PHP 디자인 패턴

디자인패턴 이란?

프로그램 개발에서 자주 나타나는 과제를 해결하기 위한 방법 중 하나로,

과거의 소프트웨어 개발 과정에서 발견된 설계의 노하우를 축적하여 이름을 붙여,

이후에 재이용하기 좋은 형태로 특정의 규약을 묶어서 정리한 것.

 

간단히 말해 소프트웨어 설계할 때 또는 프로그램 개발과정에서

특정 부분에서 많이 발생하는 문제를 정리하여 상황에 따라 해결할 수 있는 해결책(패턴)

 

* 패턴

: 다양한 소프트웨어들로 각기 다른 프로그램을 개발하는 과정에서 공통적인 문제점 또는 유사한 문제점이 존재하여 이를 처리하는 과정도 공통점이 있는데 이러한 유사점을 패턴이라고 한다.

 

더 우아하고 더 빠른 개발을 할 수 있다.

 

디자인패턴 구조

- 콘텍스트(context)

문제가 발생하는 여러 상황.

즉, 패턴이 적용될 수 있는 상황을 말한다.

경우에 따라서는 패턴이 유용하지 못한 상황을 말하기도 한다.

 

- 문제(problem)

패턴이 적용되어 해결될 필요가 있는 여러 디자인 이슈들을 말한다.

이때 여러 제약 사항과 영향력도 문제 해결을 위해 고려해야 한다.

 

- 해결(solution)

문제를 해결하도록 설계를 구성하는 요소들과 그 요소들 사이의 관계, 책임, 협력 관계를 말한다.

해결은 반드시 구체적인 구현 방법이나 언어에 의존적이지 않으며 다양한 상황에 적용할 수 있는 일종의 템플릿

 

PHP에서 쓰이는 디자인패턴

1. 팩토리(Factory) - 생성 패턴

: 객체 생성 처리를 서브 클래스로 분리해 처리하도록 캡슐화하는 패턴

 

<?php
class Automobile
{
    private $vehicleMake;
    private $vehicleModel;
    
    public function __construct($make, $model)
    {
    	$this->vehicleMake = $make;
        $this->vehicleModel = $model;
    }
    
    public function getMakeAndModel()
    {
    	return $this->vehicleMake . ' ' . $this->vehicleModel;
    }
}

class AutomobileFactory
{
    public static function create($make, $model)
    {
    	return new Automobile($make, $model);
    }
}

// Automobile 객체를 생성하는 팩토리 사용
$veyron = AutomobileFactory::create('Bugatti', 'Veyron');

print_r($veyron->getMakeAndModel();	//"Bugatti Veyron" 출력

Automobile 객체를 생성할 때 팩토리를 사용하고 있다.

 

장점

- Automobile 클래스 이름을 바꾸거나, 변경이 생기거나, 다른 클래스로 대체해도 Automobile 클래스를 사용하는 모든 곳의 코드를 고치지 않고 팩토리 클래스에 있는 코드만 수정하면 된다.

 

- 생성하는 과정이 복잡한 클래스 객체라고 해도 그런 코드가 팩토리에만 있고 그 클래스를 생성하는 모든 곳에 반복적으로 복잡한 코드를 넣지 않아도 된다.

 

2. 싱글턴(Singleton) - 생성 패턴

: 전역 변수를 사용하지 않고 객체를 하나만 생성하도록 하며, 생성된 객체를 어디에서든지 참조할 수 있도록 하는 패턴

 

웹 어플리케이션을 설계할 때 특정 클래스의 경우에는 오직 하나의 인스턴스만이 존재하여 모든 곳에서 그 인스턴스만을 사용해야 한다는 결정이 의미있는 경우가 있다. 싱글톤 패턴을 사용하여 그런 클래스를 만들어 낸다.

 

<?php

class Singleton {
    private static $instance = null;
    
    private function __construct()
    {
    	// The expensive process (e.g., db connection) goes here.
    }
    
    public static function getInstance()
    {
    	if(self::$instance == null)
        {
        	self::$instance = new Singleton();
        }
        
        return self::$instance;
    }
}

클래스에서 생성할 수 있는 객체의 수를 하나만으로 제한하기 때문에 모든 변수가 동일한 단일 객체를 가리키는 것으로 끝난다.

 

<?php

    // singleton
    $instance = ConnectDb::getInstance();
    $conn = $instance->getConnection();
    var_dump($conn);
    
    // without singleton
    $instance = new ConnectDbWOSingleton();
    $conn = $instance->getConnection();
    var_dump($conn);

싱글톤을 사용하지 않으면 새 개체를 만들 때마다 새 데이터베이스 연결을 설정해야 한다.

이는 데이터베이스와의 새로운 연결에 시간이 소요되기 때문에 시스템 속도를 저하시키는 의미가 있다.

 

싱글톤 패턴을 사용할 때 주의해야 할 것은,

패턴의 특성상 어플리케이션 전체 범위에 영향을 주는 일종의 상태 정보가 생긴다는 것.

이런 특성 때문에 테스트 가능성을 떨어뜨린다.

 

대부분의 경우에는 싱글톤 클래스 대신 의존성 주입(Dependency Injection)을 사용할 수 있으므로

가능하다면 싱글톤을 피하는 편이 좋다.

 

의존성 주입을 사용하게 되면 공유되는 리소스를 사용하는 클래스라고 해도 구체적인 싱글톤 클래스의 구현에 의존적이지 않게 되므로 설계적으로 더 낫다.

 

3. 전략(Strategy) - 행동 패턴

: 행위를 클래스로 캡슐화해 동적으로 행위를 자유롭게 바꿀 수 있게 해주는 패턴

 

전략 패턴으로 특정한 알고리즘을 캡슐화 할 수 있다.

그 결과 사용하는 쪽에서는 알고리즘의 실제 구현에 대해 전혀 모르는 채로도 특정 알고리즘을 실체화하여 사용할 수 있다.

 

<?php

interface OutputInterface
{
    public function load();
}

class SerializedArrayOutput implements OutputInterface
{
    public function load()
    {
    	return serialize($arrayOfData);
    }
}

class JsonStringOutput implements OutputInterface
{
    public function load()
    {
    	return json_encode($arrayOfData);
    }
}

class ArrayOutput implements OutputInterface
{
    public function load()
    {
    	return $arrayOfData;
    }
}

배열이나 json을 직렬화하거나, 그냥 배열을 내보낼 때 예제

이처럼 알고리즘을 캡슐화 함으로써 다른 개발자들은 알고리즘을 사용하고 있는 코드에 영향을 주지 않고도

새로운 출력 형식을 추가할 수 있게 된다.

 

각각의 '출력' 클래스들이 어떻게 OutputInterface 를 구현하고 있는지 볼 수 있는데, 이러한 방식에 두 가지 목적이 있다.

 

- 각각의 출력 클래스 구현체들이 준수해야하는 구현 규칙을 제공

- 공통적으로 'OutputInterface' 인터페이스를 구현함으로써 타입 힌팅(파라미터와 리턴값의 데이터 값을 명시적으로 지정)을 통해 알고리즘을 사용하는 코드 쪽도 정확한 타입을 사용하도록 보장

 

 

4. 프론트 컨트롤러(Front Controller)

: 웹 어플리케이션으로 오는 모든 리소스를 처리해주는 하나의 진입점(index.php)을 두는 패턴.

 

컨트롤러에서는 모든 의존 관계를 로딩하고, HTTP 요청을 처리한 후 응답을 보내주는 것 까지의 과정을 책임진다.

 

- 코드가 잘 모듈화되는 경향

- 모든 요청에 대해서 항상 수행되어야 하는 작업(입력 값에서 위험한 데이터를 걸러내는 등의 작업)을 수행시킬 수 있는 중심점으로서 컨트롤러를 생각할 수 있다는 이점

 

 

5. 모델-뷰-컨트롤러(MVC, Model-View-Controller)

: MVC 패턴과 이 패턴의 변형이라고 할 수 있는 HMVC나 MVVM 패턴은 어플리케이션 코드들을 특정 역할을 수행하는 논리적인 단위로 구분

 

- 모델(model) : 데이터에 접근하는 레이어로서 데이터소스에서 데이터를 가져와, 어플리케이션에서 사용할 수 있는 형태로 만든 데이터를 제공

- 뷰(view) : 웹 브라우저에게 응답으로 제공되는 템플림(마크업, XML, JSON 등)을 표시

- 컨트롤러(Controller) : HTTP 요청을 받고, 모델로부터 얻은 데이터를 처리하고, '뷰'를 로드하여 응답을 보낸다.

 

* MVVM(Model-View-View-Model)

: 안드로이드 어플리케이션의 기본 디자인 패턴이다.

UI와 로직의 분리로, 유지보수 및 개발 효율을 높일 수 있다.

 

*HMVC(Hierarchical model-view-controller)

: 계층형 MVC, 폴더 하나에서 컨트롤러별 서브 폴더로 확장한 개념

각 컨트롤러별 MVC를 두게 되어 모듈화가 장점이다. 필요한 기능이 있다면 해당 모듈만 복붙하여 수정 가능.

단점으로는 라이브러리 의존도가 추가 된다. 

 

 

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참고사이트

 

 

https://modernpug.github.io/php-the-right-way/pages/Design-Patterns.html

PHP: The Right Way 한국어판

https://effortguy.tistory.com/182

[디자인 패턴] 총 정리 (2) - 디자인 패턴이란? + 디자인 패턴 종류

https://helloworld-88.tistory.com/291

[기본] 디자인패턴 이란?

https://treewebsolutions.com/articles/the-singleton-pattern-in-php-65

The singleton pattern in PHP

https://beomy.tistory.com/43

[디자인패턴] MVC, MVP, MVVM 비교

https://cikorea.net/bbs/view/qna?idx=11734&view_category=&lists_style= 

HMVC에 대해서..

https://co-no.tistory.com/49

[Kotlin] MVVM 패턴의 이해