[디자인 패턴] 프로토타입 패턴

코딩으로 학습하는 GoF의 디자인 패턴

프로토타입

기존 인스턴스를 복제하여 새로운 인스턴스를 만드는 방법

clone()을 구현하여 인스턴스를 복제

예제

GithubRepository

GithubIssue에 필드로 들어갈 GitHubReopsitory

@Getter  
@Setter  
public class GithubRepository {  
   private String user;  
   private String name;  
}

GithubIssue

• clone()을 구현하기 위해서는 Clonable 인터페이스를 상속받아야 한다.
• clone()메서드를 오버라이드하면 자바가 구현해놓은 clone()을 사용할 수 있다.

@Getter  
@Setter  
public class GithubIssue implements Cloneable{  
   private int id;  
   private String title;  
   private GithubRepository repository;  

   public GithubIssue(GithubRepository repository) {  
      this.repository = repository;  
   }  

   public String getUrl() {  
      return String.format("https://github.com/%s/%s/issues/%d",  
         repository.getUser(),  
         repository.getName(),  
         this.getId());  
   }  

   @Override  
   protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
      return super.clone();  
   }  

   @Override  
   public boolean equals(Object o) {  
      if (this == o)  
         return true;  
      if (o == null || getClass() != o.getClass())  
         return false;  
      GithubIssue that = (GithubIssue)o;  
      return id == that.id && Objects.equals(title, that.title) && Objects.equals(repository,  
         that.repository);  
   }  

   @Override  
   public int hashCode() {  
      return Objects.hash(id, title, repository);  
   }  
}

Shallow Clone vs Deep Clone

위의 예시는 Clonable 인터페이스를 구현받아서 clone()메서드를 오버라이드했다. 자바에서 구현한 clone()은 Shallow Clone이다.

Shllow Clone : 해당 객체를 복사해서 반환
Deep Clone : 해당 객체가 가지고 있는 필드까지 새로만들어서 복사 후 반환

 

GithubIssue클래스는 필드로 GithubRepository 객체를 가지고있다. Clonable을 이용한 복사를 하면 복사된 GithubIssue 객체와 원본 객체는 GithubRepository를 공유하게된다.

예시

public Test class {
    public static void main(String[] args) {
        GithubRepository repository = new GithubRepository();  
        repository.setUser("whiteship");  
        repository.setName("live-study");  

        GithubIssue githubIssue = new GithubIssue(repository);  
        githubIssue.setId(1);  
        githubIssue.setTitle("title");

        GithubIssue clone = (GithubIssue) githubIssue.clone();
        // false
        System.out.println(githubIssue == clone);  
        // true
        System.out.println(githubIssue.getRepository() == clone.getRepository())
    }
}

shallow clone을 사용했기 때문에 두 객체의 GithubRepository == 비교는 true가 반환된다. 필드 객체까지 새로운 객체로 복제하려면 Deep clone을 해야하는데 어떻게 구현할 수 있을까?

Deep clone

@Override  
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {  
   GithubRepository repository = new GithubRepository();  
   repository.setUser("whiteship");  
   repository.setName("live-study");  

   GithubIssue githubIssue = new GithubIssue(repository);  
   githubIssue.setId(1);  
   githubIssue.setTitle("title");  
   return githubIssue;  
}

그냥 위에서 적은 코드를 clone()메서드의 구현부에 입력하면 된다. 근데 이렇게하면 굳이 Clonable 인터페이스를 구현할 필요는 없어보인다. 여튼 이런 방식으로 clone()을 구현하면 Deep clone이 가능하다.

 

장/단점

장점

1. 복잡한 객체를 만드는 과정을 숨길 수 있다.
2. 기존의 객체를 복제하는 과정이 새 인스턴스를 만드는 것보다 효율적이다.
3. 추상적인 타입을 리턴할 수 있다.

단점

1. 복잡한 객체를 만드는 과정이 복잡할 수 있다. (특히, 순환참조가 있는 경우)

개인적인 의견

프로토타입 패턴은 패턴이라기보다는 인스턴스를 복제하는 메서드 구현방법을 알려주는 느낌이다. 특히 Deep clone은 새로운 객체를 만드는 과정을 메서드로 숨긴 정도이고 큰 패턴이 있다느 생각이 들지는 않는다. 그냥 복제가 필요할 때 참고해서 사용해야겠다.