디자인 패턴 사용한 문제 해결

디자인 패턴 사용 이유 

소프트웨어 개발에서 디자인 패턴을 적용하는 이유는 복잡한 문제를 해결하거나, 코드의 유지보수성을 높이기 위함입니다. 이러한 패턴은 다양한 문제 상황에서 검증된 해결 방법을 제시하며, 코드의 재사용성, 확장성, 가독성을 높이는 데 기여합니다. 새로운 설계를 할 수밖에 없는 상황에서 디자인 패턴을 적용해야 하는 흔한 이유를 구체적으로 살펴보면 다음과 같습니다.

1. 유지보수성 및 확장성의 필요

소프트웨어는 시간이 지남에 따라 요구사항이 변경되거나 기능이 추가될 수밖에 없습니다. 기존 코드가 유지보수하기 어렵다면 개발자는 새로운 설계를 고민할 수밖에 없습니다. 이때, 디자인 패턴을 적용하면 기존 코드에 큰 변경을 가하지 않으면서도 기능을 확장할 수 있는 구조를 만들 수 있습니다. 예를 들어, '팩토리 패턴(Factory Pattern)'은 객체 생성을 중앙화하여, 새로운 타입의 객체를 추가할 때도 기존 코드의 수정이 최소화되도록 도와줍니다.

2. 복잡성 관리

대규모 소프트웨어 시스템은 수많은 모듈과 클래스 간의 관계로 인해 복잡성이 높아집니다. 이러한 복잡성을 관리하기 위해서는 모듈 간 결합도를 낮추고, 응집도를 높이는 구조가 필요합니다. '전략 패턴(Strategy Pattern)'이나 '옵저버 패턴(Observer Pattern)'과 같은 패턴은 모듈 간의 관계를 느슨하게 결합하여 변화에 유연하게 대응할 수 있는 설계를 가능하게 합니다. 이는 소프트웨어의 복잡성을 줄이고 유지보수를 더 용이하게 만듭니다.

3. 재사용성 향상

재사용 가능한 모듈을 설계하는 것은 소프트웨어 개발에서 중요한 목표 중 하나입니다. 하지만 초기 설계가 특정 요구에 너무 종속적이거나, 확장성을 고려하지 않은 구조라면, 재사용이 어려울 수 있습니다. '템플릿 메서드 패턴(Template Method Pattern)'은 코드의 중복을 줄이고, 공통된 알고리즘을 추상화하여 재사용 가능한 구조를 제공하는 좋은 예입니다. 이를 통해 동일한 로직을 여러 곳에서 사용해야 할 때, 새로운 설계를 하지 않고도 재사용할 수 있습니다.

4. 변경에 유연하게 대응해야 하는 경우

소프트웨어 개발 환경에서는 요구사항이 자주 변경될 수 있으며, 이러한 변경에 유연하게 대응할 수 있어야 합니다. 그러나 기존 설계가 변경에 취약한 구조라면, 요구사항이 변경될 때마다 전체 시스템을 수정해야 할 수 있습니다. '데코레이터 패턴(Decorator Pattern)'을 사용하면, 기존 객체의 기능을 변경하지 않고도 동적으로 새로운 기능을 추가할 수 있습니다. 이처럼 디자인 패턴을 활용하면 변경에 쉽게 대응할 수 있는 유연한 설계를 할 수 있습니다.

5. 코드의 가독성과 이해도 향상

디자인 패턴은 코드의 구조를 표준화하여 개발자들 간의 의사소통을 원활하게 합니다. 예를 들어, '싱글톤 패턴(Singleton Pattern)'을 사용하면 인스턴스가 하나만 존재해야 하는 상황에서, 코드의 의도를 명확하게 전달할 수 있습니다. 이는 새로운 개발자가 코드를 이해하고 유지보수하는 데 드는 시간을 단축시켜 줍니다. 따라서 가독성이 떨어지는 코드나 복잡하게 얽힌 코드 구조로 인해 새로운 설계가 필요하다면, 디자인 패턴을 적용하여 문제를 해결할 수 있습니다.

6. 디자인 원칙의 준수

좋은 설계는 객체지향 원칙, 특히 SOLID 원칙을 따르는 것이 중요합니다. 그러나 처음부터 이 원칙을 모두 충족하는 코드를 작성하는 것은 어렵습니다. 시간이 지남에 따라 코드가 방대해지고 복잡해지면, 자연스럽게 SOLID 원칙을 위반하는 코드가 등장할 수 있습니다. 이때 디자인 패턴을 활용하면 SOLID 원칙을 따르는 새로운 설계를 유도할 수 있습니다. 예를 들어, '의존성 주입(Dependency Injection)'은 SRP(단일 책임 원칙)와 DIP(의존성 역전 원칙)를 자연스럽게 따르게 하는 설계 방법 중 하나입니다.

7. 기존 코드의 결함 보완

기존 시스템에서 발견된 설계 결함은 새로운 설계로의 전환을 불가피하게 만듭니다. 만약 기존 설계가 모듈 간의 의존성을 높여 변경에 민감하게 작용하거나, 객체 간의 상호작용이 너무 복잡하다면, 새로운 설계가 필요할 수밖에 없습니다. '퍼사드 패턴(Facade Pattern)'을 사용하여 복잡한 서브시스템을 단순화하고, 시스템의 상호작용을 개선할 수 있습니다. 이를 통해 새로운 설계를 도입하지 않고도 문제를 해결할 수 있습니다.

8. 성능 최적화

성능 문제도 새로운 설계를 필요로 하는 주요 요인 중 하나입니다. 초기 설계가 성능을 충분히 고려하지 않았거나, 데이터 처리량이 많아지면서 성능 병목이 발생할 경우, 시스템의 전반적인 구조를 다시 생각해야 할 때가 있습니다. '플라이웨이트 패턴(Flyweight Pattern)'은 메모리 사용을 최적화할 수 있는 설계 패턴 중 하나로, 동일한 객체를 여러 번 생성하는 대신 공유하여 메모리 사용량을 줄이는 방식입니다. 이처럼 성능을 개선하기 위해서도 새로운 설계와 함께 디자인 패턴을 적용할 필요가 있습니다.

9. 테스트 용이성

테스트 가능한 코드 구조를 만드는 것은 소프트웨어 품질을 높이는 중요한 요소입니다. 그러나 초기 설계가 테스트 용이성을 고려하지 않았다면, 테스트 작성이 어려울 수 있습니다. 이 경우 '모의 객체(Mock Object)'를 쉽게 만들 수 있도록 의존성 주입 패턴이나 전략 패턴을 사용하여 설계를 수정하는 것이 필요할 수 있습니다. 이는 테스트 자동화와 코드 검증을 용이하게 만들어, 장기적인 관점에서 시스템의 품질을 보장할 수 있습니다.

결론

디자인 패턴을 적용하여 새로운 설계를 해야 하는 이유는 주로 소프트웨어의 유지보수성, 확장성, 복잡성 관리, 변경에 대한 유연성, 성능 최적화 등과 같은 다양한 요구를 충족하기 위해서입니다. 각각의 디자인 패턴은 특정 문제를 해결하기 위한 검증된 방법론을 제공하며, 이를 통해 더 나은 설계와 품질 높은 소프트웨어를 만들 수 있습니다.