Goal

커맨드 패턴의 개념을 이해한다.

예시를 통해 커맨드 패턴을 이해한다.

커맨드 패턴이란

실행될 기능을 캡슐화함으로써 주어진 여러 기능을 실행할 수 있는 재사용성이 높은 클래스를 설계하는 패턴
- 즉, 이벤트가 발생했을 때 실행될 기능이 다양하면서도 변경이 필요한 경우에 이벤트를 발생시키는 클래스를 변경하지 않고 재사용하고자 할 때 유용하다.
- ‘행위(Behavioral) 패턴’의 하나 (아래 참고)
실행될 기능을 캡슐화함으로써 기능의 실행을 요구하는 호출자(Invoker) 클래스와 실제 기능을 실행하는 수신자(Receiver) 클래스 사이의 의존성을 제거한다.
따라서 실행될 기능의 변경에도 호출자 클래스를 수정 없이 그대로 사용 할 수 있도록 해준다.
역할이 수행하는 작업
- Command
  - 실행될 기능에 대한 인터페이스
  - 실행될 기능을 execute 메서드로 선언함
- ConcreteCommand
  - 실제로 실행되는 기능을 구현
  - 즉, Command라는 인터페이스를 구현함
- Invoker
  - 기능의 실행을 요청하는 호출자 클래스
- Receiver
  - ConcreteCommand에서 execute 메서드를 구현할 때 필요한 클래스
  - 즉, ConcreteCommand의 기능을 실행하기 위해 사용하는 수신자 클래스

참고

행위(Behavioral) 패턴
- 객체나 클래스 사이의 알고리즘이나 책임 분배에 관련된 패턴
- 한 객체가 혼자 수행할 수 없는 작업을 여러 개의 객체로 어떻게 분배하는지, 또 그렇게 하면서도 객체 사이의 결합도를 최소화하는 것에 중점을 둔다.

예시

만능 버튼 만들기

버튼이 눌리면 램프의 불이 켜지는 프로그램

public class Lamp {
public void turnOn(){ System.out.println("Lamp On"); }
}
public class Button {
private Lamp theLamp;
public Button(Lamp theLamp) { this.theLamp = theLamp; }
public void pressed() { theLamp.turnOn(); }
}

public class Client {
public static void main(String[] args) {
  Lamp lamp = new Lamp();
  Button lampButton = new Button(lamp);
  lampButton.pressed();
}
}

Button 클래스의 생성자를 이용해 불을 켤 Lamp 객체를 전달한다.
Buttom 클래스의 pressed()가 호출되면 생성자를 통해 전달받은 Lamp 객체의 turnOn()를 호출해 불을 켠다.

문제점

버튼을 눌렀을 때 다른 기능을 실행하는 경우

버튼을 눌렀을 때 알람이 시작되게 하려면?

public class Alarm {
  public void start(){ System.out.println("Alarming"); }
}
public class Button {
  private Alarm theAlarm;
  public Button(Alarm theAlarm) { this.theAlarm = theAlarm; }
  public void pressed() { theAlarm.start(); }
}

public class Client {
  public static void main(String[] args) {
 Alarm alarm = new Alarm();
 Button alarmButton = new Button(alarm);
 alarmButton.pressed();
  }
}

새로운 기능으로 변경하려고 기존 코드(Button 클래스)의 내용을 수정해야 하므로 OCP에 위배된다.

Button 클래스의 pressed() 전체를 변경해야 한다.

버튼을 누르는 동작에 따라 다른 기능을 실행하는 경우

버튼을 처음 눌렀을 때는 램프를 켜고, 두 번째 눌렀을 때는 알람을 동작하게 하려면?

enum Mode { LAMP, ALARM };
// Button 클래스의 코드를 수정
public class Button {
  private Lamp theLamp;
  private Alarm theAlarm;
  private Mode theMode;
  // 생성자에서 버튼을 눌렀을 때 필요한 기능을 인지로 받는다.
  public Button(Lamp theLamp, Alarm theAlarm) {
   this.theLamp = theLamp;
   this.theAlarm = theAlarm;
  }
  // 램프 모드 또는 알람 모드를 설정
  public void setMode(Mode mode) { this.theMode = mode; }
  // 설정된 모드에 따라 램프를 켜거나 알람을 울림
  public void pressed() {
   switch(theMode) {
   case LAMP: theLamp.turnOn(); break;
   case ALARM: theAlarm.start(); break;
   }
 }
}

필요한 기능을 새로 추가할 때마다 Button 클래스의 코드를 수정해야 하므로 재사용하기 어렵다.

해결책

문제를 해결하기 위해서는 구체적인 기능을 직접 구현하는 대신 실행될 기능을 캡슐화해야 한다.

즉, Button 클래스의 pressed 메서드에서 구체적인 기능(램프 켜기, 알람 동작 등)을 직접 구현하는 대신 버튼을 눌렀을 때 실행될 기능을 Button 클래스 외부에서 제공받아 캡슐화해 pressed 메서드에서 호출한다.
이를 통해 Button 클래스 코드를 수정하지 않고 그대로 사용할 수 있다.
- Button 클래스는 미리 약속된 Command 인터페이스의 execute 메서드를 호출한다.
  - 램프를 켜는 경우에는 theLamp.turnOn 메서드를 호출하고
  - 알람이 동작하는 경우에는 theAlarm.start 메서드를 호출하도록 pressed 메서드를 수정한다.
- LampOnCommand 클래스에서는 Command 인터페이스의 execute 메서드를 구현해 Lamp 클래스의 turnOn 메서드(램프 켜는 기능)를 호출한다.
- 마찬가지로 AlarmStartCommand 클래스는 Command 인터페이스의 execute 메서드를 구현해 Alarm 클래스의 start 메서드(알람이 울리는 기능)를 호출한다.

Command 클래스

public interface Command { public abstract void execute(); }

Button 클래스

public class Button {
private Command theCommand;
// 생성자에서 버튼을 눌렀을 때 필요한 기능을 인지로 받는다.
public Button(Command theCommand) { setCommand(theCommand); }
public void setCommand(Command newCommand) { this.theCommand = newCommand; }
// 버튼이 눌리면 주어진 Command의 execute 메서드를 호출한다.
public void pressed() { theCommand.execute(); }

Lamp, LampOnCommand 클래스

public class Lamp {
public void turnOn(){ System.out.println("Lamp On"); }
}
/* 램프를 켜는 LampOnCommand 클래스 */
public class LampOnCommand implements Command {
private Lamp theLamp;
public LampOnCommand(Lamp theLamp) { this.theLamp = theLamp; }
// Command 인터페이스의 execute 메서드
public void execute() { theLamp.turnOn(); }
}

Alarm, AlarmStartCommand 클래스

public class Alarm {
public void start(){ System.out.println("Alarming"); }
}
/* 알람을 울리는 AlarmStartCommand 클래스 */
public class AlarmStartCommand implements Command {
private Alarm theAlarm;
public AlarmStartCommand(Alarm theAlarm) { this.theAlarm = theAlarm; }
// Command 인터페이스의 execute 메서드
public void execute() { theAlarm.start(); }
}

클라이언트에서의 사용

public class Client {
public static void main(String[] args) {
  Lamp lamp = new Lamp();
  Command lampOnCommand = new LampOnCommand(lamp);
  Alarm alarm = new Alarm();
  Command alarmStartCommand = new AlarmStartCommand(alarm);

  Button button1 = new Button(lampOnCommand); // 램프 켜는 Command 설정
  button1.pressed(); // 램프 켜는 기능 수행

  Button button2 = new Button(alarmStartCommand); // 알람 울리는 Command 설정
  button2.pressed(); // 알람 울리는 기능 수행
  button2.setCommand(lampOnCommand); // 다시 램프 켜는 Command로 설정
  button2.pressed(); // 램프 켜는 기능 수행
}
}

Command 인터페이스를 구현하는 LampOnCommand와 AlarmStartCommand 객체를 Button 객체에 설정한다.
Button 클래스의 pressed 메서드에서 Command 인터페이스의 execute 메서드를 호출한다.
즉, 버튼을 눌렀을 때 필요한 임의의 기능은 Command 인터페이스를 구현한 클래스의 객체를 Button 객체에 설정해서 실행할 수 있다.
이렇게 Command 패턴을 이용하면 Button 클래스의 코드를 변경하지 않으면서 다양한 동작을 구현할 수 있게 된다.

References

JAVA 객체지향 디자인 패턴, 한빛미디어

[Design Pattern] 커맨드 패턴이란

커맨드 패턴을 이해한다.

Goal

커맨드 패턴이란

예시

만능 버튼 만들기

문제점

해결책

관련된 Post

References