커맨드와 액티브 오브젝트 패턴

2022-12-21

2022-12-22

커맨드 패턴

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public interface Command {
    void do();
}

여러 행동을 호출해야 하는 경우 여러 행동을 커맨드로 추상화하여 사용하는 쪽에서는 커맨드가 어떻게 행동하는 지 관심없이 사용하기만 하도록 구현하는 패턴이다.
이 패턴은 커맨드를 사용하는 쪽에서 커맨드를 실행하기 위해서 어떤 객체가 사용되는지 알아지 않아도 되는 장점이 있다. 커맨드 패턴은 명령의 개념을 캡슐화해서 시스템과 연결된 장치의 논리적인 상호 연결을 분리해낼 수 있다.

물리적 분리

커맨드 패턴을 사용하면 사용자에게서 데이터를 받는 코드와 그 데이터를 검증하고 작업을 하는 코드, 도메인 객체를 분리할 수 있다. 데이터를 받는 코드에서 커맨드의 실행 코드와 검증 코드와 물리적으로 분리 된다.

시간적 분리

사용자에게서 데이터를 입력받는 역할과 그 데이터를 검증하고 작업을 하는 코드를 물리적으로 분리할 수 있다고 했다. 이를 다르게 생각해보면 데이터를 입력받았다고 바로 검증과 실행을 하지 않아도 된다는 의미다. 즉 명령을 일단 다 생성해서 모아놓고 특정 시점에 몰아서 명령을 검증하고 실행할 수 있다는 의미이다.

되돌리기

public class Command {
    void do();
    void undo();
}

커맨드에 실행하는 메서드말고 되돌리기 메서드를 선언해놓으면 롤백 기능도 구현할 수 있다. 위처럼 인터페이스로 실행과 실행 취소 메서드를 선언해놓고 각 명령마다 실행과 실행 취소 로직을 구현해놓으면 된다.
직원 임금 관리 서비스에서 직원을 추가하는 명령이 있다고 할 때 실행시키는 메서드는 직원 객체를 생성하고 저장소에 저장하는 방식으로 구현된다. 실행 취소 메서드는 저장소에 해당 직원의 데이터를 제거하는 방식으로 구현할 수 있을 것이다.

액티브 오브젝트 패턴

액티브 오브젝트 패턴은 커맨드 패턴의 응용된 버전으로 다중 제어 스레드 구현을 위해 등장했다.
액티브 오브젝트 패턴은 하나의 스레드로 멀티 스레드가 이벤트 방식으로 작동하는 것처럼 구현할 수 있어서 런타임 스택을 여러개 만들지 않아도 된다. 즉 멀티 스레드를 활용하고 메모리가 부족한 상황에서 사용할 만한 대안이다.

액티브 오브젝트 패턴은 커맨드를 모아두고 꺼내서 실행하는 엔진과 실행 시킬 커맨드, 마지막으로 실행 시킬 조건을 다루는 커맨드 이렇게 세가지로 구성된다.

엔진

public class ActiveObjectEngine {

    private final LinkedList<Command> commands = new LinkedList<>();

    public void add(Command c) {
        commands.add(c);
    }

    public void run() throws Exception {
        while(!commands.isEmpty()) {
            commands.pop()
                    .execute();
        }
    }
}

엔진을 실행시키면 자신이 가진 모든 커맨드를 순차적으로 실행한다.

실행 조건을 다루는 커맨드

특정 시간만큼 sleep하고 커맨드를 실행 이라는 조건을 달성하기 위해 커맨드를 만들어보자.

public class SleepCommand implements Command {

    private final long sleepMilliSeconds;
    private final ActiveObjectEngine engine;
    private final Command wakeUpCommand;
    private long startedTime = 0;
    private boolean started = false;

    public SleepCommand(final long sleepMilliSeconds, final ActiveObjectEngine engine, final Command wakeUpCommand) {
        this.sleepMilliSeconds = sleepMilliSeconds;
        this.engine = engine;
        this.wakeUpCommand = wakeUpCommand;
    }

    @Override
    public void execute() throws Exception {
        final long currentTime = System.currentTimeMillis();
        if (!started) {
            started = true;
            startedTime = currentTime;
            engine.add(this);
            return;
        }
        if (currentTime - startedTime < sleepMilliSeconds) {
            engine.add(this);
            return;
        }
        engine.add(wakeUpCommand);
    }
}

자신이 엔진에 의해 실행된 경우가 없다면 현재 시간을 시작 시각으로 기록하고 다시 엔진에 자신을 집어넣는다.
자신이 엔진에 의해 실행된 경우가 있으면 현재 시각과 시작 시각을 비교해서 커맨드 실행 조건에 달성했는 지 체크한다.
조건에 달성했다면 wakeUpCommand 즉 우리가 원래 실행하려고 했던 커맨드를 실핸한다.

실행하려는 커맨드

public class DelayedTyper implements Command {
    private final ActiveObjectEngine engine;
    private final long itsDelay;
    private final char itsChar;

    public DelayedTyper(final ActiveObjectEngine engine, final long itsDelay, final char itsChar) {
        this.engine = engine;
        this.itsDelay = itsDelay;
        this.itsChar = itsChar;
    }

    @Override
    public void execute() throws Exception {
        System.out.print(itsChar);
        delayAndRepeat();
    }

    private void delayAndRepeat() throws Exception {
        engine.add(new SleepCommand(itsDelay, engine, this));
    }
}

주어진 글자를 출력하고 특정 시간만큼 sleep 이후 다시 출력하는 커맨드이다.

마지막으로 이를 실행하는 코드를 통해 실제 결과물을 확인할 수 있다.

public class Application {
    private static final ActiveObjectEngine ENGINE = new ActiveObjectEngine();

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ENGINE.add(new DelayedTyper(ENGINE, 100, '1'));
        ENGINE.add(new DelayedTyper(ENGINE, 300, '3'));
        ENGINE.add(new DelayedTyper(ENGINE, 500, '5'));
        ENGINE.add(new DelayedTyper(ENGINE, 700, '7'));
        ENGINE.add(new SleepCommand(20000, ENGINE, () -> System.exit(0)));
        ENGINE.run();
    }
}

mudura

JavaDesign Pattern