옵저버 패턴

🔭 옵저버 패턴이란

옵저버 패턴(observer pattern)은 객체의 상태 변화를 관찰하는 관찰자들, 즉 옵저버들의 목록을 객체에 등록하여 상태 변화가 있을 때마다 메서드 등을 통해 객체가 직접 목록의 각 옵저버에게 통지하도록 하는 디자인 패턴이다.

클래스 다이어그램

옵저버 패턴은 주제와 옵저버가 느슨하게 결합되어 있는 객체 디자인을 제공한다. 주제가 옵저버에 대해서 아는 것은 옵저버가 특정 인터페이스(Observer 인터페이스)를 구현 한다는 것 뿐이다.

• 옵저버는 언제든지 새로 추가할 수 있음. (주제는 Observer인터페이스 구현하는 객체 목록에만 의존하기때문)
• 새로운 형식의 옵저버를 추가하려해도 주제를 전혀 변경할 필요가 없음. (새로운 클래스에서 Observer 인터페이스만 구현해주면됨)
• 주제나 옵저버가 바뀌더라도 서로에게 전혀 영향을 주지않음. 그래서 주제와 옵저버는 서로 독립적으로 재 사용할수 있음.

느슨하게 결합하는 디자인을 사용하면 변경 사항이 생겨도 무난히 처리할 수 있는 유연한 객체지향 시스템을 구축할수 있다. (객체 사이의 상호 의존성을 최소화 할 수 있기 때문)

디자인 원칙

서로 상호작용을 하는 객체 사이에서는 가능하면 느슨하게 결합하는 디자인을 사용해야 한다.

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활용예제

☀️ 기상데이터 관찰

날씨 데이터를 가지고 있는 회사와 데이터를 연동하여 여러종류의 각각의 디스플레이에 날씨데이터를 출력해줘야 하는 업무가 생겼다고 가정했을때. 아래의 기능이 필요하다.

getTemperature():온도

  getHumidity():습도

  getPressure():기압

  measurementsChanged():새로운 기상 측정 데이터가 나올때마다 자동으로 호출되는 부분.

1. 옵저버 패턴 구현해보기

Subject 인터페이스 구현

public interface Subject {
  void registerobserver(Observer observer);

  void removeObserver(Observer observer);

  void notifyObservers();
}

Observer 인테페이스 구현

public interface Observer {
  void update(float temp, float humidity, float pressure);
}

public interface DisplayElement {
  void display();
}

Subject를 구현하는 WeatherData 생성

public class WeatherData implements Subject {

  private List<Observer> observers = new ArrayList<>();
  private float temperature;
  private float humidity;
  private float pressure;

  public void measurementsChanged() {
    this.notifyObservers();
  }

  public void setMeasurementsChanged(float t, float h, float p) {    //값이 세팅된다고 가정.
    this.temperature = t;
    this.humidity = h;
    this.pressure = p;
    this.measurementsChanged();
  }

  @Override
  public void notifyObservers() {
    for (Observer observer : observers) {
      observer.update(this.temperature, this.humidity, this.pressure);
    }
  }

  @Override
  public void registerobserver(Observer observer) {
    this.observers.add(observer);
  }

  @Override
  public void removeObserver(Observer observer) {
    if (observers.contains(observer)) observers.remove(observer);
  }
}

Observer를 구현하는 CurrentConditions 생성

public class CurrentConditions implements Observer, DisplayElement {

  private float temperature;
  private float humidity;
  private Subject weatherData;

  public CurrentConditions(Subject weatherData) {
    this.weatherData = weatherData;
    this.weatherData.registerobserver(this);    //옵저버 등록
  }

  @Override
  public void display() {
    System.out.println("Current conditions : " + temperature + " , " + humidity);
  }

  @Override
  public void update(float temp, float humidity, float pressure) {
    this.temperature = temp;
    this.humidity = humidity;
    this.display();
  }
}

테스트

public class WeatherStation {
  public static void main(String[] args) {

    WeatherData weatherData = new WeatherData();

    CurrentConditions currentConditions = new CurrentConditions(weatherData);
    StatisticsDisplay statisticsDisplay = new StatisticsDisplay(weatherData);
    ForecastDisplay forecastDisplay = new ForecastDisplay(weatherData);

    weatherData.setMeasurementsChanged(85, 62, 36.7f);
  }
}

2. 자바 내장 옵저버 패턴 사용

java.util.Observer 인터페이스와 java.util.Observable 클래스를 사용할수 있다.

java.util.Observable를 구현한 WeatherData 생성

• 이전에 구현 했던것과 마찬가지로 java.util.Observer 인터페이스를 구현하고 java.util.Observable 객체의 addObserver() 메소드를 호출하면 옵저버 목록에 추가되고, deleteObserver()를 호출하면 옵저버 목록에서 제거된다.

• 연락을 돌리는 방법은 java.util.Observable를 상속받는 주제 클래스에서 setChanged() 메소드를 호출해서 객체의 상태가 바뀌었다는 것을 알린 후 notifyObservers() 또는 notifyObserver(Object arg) 메소드를 호출하면 된다. (인자값을 넣어주는 메소드는 푸시방식으로 쓰임.)

public class WeatherData extends Observable {
  private float temperature;
  private float humidity;
  private float pressure;

  public void measurementsChanged() {
    this.setChanged();    //상태가 바뀌었다는 플래그값을 바꿔줌.
    this.notifyObservers(); //풀 방식을 사용해서 알림
  }

  public void setMeasurementsChanged(float t, float h, float p) {    //값이 세팅된다고 가정.
    this.temperature = t;
    this.humidity = h;
    this.pressure = p;
    this.measurementsChanged();
  }

  public float getTemperature() {
    return temperature;
  }

  public float getHumidity() {
    return humidity;
  }

  public float getPressure() {
    return pressure;
  }
}

java.util.Observer를 구현한 CurrentConditions 생성

• 옵저버 객체가 연락을 받는 방법은 update(Observable o, Object arg) 메소드를 구현한다.
• Observable o 에는 연락을 보내는 주제 객체가 인자로 전달되고, Object arg 에는 notifyObservers(Object arg) 메소드에서 인자로 전달된 데이터 객체가 넘어온다. ( 데이터 객체가 지정되지 않은경우 null)

public class CurrentConditions implements Observer, DisplayElement {
  private Observable observable;
  private float temperature;
  private float humidity;

  public CurrentConditions(Observable observable) {
    this.observable = observable;
    this.observable.addObserver(this);
  }

  @Override
  public void display() {
    System.out.println("Current conditions : " + temperature + " , " + humidity);
  }

  @Override
  public void update(Observable o, Object arg) {
    if (o instanceof WeatherData) {
      WeatherData weatherData = (WeatherData) o;
      this.temperature = weatherData.getTemperature();
      this.humidity = weatherData.getHumidity();
      this.display();
    }
  }
}

java.util.Observable 의 단점

1. Observable 은 클래스이기 때문에 서브클래스를 만들어야 한다. 이미 다른 수퍼클래스를 확장하고 있는 클래스에 Observable의 기능을 추가할수가 없어서 재사용성에 제약이 생긴다.
2. Observable 인터페이스라는 것이 없기 때문에 자바에 내장된 Observer API 하고 잘 맞는 클래스를 직접 구현하는 것이 불가능하다.

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결론

java.util.Observable을 확장한 클래스를 쓸 수 있는 상황이면 Observable API를 쓰는 것도 괜찮지만 상황에 따라 직접 구현해야 할수도 있다.

어떤방법을 쓰든 옵저버 패턴만 제대로 알고 있다면 그 패턴을 활용하는 API는 어떤 것이든 잘 활용할 수 있다.