[Design Pattern] 옵저버 패턴(Observer Pattern) 이야기 #1 (예제 포함)

옵저버 패턴(Observer Pattern)

옵저버 패턴은 관찰자 패턴이라고도 합니다. 일대다 관계를 이루고 있으며, 상태가 업데이트되면 모든 옵저버들에게 정보를 갱신할 수 있도록 하는 것을 의미합니다. 좀 더 이해하기 쉬운 예시를 들어볼까요? (예제 코드는 본문 하단에 첨부되어 있습니다.)

예시 1. 유튜브 구독 알람

철수(Observer)가 코딩 공부를 위해 유튜브에서 프로그래밍 관련 영상을 찾고 있습니다. 그런데 Luckygg(Subject)라는 사람의 채널에 좋은 영상들이 있는 것을 알게 됐습니다. 하나 둘 개제 된 영상들을 보게 되다가 어느새 모든 영상들을 보게 됐습니다. 이제 새로운 영상이 업데이트되는 것을 기다리고 있습니다. 그런데 이 영상이 언제 올라올 줄 알고 마냥 기다릴까요? 이때, 채널 구독(Register)을 하여 업데이트 알림(Notify)을 받게 하는 방법이 있습니다. 유튜브 채널 관리자가 영상을 업데이트하면, 구독하고 있는 모든 사용자들에게 알림을 전달하는 것입니다.

유튜브 채널 옵저버 패턴 예시

예시 2. 신문사 구독

요즘에는 종이 신문을 보는 사람이 거의 없을 것입니다. 거의 모든 신문사들이 인터넷으로도 제공을 하고, 무료이며 언제 어디서든 스마트폰으로 뉴스를 볼 수 있기 때문이죠. 하지만 지금처럼 스마트폰이 보급되기 전에는 종이 신문을 어떻게 구독했을까요? 사용자(Observer)가 신문사(Subject)에 신문 구독을 신청(Register)하면, 신문사에서는 해당 집에 신문을 배달하도록 주소를 등록합니다. 그리고 다음날 새벽에 신문 배달부가 구독자 목록에 있는 모든 집에 신문을 배달(Notify)하게 되죠. 그런데 한 달 뒤, 한 고객이 신문을 원하지 않아 구독을 해지(Remove)했습니다. 그럼 이 고객은 신문사의 구독자 목록에서 제외되겠죠. 다음날 신문 배달부가 갖고 있는 목록에는 이 고객의 주소가 없기 때문에 배달하지 않게 됩니다.

신문사 옵저버 패턴 예시

두 예시의 다이어그램을 보면 구조가 동일합니다. 아주 전형적이고 기본적인 옵저버 패턴의 예시입니다. 이렇게 특정 정보를 여러 뷰에서 동시에 얻기 위해 주제자(Subject)에 구독자(Observer)를 등록(Register)하여 정보를 받는(갱신, Notify) 것을 옵저버 패턴(Observer pattern)이라고 합니다. 물론 등록을 했으니 해지(Remove)도 가능합니다.

정의 및 구조

Head First Design Pattern에서는 옵저버 패턴에 대해 다음과 같이 정의합니다.

한 객체의 상태가 바뀌면 그 객체에 의존하는 다른 객체들에게 정보가 자동으로 갱신되는 방식으로, 일대다(one-to-many) 의존성을 정의합니다.

옵저버 패턴에서 주제자는 옵저버에 대한 정보가 없습니다. 오직 옵저버가 특정 인터페이스(Interface)를 구현한다는 것 만 알고 있습니다. 즉, 옵저버가 무슨 동작을 하는지 모른다는 것입니다. 게다가 옵저버는 언제든지 새로 추가되거나 제거될 수 있으며 새로운 형식의 옵저버를 추가할 때에도 주제에 전혀 영향을 주지 않습니다. 이러한 관계를 느슨한 결합(Loose coupling)이라고 합니다.

어떻게 이런 특징이 있을까요? 아래 UML을 확인해 보겠습니다. Subject interface는 등록, 해제, 갱신을 위한 API를 제공합니다. 그리고 이를 상속받는 concrete Subject Class는 등록, 해제, 갱신을 구현하고 기타 함수도 구현할 수 있습니다. Observer interface는 Subject에서 갱신할 때 호출되는 update API만 제공합니다. 마지막으로 Observer interface를 상속받는 A, B, C Class에 update를 구현합니다. 이것이 옵저버 패턴의 가장 기본적인 구조입니다.

옵저버 패턴 구조

코드 예제

그럼 이제 본격적으로 코드를 확인해 보겠습니다. 여기서 보여드릴 예시는 Concrete Subject class에서 값을 변경하면 등록된 모든 Observer들에게 갱신하는 간단한 구조입니다.

Subject interface입니다. Observer를 등록, 해제, 갱신하기 위한 API를 나타냅니다.

public interface Subject
{
    void registerObserver(Observer o);
    void removeObserver(Observer o);
    void notifyObservers();
}

Observer interface입니다. update 함수에 인자로 value가 넘어옵니다.

public interface Observer
{
    void update(int value);
}

ConcreteSubject는 Subject interface를 상속받습니다. 그리고 ArrayList를 사용하여 observer 정보를 가지고 있습니다. 

public class ConcreteSubject : Subject
{
	IList _observers = new ArrayList();
	int _value;
	public ConcreteSubject()
	{
		_value = 0;
	}
	public void notifyObservers()
	{
		foreach (Observer o in _observers)
			o.update(_value);
	}

	public void registerObserver(Observer o)
	{
		_observers.Add(o);
	}

	public void removeObserver(Observer o)
	{
		_observers.Remove(o);
	}
	public void setValue(int value)
	{
		_value = value;
		notifyObservers();
	}
}

아래는 각 Observer interface를 상속받는 A, B, C class입니다. 똑같은 클래스가 중복된 것입니다. 각 클래스 생성자에서 ConcreteSubject를 인자로 받고, registerObserver를 호출하여 자신을 옵저버로서 등록합니다.

public class A : Observer
{
	ConcreteSubject _subject;
	public A(ConcreteSubject subject)
	{
		_subject = subject;
		subject.registerObserver(this);
	}
	public void update(int value)
	{
		Console.WriteLine(String.Format("A Class update, value: {0}", value));
	}
}

public class B : Observer
{
	ConcreteSubject _subject;
	public B(ConcreteSubject subject)
	{
		_subject = subject;
		subject.registerObserver(this);
	}
	public void update(int value)
	{
		Console.WriteLine(String.Format("B Class update, value: {0}", value));
	}
}

public class C : Observer
{
	ConcreteSubject _subject;
	public C(ConcreteSubject subject)
	{
		_subject = subject;
		subject.registerObserver(this);
	}
	public void update(int value)
	{
		Console.WriteLine(String.Format("C Class update, value: {0}", value));
	}
}

이제 메인 프로그램 입니다. ConcreteSubject 및 A, B, C 인스턴스를 생성하는데 A, B, C 각 인스턴스가 옵저버로서 ConcreteSubject 인스턴스에 등록됩니다. 마지막 줄인 setValue(10)을 호출하면 모든 옵저버의 update가 호출됩니다.

class Program
{
	static void Main(string[] args)
	{
		ConcreteSubject concreteSubject = new ConcreteSubject();

		A observerA = new A(concreteSubject);
		B observerB = new B(concreteSubject);
		C observerC = new C(concreteSubject);

		concreteSubject.setValue(10);
	}
}

결과 화면은 아래와 같습니다.

예제 코드 결과 화면

여기까지 설명한 내용은 가장 기본적인 옵저버 패턴의 동작입니다. ConcreteSubject에서 값을 설정해야 모든 옵저버는 갱신만 하는 방식입니다. 이를 응용하면 각 옵저버에서도 값을 설정하여 모든 옵저버에 갱신하는 방법도 구현할 수 있습니다. 옵저버 패턴은 많이 사용되고 MVC 패턴을 사용하기 위한 기초 개념이니 꼭 익혀두시길 권장합니다.

ExamObserverPattern.zip

0.18MB