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인프런 객체 지향 입문 강의

GoF 커맨드 패턴 요약




Posted by 최범균 madvirus

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모델 2 구조를 객체 지향적으로 구현하는 방법에 대해서 살펴본다.

모델 2 구조의 올바른 구현 방법

1부에서 살펴보았듯이 모델 2 구조에서 모든 클라이언트의 요청은 서블릿으로 전달되며, 서블릿은 그 요청을 알맞게 처리해야 할 책임이 따른다. 여기서 모든 클라이언트의 요청이라는 것은 연관성이 있는 기능등을 함께 묶어 놓은 집합을 의미한다. 예를 들어 게시판을 생각해보자. 게시판은 읽기/쓰기/삭제/목록보기 등의 기능을 필요로 하며 이러한 각 기능을 하나의 서블릿에서 구현하는 것이 바로 모델 2 구조의 알맞은 구현 방법이라 할 수 있다.

언뜻 생각해보면 모든 기능을 하나의 서블릿에서 처리한다는 것이 매우 이상하게 느껴질 것이다. 아마 여러분은 게시판을 서블릿으로 구현하고자 할 때 글 목록을 보여주는 ListServlet, 글을 작성하는 WriteServlet 그리고 글을 삭제하는 DeleteServlet 처럼 기능등을 각각 하나의 서블릿을 통해서 구현하고자 할 것이다. 이는 여러분들이 지금까지 살펴본 대부분의 서적에서는(또한 필자와 이동훈씨가 함쎄 지은 JSP Professional에서 조차도) 게시판의 각 기능을 별도의 서블릿 또는 JSP 페이지에서 처리하고 있기 때문이며, 또한 여러분이 이러한 사고 방식에 익숙해져 있기 때문이다.

이 시점에서 그러면 다음과 같은 질문이 떠오를 것이다.

  그렇다면 모든 일련의 기능을 하나의 서블릿에서 구현하는 것이 정말로 좋은가?

이 질문에 대한 대답은 바로 "그렇다" 이다. 조금은 못미덥겠지만 이 글을 끝까지 읽어나가면 여러 서블릿에 분산시키는 것 보다 하나의 서블릿에서 관련된 일련의 기능을 구현하는 것이(좀더 정확하게 표현하면 관련된 일련의 기능을 제어하는 것이) 효과적이며 또한 확장성도 뛰어나다는 것을 알 수 있을 것이다.

하나의 서블릿에 모든 관련된 기능을 집중시키자!

이제부터 서블릿에서 관련된 모든 기능을 구현하는 것에 대해서 살펴보자. 일단 모든 관련된 기능을 하나의 서블릿에서 구현하기 위해서는 서블릿이 각각의 요청이 어떤 기능을 요구하는 것인지 구분할 수 있어야 한다. 어떤 클라이언트는 게시판 목록을 보길 원할 것이고, 어떤 클라이언트는 글쓰기를 원할 것이고 그리고 어떤 클라이언트는 글에 대한 답변을 작성하기를 원할 것이다. 이처럼 각각의 요청은 서블릿으로부터 서로 다른 서비스를 받길 원하며 서블릿은 이를 구분하여 각각의 요청에 대해 알맞은 응답을 해 주어야 한다.

서블릿이 각 기능을 구분할 수 있는 한 가지 방법은 각 기능마다 고유의 명령어를 부여하는 것이다. 예를 들어, 게시판 목록 보기는 "List" 명령어를, 글 쓰기 작성 폼은 "WriteForm" 명령어를, 그리고 작성한 글을 저장하는 것은 "Write" 명령어를 부여하는 것이다. 이제 클라이언트는 이렇게 기능별로 부여한 명령어를 서블릿에 전달하기만 하면 된다. 몇몇 독자는 짐작했겠지만 서블릿에 명령어를 전달하는 방법은 파라미터를 통해서 이루어진다. 예를 들어, command 라는 파라미터를 통해서 명령어를 전달한다고 할 경우 게시판 목록 보기 요청은 /servlet/BoardServlet?command=List 와 같은 URL을 통해서 표현될 것이다.

각 기능별로 고유의 명령어를 부여했기 때문에 서블릿은 클라이언트가 보내온 명령어에 따라 알맞은 응답을 해 주기만 하면 된다. 간단하게 전체적인 코드의 형태를 보여준다면 다음과 같다.

   public void doGet(HttpServletRequest request,
                     HttpServletResponse response)
                     throws IOException, ServletException {
   
      String command = request.getParameter("command");
      String nextPage = "";
      
      if (command.compareTo("List") == 0) {
         // 목록 보여주기 위한 처리를 한다.
         BoardManager bMgr = BoardManager.getInstance();
         BoardList[] bList = bMgr.getList(request.getParameter("pageno");
         ...
         nextPage = "/board/list.jsp";
      } else if (command.compareTo("WriteForm") == 0) {
         // 글을 작성할 수 있는 폼을 보여준다.
         ...
         nextPage = "/board/writeform.jsp";
      } else if (command.compareTo("Write") == 0) {
         // 사용자가 입력한 데이터를 알맞게 저장한다.
         ...
         nextPage = "/board/write.jsp";
      }
      
      RequestDispatcher rd = request.getRequestDispatcher(nextPage);
      rs.forward(request, response);
   }

위 코드를 보면 command 파라미터의 값에 따라 알맞은 처리를 한 후 결과를 보여줄 JSP 페이지를 nextPage에 저장한느 것을 알 수 있다. 모든 처리가 끝나면 서블릿은 RequestDispatcher를 사용하여 nextPage에서 지정한 JSP 페이지를 보여준다. 위 코드의 경우 간단하게 "..."을 삽입하긴 했지만 실제로 "..."이 대신 완전한 코드를 넣었다면 위 코드는 아마 매우 길어졌을 것이다. 또한 위와 같이 하나의 메소드에 모든 구현을 다 넣는 것이 이상하게 느껴질 것이다.

물론, 위와 같이 하나의 메소드에 모든 기능을 다 넣는 것은 좋지 않은 방법이며 요구하는 기능이 많아질 경우 소스 코드가 복잡해지는 단점이 있다. 일단 덜 복잡한 코드를 작성하기 위해서는 기능들을 각각 별도의 메소드에서 구현해야 한다. 다음은 각각의 명령어를 별도의 메소드를 통해서 처리하도록 수정한 서블릿의 형태이다.

   public void doGet(HttpServletRequest request,
                     HttpServletResponse response)
                     throws IOException, ServletException {
   
      String command = request.getParameter("command");
      String nextPage = "";
      
      if (command.compareTo("List") == 0) {
         nextPage = processListCommand(request, response);
      } else if (command.compareTo("WriteForm") == 0) {
         nextPage = processWriteFormCommand(request, response);
      } else if (command.compareTo("Write") == 0) {
         nextPage = processWriteFormCommand(request, response);
      }
      
      RequestDispatcher rd = request.getRequestDispatcher(nextPage);
      rs.forward(request, response);
   }
   
   private String processListCommand(HttpServletRequest request,
                     HttpServletResponse response)
                     throws IOException, ServletException {
      // 목록 보여주기 위한 처리를 한다.
      BoardManager bMgr = BoardManager.getInstance();
      BoardList[] bList = bMgr.getList(request.getParameter("pageno");
      ...
      return "/board/list.jsp";
   }

   private String processWriteFormCommand(HttpServletRequest request,
                     HttpServletResponse response)
                     throws IOException, ServletException {
      // 글을 작성할 수 있는 폼을 보여준다.
      ...
      return "/board/writeform.jsp";
   }

   private String processWriteFormCommand(HttpServletRequest request,
                     HttpServletResponse response)
                     throws IOException, ServletException {
      // 사용자가 입력한 데이터를 알맞게 저장한다.
      ...
      return "/board/write.jsp";
   }

위 코드를 보면 하나의 메소드에서 하나의 명령어를 처리하는 것을 알 수 있다. 각각의 메소드는 자신의 처리해야 할 명령어에 대한 알맞은 처리를 한 후 request나 session의 setAttribute() 메소드를 사용하여 그 결과값을 저장해서 결과 화면을 보여주는 JSP 페이지에서 사용할 수 있도록 하고, 또한 결과를 보여줄 JSP 페이지를 리턴값으로 돌려준다. 그려면 서블릿의 doGet()이나 doPost() 메소드에서는 메소드가 리턴한 URI(즉, 결과를 보여줄 JSP 페이지)로 포워딩시키면 된다. 이것이 모델 2 구조의 가장 기본적인 구조라 할 수 있다.

명령어 기반 모델 2 구조의 가장 기본적인 구현 형태를 정리하면 다음과 같다.

  public class CommandBaseServlet extends HttpServlet {
     
     public static final String DEFAULT_COMMAND = "...";
     
     public void doGet(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        processCommand(request, response);
     }
  
     public void doProcess(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        process(request, response);
     }
     
     private void process(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        String command = request.getParameter("command");
        if (command == null) command = DEFAULT_COMMAND;
        
        String nextPage = null;
        
        if (command.compareTo("Command1") == 0) {
           nextPage = processCommand1(request, response);
        } else if (command.compareTo("Command2") == 0) {
           nextPage = processCommand2(request, response);
        } else ...
           ...
        }
        RequestDispatcher rd = request.getRequestDispatcher(nextPage);
        rs.forward(request, response);
     }
     
     private String processCommand1(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        // 어떤 처리를 한다.
        ...
        return "/process/command1result.jsp";
     }
     
     ...
     
     private String processCommandN(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        // 어떤 처리를 한다.
        ...
        return "/process/commandNresult.jsp";
     }
  }

위 코드에서 doGet() 메소드와 doPost() 메소드에서 모두 process() 메소드를 호출하는 것을 알 수 있다. 이렇게 함으로써 doGet()과 doPost()에서 중복되는 코드를 없앨 수 있다. 단 하나 주의할 점이 있다면 인코딩 타입이 multipart/form-data로 전송될 경우 추가적으로 이에 알맞은 처리를 해 주어야 한다.

모델 2 구조와 커맨드 패턴

명령어 기반의 모델 2 구조의 구현을 잘 살펴보면 하나의 명령어는 하나의 작업(또는 역할)과 관련된 것을 알 수 있다. 예를 들어, 게시판과 관련된 명령어가 "List", "Write", "Edit"라고 할 경우 이 명령어들 각각은 "목록보기", "글쓰기", "글 수정하기"라는 역할을 나타내고 있는 것이다.

여기서부터 우리는 좀더 객체 지향적으로 나아가 보자! 하나의 명령어가 하나의 작업을 처리한다는 것은 또는 하나의 역할을 의미한다는 것은 각각의 명령어들을 하나의 클래스로 표현할 수 있다는 것을 의미한다. (객체 지향에서 대부분의 클래스는 그 클래스만의 역할을 갖고 있다.) 즉, 커맨드 패턴을 적용할 수 있는 것이다. 커맨드 패턴은 하나의 명령어에 대하여 하나의 클래스를 대응시키는 것으로서 이에 대한 자세한 내용은 필자가 자바캔에 기고했던 글인 '커맨드(Command) 패턴과 그 구현'을 참고하기 바란다. (이 부분을 읽기 전에 먼저 커맨드 패턴에 대한 것부터 반드시 숙지하기 바란다!)

'커맨드 패턴과 그 구현'을 읽었다면 (또는 커맨드 패턴에 대해서 이해하고 있다면) 이제부터 커맨드 패턴을 모델 2 구조에 적용하는 것에 대해서 살펴보자. (이 글에서는 각각의 커맨드의 기능을 실제로 구현한 클래스를 커맨드 클래스라고 표현하고 모든 커맨드 클래스가 공통으로 구현해야 하는 인터페이스를 커맨드 인터페이스라고 표현할 것이다.)

먼저 커맨드 인터페이스에 대해서 살펴보자. 모델 2 구조에서 사용될 커맨드 인터페이스는 HTTP 요청으로부터 정보를 추출할 수 있어야 하고 또한 세션, 요청 객체(HttpServletRequest 클래스의 객체) 등에 접근할 수 있어야 한다. 뿐만 아니라 HTTP 응답 객체(HttpServletResponse 클래스의 객체)를 사용할 수 있어야 한다. 이러한 것을 충족시키기 위해서는 다음과 같이 커맨드 인터페이스를 정의해주어야 한다.

  import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
  import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
  import com.board.command.ProcessingException;
  
  public interface CommandIF {
     public String processCommand(HttpServletRequest request,
                                  HttpServletResponse response)
                                  throws ProcessingException;
  }

여기서 processCommand() 메소드의 리턴 타입이 String인 것을 알 수 있는데, 여기서 String은 CommandIF를 통해서 커맨드를 처리한 후 서블릿이 포워딩할 페이지의 URI를 나타낸다. 이에 대한 것은 뒤에서 좀더 구체적으로 설명하도록 하자.

명령어를 처리해주는 모든 커맨드 클래스가 구현해야할 인터페이스를 정의하였으므로, 그 다음으로 해야 할 것은 각각의 명령어에 알맞게 커맨드 클래스를 처리해주는 것이다. 예를 들어, 앞에서 예로 들었던 게시판 관련 명령어 중에서 "List"를 처리해주는 커맨드 클래스를 com.board.command.ListCommand 라고 해 보자. 이 경우 ListCommand 클래스는 다음과 비슷할 것이다.

  package com.board.command;
  
  import com.board.BoardMgr;
  import com.board.BoardData;
  import com.board.command.ProcessingException;
  
  import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
  import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
  
  public class ListCommand implements CommandIF {
     
     public String processCommand(HttpServletRequest request,
                                  HttpServletResponse response)
                                  throws ProcessingException {
        try {
           String pageNo = request.getParameter("page");
           String boardCode = request.getParameter("board");
           
           int page = Integer.parseInt(pageNo);
           
           BoardMgr boardMgr = BoardMgr.getInstance();
           BoardData[] list = boardMgr.getBoardDataAtPage(boardCode, page);
           
           request.setAttribute("boardMgr.boardList", list);           
           return "/board/list.jsp";
        } catch(Exception ex) {
           throw new ProcessingException(ex);
        }
     }
  }

위 코드에서 ListCommand 클래스의 processCommand() 메소드는 파라미터로 전달받은 request 객체를 통해서 서블릿에서 해야 할 모든 작업을 할 수 있다. (그리고 서블릿에서 해야 할 작업을 커맨드 클래스로 옮겨놓은 것이 커맨드 패턴을 모델 2 구조에 적용한 목적이었다.) 따라서 request 기본 객체의 속성(attribute)을 사용하여 서블릿이나 JSP 페이지에 특정한 값을 전달할 수 있으며, 위 코드의 경우는 게시판 글 목록을 저장하고 있는 BoardData 배열인 list를 request 기본객체의 속성에 저장하고 있음을 알 수 있다.

ListCommand와 비슷하게 모든 다른 명령어에 대해서 각각 하나의 커맨드 클래스를 작성을 하면 비로서 서블릿에서 커맨드 클래스들을 사용할 수 있게 된다. 다음은 서블릿에 커맨드 패턴을 적용했을 때의 코드 형태이다.

  public class BoardServlet extends HttpServlet {
  
     public void doGet(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        process(request, response);
     }
  
     public void doPost(HttpServletRequest request,
                        HttpServletResponse response)
                        throws IOException, ServletException {
        process(request, response);
     }
     
     private void process(HttpServletRequest request,
                          HttpServletResponse response)
                          throws IOException, ServletException {
        String command = request.getParameter("command");
        CommandIF processor = null;
        // 명령어에 따라서 알맞은 커맨드 클래스의 인스턴스를 생성한다.
        if (command == null) {
           command = new NullCommand();
        } else if (command.compareTo("List") == 0) {
           command = new ListCommand();
        } else if (command.compareTo("Write") == 0) {
           command = new WriteCommand();
        }
        
        ...
        
        String nextPage = null; // 명령어를 처리한 후 보여줄 JSP 페이지
        try {
           nextPage = processor.processCommand(request, response);
        } catch(ProcessingException ex) {
           request.setAttribute("javax.servlet.jsp.jspException", ex);
           nextPage = "/error/noticeError.jsp";
        }
        ServletContext sc = getServletContext();
        RequestDispatcher rd = sc.getRequestDispatcher(nextPage);
        rd.forward(request, response);
     }
  }

앞에서 살펴봤던 코드가 command 파라미터의 값에 따라 같은 클래스에 정의되어 있는 알맞은 메소드를 호출하였다면, 커맨드 패턴을 적용한 이후에는 알맞은 명령어에 따라 알맞은 커맨드 클래스의 인스턴스를 생성하고 그 인스턴스의 processCommand() 메소드를 호출한다는 점이 다르다.

팩토리 패턴을 커맨드 패턴과 함께 사용한다면 위 코드는 더욱 간단해진다. 예를 들어, CommandFactory 라는 클래스가 있고, 이 클래스의 createCommand(String command) 메소드는 파라미터로 전달받은 command의 값에 따라 알맞은 커맨드 객체를 리턴한다고 해 보자. 이는 다음과 같이 CommandFactory를 통해서 커맨드 객체를 생성할 수 있다는 것을 의미한다.

  CommandIF processor = CommandFactory.createCommand("List");

이를 모델 2의 서블릿 코드에 적용하면 다음과 같이 변한다.

  public class BoardServlet extends HttpServlet {
  
     public void doGet(HttpServletRequest request,
                       HttpServletResponse response)
                       throws IOException, ServletException {
        process(request, response);
     }
  
     public void doPost(HttpServletRequest request,
                        HttpServletResponse response)
                        throws IOException, ServletException {
        process(request, response);
     }
     
     private void process(HttpServletRequest request,
                          HttpServletResponse response)
                          throws IOException, ServletException {
        String command = request.getParameter("command");
        CommandIF processor = CommandFactory.createCommand(command);
        String nextPage = null; // 명령어를 처리한 후 보여줄 JSP 페이지
        try {
           nextPage = processor.processCommand(request, response);
        } catch(ProcessingException ex) {
           request.setAttribute("javax.servlet.jsp.jspException", ex);
           nextPage = "/error/noticeError.jsp";
        }
        ServletContext sc = getServletContext();
        RequestDispatcher rd = sc.getRequestDispatcher(nextPage);
        rd.forward(request, response);
     }
  }

if - else 가 사라짐으로써 서블릿 코드가 매우 간결해진다는 것을 알 수 있다.

커맨드 패턴을 모델 2 구조에 적용했을 때의 장점

이제 커맨드 패턴을 모델 2 구조에 적용했을 때의 장단점에 대해서 간략하게 정리해보도록 하자. 먼저 커맨드 패턴을 적용했을 때의 장점은 좀더 객체 지향적이라는 점이다. 즉, 각각의 명령어를 처리하는 클래스를 별도로 작성함으로써 서블릿은 전체적인 흐름 제어에만 신경을 쓰면 되고, 또한 각각의 명령어를 처리하는 클래스는 오직 그 명령어를 처리하는 작업에만 신경을 쓰면 된다.

또한, 각 기능별로 클래스를 분리해냈기 때문에 문제가 발생할 경우 어떤 부분에서 문제가 발생했는지 쉽게 발견할 수 있다는 장점도 있다. 예를 들어, "List"라는 명령어와 관련해서 예외가 발생했다면 "List" 명령어를 처리해주는 클래스를 살펴보면 된다. 이는 디버깅을 위해 불필요하게 서블릿 클래스를 이리 저리 살펴볼 필요가 없어진다는 것을 의미하며 더 나아가 유지 보수 작업 역시 덜 복잡해진다는 것을 의미한다.

기능별로 클래스를 분리해냈기 때문에 각 클래스의 코드가 복잡하지 않다는 것이다. 서블릿은 단순히 명령어에 알맞은 커맨드 클래스의 객체를 사용하는 역할만 맡고 있기 때문에 서블릿 코드는 매우 간단해지며, 또한 각각의 커맨드 클래스 역시 자신이 맡은 역할만 처리하기 때문에 코드가 복잡하지도 길지도 않게 된다.

결론

2부에서는 커맨드 패턴을 적용함으로써 모델 2 구조를 좀더 객체 지향적으로 구현하는 것에 대해서 살펴보았다. 이제 마지막으로 3부에서는 모델 2 구조와 흐름제어에 대해서 살펴볼 것이다.

관련링크:


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커맨드 패턴이 무엇이며, 자바에서 어떻게 구현되는 지 알아본다.

커맨드(Command) 패턴

프로그래밍을 하다보면 사용자가 선택한(또는 입력한) 명령어에 따라 그에 알맞은 처리를 해야 할 때가 있다. 예를 들어, 워드프로세서를 생각해보자. 사용자들은 복사(copy), 잘라내기(cut), 붙여넣기(paste) 기능을 사용한다. 이 때 복사, 잘라내기, 붙여넣기 등은 모두 한번의 명령어에 해당한다. 사용자들은 메뉴나 툴바의 아이콘 또는 키보드 단축키를 사용함으로써 워드 프로세서에 이 명령들을 실행할 것을 요청하며, 워드 프로세서는 사용자가 전달한 명령어에 알맞은 기능을 실행한다. 그리고 대부분의 워드 프로세서는 사용자가 실행한 명령을 취소할 수 있는 '명령 취소(Undo)' 기능을 제공하고 있다. 이러한 취소 기능을 제공하기 위해서는 사용자가 실행한 명령어들을 순서대로 저장할 수 있어야 한다. 이처럼 명령어를 실행하고, 실행한 명령어를 저장하고, 실행한 명령을 취소하고, 재실행하고 또는 그러한 명령어를 처리할 때 사용되는 패턴이 바로 커맨드(Command) 패턴이다.

커맨드 패턴은 사용자가 요구하는 명령어를 객체에 캡슐화(encapsulation)하여 저장한다. 각각의 명령어에 해당하는 객체는 그 명령어에 해당하는 기능을 실행하며, 필요에 따라 '명령 취소' 기능을 제공한다. 명령어와 관련된 사항이 객체에 캡슐화되어 있기 때문에, 사용자들은 단순히 그 명령어 객체를 생성해서 사용하기만 하면 된다. 또한, 이러한 명령어 객체들은 모두 공동의 상위 클래스를 갖고 있다. 이 상위 클래스는 각 명령어 객체의 클래스가 구현해야 할 메소드를 정의하고 있다. 예를 들어, 워드 프로세서에서 사용되는 '복사', '잘라내기', '붙여넣기'에 해당하는 명령어 클래스를 각각 CopyCommand, CutCommand, PasteCommand 라고 하자. 그리고 이 세 클래스가 상속받는 추상 클래스를 AbstractCommand 라고 하자. 이 경우 전체적인 클래스 사이의 관계는 다음 그림과 같을 것이다.


AbstractCommand 클래스는 모든 명령어 클래스가 상속받아야 할 클래스로서 추상 메소드인 execute()와 undo()를 선언하고 있다. 메소드의 이름에서 알 수 있듯이 execute() 메소드는 명령어에 해당하는 기능을 실행하기 위해 호출되는 메소드이며, 따라서 execute() 메소드는 실제 기능을 구현하고 있다. 반면에 undo() 메소드는 '명령 취소'에 해당하는 기능을 제공한다. AbstractCommand 추상 클래스를 상속받는 클래스들은 그 클래스에 알맞도록 execute() 메소드와 undo() 메소드를 구현하면 된다. 예를 들어, CopyCommand 클래스의 execute() 메소드는 사용자가 설정한 블럭에 속한 글자들을 클립보드에 복사할 것이며, undo() 메소드는 클립보드에 저장되어 있는 글자들을 삭제할 것이다.

이제 남은 것은 각각의 명령어 객체를 저장하고 관리해주는 관리자 클래스인 CommandManager 클래스가 필요하다. 이 클래스는 실행되는 명령어를 차례대로 저장하고 있으며, 사용자가 '명령취소'를 요청할 경우 가장 최근에 저장된 명령어 객체의 undo() 메소드를 호출해주는 역할을 한다. 즉, 전체적인 클래스 사이의 관계는 다음과 같다.

 
여기서 Invoker는 워드프로세서의 경우 사용자가 메뉴를 선택하거나 툴바를 클릭했을 때 발생하는 이벤트를 처리해주는 이벤트 리스너(예를 들어, ActionListener나 ItemListener 등)가 되며, ConcreteCommand 클래스는 CopyCommand와 CutCommand와 같이 실제 명령을 실행(구현)하는 명령어 객체를 나타낸다. CommandManager는 AbstractCommand를 관리하는 클래스이다.

커맨드 패턴의 구현

이제 커맨드 패턴이 실제로 어떻게 구현되는 지 살펴보자. 가장 먼저 AbstractCommand 추상 클래스의 코드를 살펴보자.

public abstract class AbstractCommand {
    public final static CommandManager manager = new CommandManager();
    
    /**
     * 이 객체가 캡슐화하고 있는 명령을 수행한다.
     */
    public abstract boolean execute();
    /**
     * execute()를 통해서 수행된 작업을 취소한다.
     */
    public abstract boolean undo();
}

위 코드를 살펴보면 CommandManager의 인스턴스를 static 필드로 갖고 있는 것을 알 수 있다. 이는 Invoker가 단순히 ConcreteCommand 클래스의 인스턴스를 생성만 하면 되도록 하기 위해서이다. 이에 대한 내용은 ConcreteCommand 클래스의 구현 방법을 알아볼 때 설명하기로 한다. 위 코드에서 execute()와 undo() 메소드는 모두 boolean을 리턴값으로 갖는다. execute() 메소드는 실제 명령이 올바르게 수행된 경우 true를 리턴하고, 그렇지 않은 경우 false를 리턴한다. 비슷하게 undo() 메소드는 '명령 취소'가 성공했을 경우 true를 리턴하고, 그렇지 않을 경우 false를 리턴한다.

이제 ConcreteCommand 클래스가 어떻게 구현되었는 지 살펴보자. 예를 들어, PasteCommand 클래스의 경우 다음과 같은 코드를 가질 것이다.

public class PasteCommand extends AbstractCommand {
    ....
    public PasteCommand(Document document, int position) {
        this.document = document;
        this.position = position;
        ....
        manager.executeCommand(this);
    }
    public boolean execute() {
        try {
            document.insertStringCommand(position, pasteString);
        } catch(Exception ex) {
            return false;
        }
        return true;
    }
    public boolean undo() {
        try {
            document.deleteStringCommand(position, pasteString.length() );
        } catch(Exception ex) {
            return false;
        }
        return true;
    }
}

위 코드를 보면 PasteCommand 클래스는 AbstractCommand 클래스에 있는 두 추상 메소드인 execute()와 undo()를 구현한 것을 알 수 있다. 특이할 만한 점은 PasteCommand의 생성자이다. 생성자의 마지막 줄을 보면 CommandManager의 executeCommand() 메소드를 호출하는 것을 알 수 있다. 즉, 명령어 객체를 사용하는 객체들은 CommandManager에 대한 자세한 내용을 알 필요 없이 단순히 명령어 객체를 생성하기만 하면 된다. 예를 들어, '복사' 메뉴와 관련된 java.awt.MenuItem을 생각해보자. 이 MenuItem과 관련된 코드 부분은 다음과 같을 것이다.

Menu menu = new Menu ("편집");
MenuItem pasteMenuItem = new MenuItem("붙여넣기");
menu.add(pasteMenuItem);
pasteMenuItem.addActionListener(new PasteActionListener());

위 코드는 전형적인 메뉴 생성 방법을 나타내고 있다. 위 코드에서 마지막 줄에 있는 PasteActionListener는 ActionListener를 implements한 클래스로서 다음과 같다.

public class PasteActionListener implements ActionListener {

    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        // 현재 document와 position을 구한다.
        .....
        new PasteCommand(document, position); // 명령어 객체 생성
    }
}

이제 사용자들이 메뉴에서 "붙여넣기"를 클릭하면 PasteActionListener의 actionPerformed() 메소드가 호출되고, 이어서 PasteCommand 객체가 생성된다. 그러면 PasteCommand 클래스의 생성자에서 CommandManager의 executeCommand() 메소드를 호출하게 된다. 지금까지의 코드 만으로도 실제 사용자의 입력을 받는 MenuItem 객체와 실제 내부적으로 "붙여넣기"를 처리하는 PasteCommand 객체와 상관이 없다는 것을 알 수 있다. 이제 CommandManager 클래스를 살펴보자. CommandManager 클래스는 다음과 같다.

class CommandManager {
    private static final int MAX_HISTORY_LENGTH = 50;

    private LinkedList history = new LinkedList();
    private LinkedList redoList = new LinedList();

    // 인자로 받은 AbstractCommand를 실행한다.
    // 만약 command가 Undo나 Redo의 인스턴스일 경우에는
    // 각각 '명령 취소'와 '취소 명령 재실행'을 수행한다.
    public void executeCommand(AbstractCommand command) {
        if (command instanceof Undo) {
            undo();
            return;
        }
        if (command instanceof Redo) {
            redo();
            return;
        }
        if (command.execute()) {
            addToHistory(command);
        } else { // execute()가 false를 리턴한 경우, 즉 명령어가 올바르게 실행되지 않은 경우
            // 명령어가 실패했다는 것을 알린다.
        }
    }
    // 바로 이전에 실행한 명령어를 취소한다.
    private void undo() {
        if (history.size() > 0 ) { // 사용자가 실행한 명령어가 있을 경우
            AbstractCommand undoCommand = (AbstractCommand) history.removeFirst();
            undoCommand.undo();
            redoList.addFirst(undoCommand);
        }
    }
    // 바로 이전에 취소한 명령어를 다시 실행한다.
    private void redo() {
        if (redoList.size() > 0) {
            AbstractCommand redoCommand = (AbstractCommand) redoList.removeList();
            redoCommand.execute();
            history.addFirst(redoCommand);
        }
    }
    // history에 사용자가 실행한 명령어를 저장한다.
    private void addToHistory(AbstractCommand command) {
        history.addFirst(command);
        if (history.size() > MAX_HISTORY_LENGTH)
            history.removeLast();
    }
}

먼저 CommandManager 클래스가 가지고 있는 첫번째 필드인 history는 사용자가 입력한 명령어를 순서대로 저장하는 리스트이며, 두번째 필드 redoList 는 사용자가 '실행 취소'한 것을 저장하는 리스트이다. undo() 메소드와 redo() 메소드는 실제로 '명령 취소'와 '취소 명령 재실행'을 수행하고, addToHistory() 메소드는 최근에 수행한 명령어를 history에 수행한다.

이제, CommandManager 클래스의 메소드 중에서 실제로 다른 객체들이 사용하는 executeCommand() 메소드를 살펴보자. 이 메소드는 명령어 객체(즉, AbstractCommand를 상속받은 클래스)를 파라미터로 넘겨 받고 그 command를 실행한다. 여기서 command.execute() 메소드를 실행하는 부분을 살펴보자.

        if (command.execute()) {
            addToHistory(command);
        } else { // execute()가 false를 리턴한 경우, 즉 명령어가 올바르게 실행되지 않은 경우
            // 명령어가 실패했다는 것을 알린다.
        }

여기서 AbstractCommand의 execute() 메소드는 boolean을 리턴하며(기억이 안 난다면, 앞에 있는 AbstractCommand 클래스의 소스 코드를 살펴보라), 만약 true를 리턴하며 addToHistory() 메소드를 사용하여 history 필드에 추가하고, false를 리턴하면 명령어가 실패했음을 알린다.

CommandManager 클래스에서 아직까지 설명하지 않은 것이 있다면 Undo와 Redo이다. Undo와 Redo는 인터페이스이며, 그 정의는 단순히 다음과 같다.

interface Undo {
}

interface Redo {
}

즉, Undo와 Redo는 Serializable 인터페이스와 마찬가지로 단순히 이 두 인터페이스를 implements 한 클래스의 타입이 Redo와 Undo라는 것을 보여준다. '명령 취소'와 관련된 명령어 클래스는 UndoCommand 이며 다음과 같다.

class UndoCommand extends AbstractCommand implements Undo {
    public UndoCommand() {
        manager.execute(this);
    }
    public boolean execute() { return false; }
    public boolean undo() { return false; }
}

RedoCommand 역시 UndoCommand와 비슷하다. 실제로 사용자가 '명령 취소'를 클릭하면 이를 처리하는 이벤트 리스너는 단순히 다음과 같은 코드를 실행하면 된다.

new RedoCommand();

커맨드 패턴을 사용함으로써 사용자로부터 요청을 받는 객체(즉, 메뉴나 툴바)와 실제로 사용자가 필요로 하는 기능을 구현한 객체를 완전히 분리할 수 있게 되었다. 따라서 사용자로부터 요청을 받는 객체는 실제 내부 로직이 어떻게 되는 지 알 필요가 없으며, 내부 로직을 구현한 명령어 객체 역시 사용자로부터 어떻게 요청을 받는 지 알 필요가 없다. 즉, 이 두 객체 사이에 의존관계가 없는 것이다. 따라서 요청을 받는 객체를 변경할 필요 없이 손쉽게 새로운 명령어 객체를 추가할 수 있다.

또 다른 구현 방법

여기서 AbstractCommand가 추상 클래스로 선언된 것은 static final 필드로 CommandManager를 갖고 있기 때문이다. 실제로 명령어 객체를 순서대로 저장하고 명령어 객체의 실행을 취소하는 것 등의 작업이 필요하지 않다면 CommandManager가 필요 없을 것이다. 이런 경우 추상 클래스 대신 인터페이스를 사용하여 AbstractCommand를 대신할 수 있다. 만약 AbstracCommand 대신 사용할 인터페이스가 CommandIF 라고 한다면, CommandIF 인터페이스는 다음과 같이 정의될 것이다.

public interface CommandIF {
    public boolean execute();
}

이제, 명령어 클래스들은 AbtractCommand를 상속받는 대신 CommandIF 인터페이스를 구현할 것이다. 예를 들어, PasteCommand 클래스의 경우 다음과 같이 바뀔 것이다.

public class PasteCommand implements CommandIF {
    .....
    public PasteCommand(Document document, int position) {
        this.document = document;
        this.postion = position;
        // CommandManager와 관련된 부분이 없다!!
    }
    public boolean execute() {
        .....
    }
}

이제, PasteCommand 클래스를 사용하는 PasteListener 클래스의 actionPerformed() 메소드는 다음과 같이 변경된다.

public class PasteActionListener implements ActionListener {

    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        // 현재 document와 position을 구한다.
        .....
        CommandIF command = new PasteCommand(document, position); // 명령어 객체 생성
        command.execute(); // 명령어 실행
    }
}

직접 execute() 메소드를 호출해주는 것을 알 수 있다.

CommandFactory를 이용하여 객체간의 관련성 감소시키기

앞에 있는 PasteActionLister 클래스는 AbstractCommand 클래스를 사용하는 경우나 CommandIF 인터페이스를 사용하는 경우 모두 actionPerformed() 메소드에서 반드시 PasteCommand 클래스를 사용하고 있다. 이제 CopyActionListener 클래스를 생각해보자. 이 클래스는 CopyCommand 클래스를 사용한다는 것을 제외하면 PasteActionListener 클래스와 완전히 동일하다. CutActionListener 역시 마찬가지이다. 그렇다면 어떻게 하면 될까? 가장 먼저 생각할 수 있는 것이 이러한 ActionListener를 다음과 같이 하나로 묶어주는 것이다.

public class CommonActionListener implements ActionListener {

    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        MenuItem mi = (MenuItem)e.getSource();
        CommandIF command = null;
        if (mi.getLabel().equals("복사") ) {
            command = new CopyCommand(...);
            command.execute();
        } else if (mi.getLabel().equals("붙여넣기") ) {
            command = new PasteCommand(...);
            command.execute();
        } else if (mi.getLabel().equals("잘라내기") ) {
            command = new CutCommand(...);
            command.execute();
        }
    }
}

물론, 이것만으로도 MenuItem과 실제 명령어 객체(CommandIF 인터페이스를 구현한 객체 또는 AbstractCommand 추상클래스를 상속받은 객체)와의 관련성을 없앤 채로 CommonActionListener를 사용하여 이 두 객체를 연결시킬 수 있다. 이를 좀더 객체지향적으로 접근한 것이 바로 CommandFactory 클래스이다. CommandFactory 클래스는 CommonActionListener 클래스의 actionPerformed() 메소드에서 if .. else .. 부분을 처리해주며 코드 형태는 다음과 같다.

public class CommandFactory {
    public CommandIF createCommand(String key) {
        CommandIF command = null;
        if (key.equals("복사") ) {
            command = new CopyCommand(...);
        } else if (key.equals("붙여넣기") ) {
            command = new PasteCommand(...);
        } else if (key.equals("잘라내기") ) {
            command = new CutCommand(...);
        }
        return command;
    }
}

실제로, CommandFactory 클래스는 팩토리(Factory) 패턴을 간단하게 구현한 것으로서 팩토리 패턴에 대한 자세한 내용은 패턴 관련 서적을 참조하기 바란다. 이제 CommandFactory 클래스를 사용하면 CommonActionListener는 다음과 같이 간단하게 바뀌게 된다.

public class CommonActionListener implements ActionListener {
    
    private CommandFactory factory = new CommandFactory();
    
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        MenuItem mi = (MenuItem)e.getSource();
        CommandIF command = factory.getCommand(mi.getLabel());
        command.execute();
    }
}

CommonActionListener 클래스의 소스 코드가 간단해지긴 했지만, 왜 굳이 CommandFactory 클래스를 생성하는 지 의아해 할지도 모르겠다. 위만 보더라도 CommonActionListener에서 모든 걸 다 처리할 수 있기 때문이다. 하지만, 메뉴 뿐만 아니라 단축키를 통해서 사용자들에게 "복사", "잘라내기", "덧붙이기" 기능을 제공하길 원한다고 가정해보자. 이 경우, CommandFactory 객체를 사용하지 않는다면 키보드 이벤트를 처리하는 클래스는 다음과 같은 형태를 취할 것이다.

public class ShortCutListener implements KeyListener {
    public void keyReleased(KeyEvent e) {
        int keyCode = e.getKeyCode();
        int modifier = e.getModifiers();
        CommandIF command = null;
        if (keyCode == .. && modifier ... ) {
            command = new CopyCommand(...);
        } else if (...) {
            command = new CopyCommand(...);
        } else {
            command = new CopyCommand(...);
        }
        command.execute();
    }
    ....
}

ShortCutListener 클래스가 CommonActionListener 클래스와 거의 비슷한 것을 알 수 있다. 즉, 코드가 중복되는 것이다. 이 경우 Command 클래스가 추가되면 ShortCutListener 클래스와 CommonActionListener가 모두 영향을 받게 된다. 또한, CopyCommand 클래스 대신 Copy2Command 클래스를 사용하는 경우에도, 이 두 Listener 클래스는 영향을 받게 된다. 반면에 CommandFactory 객체를 사용하게 되면, Command 클래스가 추가되거나 변경되거나 삭제된다고 해도 오직 CommandFactory 클래스만 영향을 받게 된다. 즉, 두 Listener 클래스는 오직 CommandIF 인터페이스와 CommandFactory 클래스만 알면 될 뿐, 실제 Command 객체들에 대한 자세한 내용을 알 필요가 없는 것이다. 다시 말해서, 객체간의 관련성이 감소하게 된다. (객체 지향적인 설계에서 객체 사이의 관련성을 줄이는 것은 매우 중요하다!)

결론

지금까지 커맨드 패턴의 구현에 대해서 알아보았다. 커맨드 패턴을 통해서 사용자들은 명령어를 입력받는 객체가 그 명령어의 실제 구현에 대해서 알 필요 없이 명령어 객체를 사용하기만 하면 되었다. 또한, 명령어를 입력받는 객체와 처리하는 명령어 객체 사이에서 커맨드 팩토리를 사용함으로써 객체 사이의 관련성을 최대한 줄일 수 있게 되었다. 실제로 커맨드 패턴의 핵심은 명령어를 처리하는 부분을 객체로 캡슐화 함으로써 실제 내부 구현을 다른 객체들로부터 분리하는 것에 있다.

관련링크:
Posted by 최범균 madvirus

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  1. 지니랜드 2009.03.24 10:12 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    CommandFactory에 createCommand라는 메소드를 만들고, 아래서는
    factory.getCommand로 쓰셨네요. 둘 중 하나를 수정하셔야 할 듯하네요.^^;

    좋은 글 감사합니다.

  2. 패턴공부중 2013.02.06 06:33 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    상세하고 좋은 글입니다.
    위키찾다가 빈약한 설명에 실망하고 들어와서 봤는데
    감사합니다.

  3. 감사합니다 2014.05.16 14:53 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    좋은 정보 감사합니다

  4. 감사합니다 2016.01.18 10:48 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    정리 잘되서 이해하기쉽습니다^^