팩토리 메서드 패턴 이해하기

1. 패턴 개요

팩토리 메서드 패턴(Factory Method Pattern)은 객체 생성 코드의 중복과 의존성을 줄이고, 코드의 확장성을 높이기 위해 사용되는 디자인 패턴입니다. 이는 동일한 인터페이스를 따르는 여러 클래스의 인스턴스를 생성할 때, 클라이언트 코드가 해당 클래스들의 구체적인 구현 내용을 알 필요 없이 인스턴스를 생성할 수 있도록 돕습니다.

2. 문제 상황 예시

기본적인 코드 구조

class Truck:
    def deliver(self):
        return "트럭을 타고 운반한다"

class Ship:
    def deliver(self):
        return "배를 타고 운반한다"

# 운송 수단을 반환하는 함수
def get_transport(transport_type):
    if transport_type == TransportType.TRUCK:
        return Truck()
    elif transport_type == TransportType.SHIP:
        return Ship()

# 사용 예시
transport1 = get_transport(TransportType.TRUCK)
print(transport1.deliver())  # "트럭을 타고 운반한다"

transport2 = get_transport(TransportType.SHIP)
print(transport2.deliver())  # "배를 타고 운반한다"

TransportType Enum 추가

파라미터 입력을 안전하게 하기 위해 문자열 대신 Enum을 사용합니다.

from enum import Enum

class TransportType(Enum):
    TRUCK = "truck"
    SHIP = "ship"
    AIRPLANE = "airplane"

새로운 요구사항 추가

만약 새로운 운송 수단인 비행기를 추가한다고 가정해 봅시다.

class Airplane:
    def deliver(self):
        return "비행기를 타고 운반한다"

get_transport 함수에 비행기 타입을 추가합니다.

# 팩토리 메서드에 새 타입 추가
if transport_type == TransportType.AIRPLANE:
    return Airplane()

3. 팩토리 메서드 패턴 도입

팩토리 메서드 패턴을 사용하면 객체 생성 로직을 별도의 클래스 또는 메서드로 분리하여 확장성을 높일 수 있습니다.

기본 구조

1. Transport 인터페이스(추상 클래스): 모든 운송 수단 클래스가 공통적으로 구현해야 할 메서드를 정의합니다.
2. 구체적인 운송 클래스(Truck, Ship, Airplane 등): Transport를 상속받아 deliver() 메서드를 구현합니다.
3. 팩토리 클래스: 객체 생성 책임을 담당하여, 특정 운송 수단을 반환합니다.

코드 구현 예시

# 추상 클래스 (기본 구조 정의)
class Transport:
    def deliver(self):
        raise NotImplementedError("deliver 메서드를 구현해야 합니다.")

# 각 운송 수단 클래스
class Truck(Transport):
    def deliver(self):
        return "트럭을 타고 운반한다"

class Ship(Transport):
    def deliver(self):
        return "배를 타고 운반한다"

class Airplane(Transport):
    def deliver(self):
        return "비행기를 타고 운반한다"

# 팩토리 클래스
class TransportFactory:
    def create_transport(self, transport_type: TransportType):
        if transport_type == TransportType.TRUCK:
            return Truck()
        elif transport_type == TransportType.SHIP:
            return Ship()
        elif transport_type == TransportType.AIRPLANE:
            return Airplane()
        else:
            raise ValueError(f"알 수 없는 운송 수단: {transport_type}")

# 사용 예시
factory = TransportFactory()

transport1 = factory.create_transport(TransportType.TRUCK)
print(transport1.deliver())  # "트럭을 타고 운반한다"

transport2 = factory.create_transport(TransportType.AIRPLANE)
print(transport2.deliver())  # "비행기를 타고 운반한다"

4. 팩토리 메서드 패턴의 장점

1. 유연성 증가: 새로운 운송 수단을 추가할 때 TransportType에만 새로운 타입을 정의하면 됩니다.
2. 코드 중복 감소: 객체 생성 코드가 한 곳에 모여 있어 중복을 줄이고 유지보수가 용이합니다.
3. 확장성 향상: 클라이언트 코드가 구체적인 클래스에 의존하지 않고, 인터페이스나 추상 클래스를 통해 객체를 사용할 수 있습니다.
4. SOLID 원칙 준수: 개방-폐쇄 원칙(OCP)과 단일 책임 원칙(SRP)을 만족합니다.

5. 개선된 코드 예시 (매핑 테이블 활용)

조건문 대신 매핑 테이블을 활용하여 객체 생성을 더욱 간단하게 만들 수도 있습니다.

# 팩토리 클래스 개선
class TransportFactory:
    transport_classes = {
        TransportType.TRUCK: Truck,
        TransportType.SHIP: Ship,
        TransportType.AIRPLANE: Airplane
    }

    def create_transport(self, transport_type: TransportType):
        transport_class = self.transport_classes.get(transport_type)
        if transport_class is None:
            raise ValueError(f"알 수 없는 운송 수단: {transport_type}")
        return transport_class()

# 사용 예시
factory = TransportFactory()
transport = factory.create_transport(TransportType.TRUCK)
print(transport.deliver())  # "트럭을 타고 운반한다"

6. 팩토리 메서드 패턴의 실제 사용 예

• 데이터베이스 커넥션 풀: 다양한 데이터베이스 드라이버를 선택하여 적절한 커넥션을 생성할 수 있게 해줍니다.

from enum import Enum, auto

class DBType(Enum):
    MYSQL = "mysql"
    POSTGRES = "postgres"

class DBConnection:
    def connect(self):
        pass

class MySQLConnection(DBConnection):
    def connect(self):
        return "MySQL 연결 생성"

class PostgresConnection(DBConnection):
    def connect(self):
        return "Postgres 연결 생성"

class DBConnectionFactory:
    connection_classes = {
        DBType.MYSQL: MySQLConnection,
        DBType.POSTGRES: PostgresConnection
    }

    def create_connection(self, db_type: DBType):
        connection_class = self.connection_classes.get(db_type)
        if connection_class is None:
            raise ValueError(f"알 수 없는 데이터베이스 유형: {db_type}")
        return connection_class()

# 사용 예시
factory = DBConnectionFactory()
connection = factory.create_connection(DBType.MYSQL)
print(connection.connect())  # "MySQL 연결 생성"

7. 결론

팩토리 메서드 패턴은 코드의 유지보수성과 확장성을 높이고, 객체 생성에 대한 책임을 분리함으로써 복잡한 시스템을 더욱 효율적으로 관리할 수 있도록 돕습니다. 특히 다양한 클래스가 공통 기능을 제공해야 하는 경우에 유용하게 사용될 수 있으며, 코드의 재사용성과 가독성을 동시에 높일 수 있습니다.