; //일정에 대한 unique identifier
	private String summary = ""; //일정에 대한 요약
	private String description = ""; //일정에 대한 상세 설명
	private boolean done = false; //일정이 완료되었는지 완료되지 않았는지를 설명하는 변수
	private Date dueDate; //해당 Task가 언제인지 기록하는 변수
	
	// id값만 처음 인자로 받으면, 나머지는 setter이용해서 설정
	//TaskBuilder의 생성자
	public TaskBuilder(long id) {
		this.id = id;
	}
	
	//각 속성에 대한 setter정의. 생성자를 통해 정의된 인자 값 추후 수정을 위함
	public void setSummary(String summary) {
		this.summary = summary;
	}

	public void setDescription(String description) {
		this.description = description;
	}

	public void setDone(boolean done) {
		this.done = done;
	}

	public void setDueDate(Date dueDate) {
		this.dueDate = dueDate;
	}
	
	//TaskBuiler 객체 생성 후 실제 Task 객체 생성해야 함.
	//TaskBuilder 객체가 보유한 값들을 활용하여 최종적으로 Task 객체를 만드는 메소드
	public Task build() {
		return new Task(id, summary, description, done, dueDate);
	}
	
}

• Task를 생성할 속성 값들을 setter 메서드를 통해 값을 받아올 수 있다.
• 그 후 build() 메소드를 통해 실제 Task 객체를 생성한다.

각각의 값이 변동될 수 있는 속성, optional 하게 받을 수 있는 속성에 대해 각각 setter를 만들었으므로,

클라이언트는 속성의 순서를 고려할 필요가 없다.

 

 

 

Client.java

import java.util.Date;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {

		//빌더 객체를 통한 객체 생성
		TaskBuilder taskBuilder1 = new TaskBuilder(999);
		taskBuilder1.setSummary("TEST");
		taskBuilder1.setDone(false);
		taskBuilder1.setDescription("example");

		//해당값을 알지 못하는 경우, 그냥 set하지 않으면 null로 이미 설정되어있음.
		//클라이언트는 굳이 모르는값 명시 안해도된다.
		
        //최종적으로 앞서 대입한 값에 대해 build()메소드 이용 Task 객체 생성
		Task task1 = taskBuilder1.build(); 
		System.out.println(task1);
	}	
}

 실제 클라이언트는 TaskBuilder의 객체를 생성하고 그 객체에 setter 메소드를 이용해서 변동되는 속성 값들을 순서와 상관없이 추가하고 최종적으로 build() 메소드를 사용하면 실제 Task의 객체가 생성된다.

 

 

실행 결과

싱글톤 패턴을 이용하여 Client에서 추가한 속성들을 포함하여 객체가 잘 생성된 것을 확인할 수 있다.