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prototype.md

File metadata and controls

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프로토타입 패턴

요약

  • 객체를 특정 클래스에 결합하지 않고 복제할 수 있게 하는 생성 디자인 패턴
  • 동일한 타입의 새로운 객체를 필요에 따라 생성

문제

  • 어떤 클래스의 인스턴스를 만드는 것이 복잡하거나 자원/시간이 많이 소요되는 경우
  • 외부에선 객체를 완전히 알 수 없다 - 객체가 private 필드를 가지면 완벽한 복사본을 만들 수 없을 수 있음
  • 객체를 복사하려면 객체의 클래스를 알아야 하기 때문에, 클래스에 의존하게 됨

해결

  • 기존 인스턴스를 복사해서 새로운 인스턴스를 만들기
    • 클라이언트 코드가 어떤 클래스의 인스턴스를 만드는지 몰라도 인스턴스를 만들 수 있음
  • 복제 대상 객체에 복제 프로세스를 위임. 이 객체를 프로토타입이라고 부름

구현

Untitled

  • 프로토타입: 복제 메서드 선언 (clone)
    • ⇒ 클라이언트 코드는 Prototype.clone 인터페이스만 알면 객체의 구상 클래스를 몰라도 복제할 수 있다

Untitled

  • 프로토타입 레지스트리: 자주 사용하는 프로토타입에 쉽게 접근할 수 있게 제공

as-is

as-is 
const tree = new Composite();

const branch1 = new Composite();
branch1.add(new Leaf());
branch1.add(new Leaf());
tree.add(branch1);

const branch2 = new Composite();
branch2.add(new Leaf());
tree.add(branch2);

// tree를 똑같이 복사하려면 ??

const clonedTree = new Composite();
// children이 private이라 알 수 없다..
// 생성한 그대로 기억했다가 재생성..?

const clonedBranch1 = new Composite();
clonedBranch1.add(new Leaf());
clonedBranch1.add(new Leaf());
clonedTree.add(clonedBranch1);

const clonedBranch2 = new Composite();
clonedBranch2.add(new Leaf());
clonedTree.add(clonedBranch2);

to-be

to-be 
abstract class Component {
  /** ... **/
  public abstract clone(): Component;
}

export class Composite extends Component {
  private children: Set<Component> = new Set<Component>();
  /** ... **/

  public override clone(): Composite {
    const clone = new Composite();
    this.children.forEach((child) => {
      clone.add(child.clone());
    });
    return clone;
  }
}

export class Leaf extends Component {
  /** ... **/
  public override clone(): Leaf {
    const clone = new Leaf();
    clone.setParent(this.parent);
    return clone;
  }
}

// 클라이언트 코드
const tree = new Composite();

const branch1 = new Composite();
branch1.add(new Leaf());
branch1.add(new Leaf());
tree.add(branch1);

const branch2 = new Composite();
branch2.add(new Leaf());
tree.add(branch2);

const clonedTree = tree.clone();

특징

장점

  • 클라이언트에서 인스턴스 생성 과정을 몰라도 된다
  • 클라이언트가 구체적인 형식을 몰라도 객체를 생성할 수 있다
  • 객체를 새로 생성하는 것보다 복사하는 것이 효율적일 수 있다
  • 상속 대신 사용 - 일부 설정이 공통되는 자식 클래스를 만드는 대신, 프로토타입을 사용해 복제하게 할 수 있다

단점

  • 객체를 복사하는 것이 복잡한 경우가 있을 수 있다 (순환 참조 등)

다른 패턴과의 관계

  • 데코레이터, 복합체 등 복잡한 구조를 만들어야 할 때 다시 생성하는 대신 프로토타입을 통해 복제할 수 있음
  • 커맨드 패턴의 복사본을 저장해야 할 때 유용

사례

Java Clonable

public class Circle implements Cloneable {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public void setRadius(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public double getRadius() {
        return radius;
    }

    @Override
    public Circle clone() {
        try {
            return (Circle) super.clone();
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            throw new AssertionError();
        }
    }
}
  • Cloneable 인터페이스에는 메서드가 선언되어 있지 않지만, 이 인터페이스를 구현하지 않은 클래스에서 clone()을 사용하려고 하면 CloneNotSupportedException 발생
  • Object.clone() 메서드는 얕은 복사를 수행

Spring - PrototypeBean

  • 스프링 빈은 일반적으로 싱글톤 빈
  • 프로토타입 스코프로 지정하면, 빈 요청이 있을 때마다 새로운 객체가 생성됨

자바스크립트에서 프로토타입

  • 자바스크립트는 '클래스'라는 추상화된 패턴/설계가 전혀 없고 객체만 존재, 객체는 자신의 동작을 스스로 정의
  • 클래스 지향 언어 => 한 클래스를 다중 복사(인스턴스화). 클래스 작동 계획을 실제 객체로 복사
    • => 상속은 객체 프로퍼티의 복사를 수반
  • 프로토타입 기반 언어 => 복사 과정이 없음. 객체 생성 후 프로토타입 객체와 [[Prototype]] 프로퍼티를 통해 연결될 뿐
    • => 객체 생성 시 프로퍼티를 복사하지 않음. 대신, 두 객체의 링크를 걸고 다른 쪽의 프로퍼티/함수에 접근 가능하게 위임
const Car = function (model, year, miles) {
  this.model = model;
  this.year = year;
  this.miles = miles;
  this.wheelCount = 4;
};

Car.prototype.go = function () {
  console.log('vroom');
};

Car.prototype.break = function () {
  console.log('screech');
};

// 1. 생성자를 이용해 객체 생성하기
const myCar = new Car('ford', 2014, 50000);
console.log(myCar.wheelCount) // 4
myCar.go(); // vroom

// 2. Object.create를 이용해 객체 생성하기
const clonedCar = Object.create(myCar);

참고