브리지 패턴 (Bridge Pattern)

개요

브리지 패턴(Bridge Pattern)은 구조 패턴 중 하나로, 구현부에서 추상층을 분리하여 서로 독립적으로 변경할 수 있도록 하는 패턴이다. 이 패턴은 다중 상속의 복잡성을 줄이고, 코드의 유연성과 확장성을 높이기 위해 사용된다. 브리지 패턴은 특히 시스템이 다차원적인 변화를 겪을 때 유용하다.

“구현과 추상의 독립을 통해 복잡성을 단순화하고 변화 속에서 유연함을 찾는 것”

브리지 패턴(Bridge Pattern)이 효과적인 상황은 다음과 같습니다:

구현과 인터페이스를 독립적으로 확장하고자 할 때 * 브리지 패턴은 기능 계층과 구현 계층을 분리하여 두 계층을 독립적으로 확장할 수 있게 한다. 예를 들어, 그래픽 라이브러리에서 도형을 그리는 기능과 도형을 실제로 그리는 구현을 분리하여, 도형의 종류를 추가하거나 그리는 방식을 변경할 때 상호 간섭 없이 작업할 수 있다.
제품군이 다양한 변형을 가질 때 * 제품군이 다양한 변형을 가지며 각 변형이 독립적으로 변경될 필요가 있을 때 유용하다. 예를 들어, GUI 프레임워크에서 버튼, 체크박스 등 다양한 위젯이 있고, 각 위젯이 여러 가지 렌더링 방법(예: Windows, macOS, Linux)을 지원해야 할 때 브리지 패턴을 사용하여 위젯과 렌더링 방법을 분리할 수 있다.
런타임에 구현을 바꾸어야 할 때 * 프로그램이 실행 중에 구현 부분을 변경해야 하는 경우 브리지 패턴을 사용하면 쉽게 교체할 수 있습니다. 예를 들어, 데이터베이스 연결을 추상화하고, 런타임에 MySQL, PostgreSQL 등의 구체적인 데이터베이스 구현을 바꾸어 사용할 수 있다.
복잡한 상속 구조를 피하고 싶을 때 * 기능 계층과 구현 계층을 각각 별도로 상속 계층을 구축하면, 클래스 수가 기하급수적으로 증가할 수 있습니다. 브리지 패턴을 사용하면 두 계층을 분리하여 복잡한 상속 구조를 피할 수 있다.

장점

구현과 인터페이스의 분리: * 기능 계층과 구현 계층을 분리하여, 두 계층을 독립적으로 개발하고 확장할 수 있습니다. 이를 통해 기능 변경이 구현에 영향을 미치지 않으며, 구현 변경이 기능에 영향을 미치지 않음
확장성: * 새로운 기능이나 구현을 추가할 때 기존 코드를 변경할 필요가 없습니다. 새로운 Abstraction과 Implementor를 쉽게 추가할 수 있음
유연성: * 런타임 시에 구현을 변경할 수 있습니다. 객체의 구성 요소를 동적으로 변경할 수 있어 유연한 설계가 가능
단일 책임 원칙 준수: * 추상화된 클래스는 고수준의 기능을 담당하고, 구현 클래스는 세부 구현을 담당하여 각 클래스가 단일 책임을 갖도록 한다. 이는 코드의 유지보수성과 이해도를 높임
코드 중복 감소: * 공통된 구현을 Implementor 계층으로 옮겨 중복 코드를 줄이고, 코드 재사용성을 높일 수 있음

단점

복잡성 증가: * 기능 계층과 구현 계층을 분리하기 때문에 코드의 구조가 복잡해질 수 있습니다. 클래스와 인터페이스의 수가 증가하여 코드가 더 많아지고, 설계가 복잡해질 수 있음
초기 설계 비용: * 브리지 패턴을 사용하려면 초기 설계 단계에서 더 많은 시간과 노력이 필요합니다. 구현과 추상화의 분리를 고려해야 하므로, 작은 프로젝트나 단순한 시스템에서는 과도한 설계가 될 수 있음
성능 오버헤드: * 기능 계층과 구현 계층 사이의 간접 호출로 인해 성능 오버헤드가 발생할 수 있습니다. 이는 성능이 중요한 시스템에서는 문제가 될 수 있음

예시 코드: 다양한 형태의 메시지 전송 시스템

이메일과 SMS를 통해 메시지를 전송하는 시스템을 만들고자 합니다. 메시지 전송 방식은 여러 가지가 있을 수 있고, 메시지 내용도 여러 가지 형식이 있을 수 있습니다. 이때 브리지 패턴을 사용하여 메시지 전송 방식과 메시지 내용을 분리할 수 있습니다.

public interface MessageSender {
    void sendMessage(String message);
}

public class SMSSender implements MessageSender {
    @Override
    public void sendMessage(String message) {
        System.out.println("Sending SMS: " + message);
    }
}

public class EmailSender implements MessageSender {
    @Override
    public void sendMessage(String message) {
        System.out.println("Sending Email: " + message);
    }
}

public abstract class Message {
    protected MessageSender messageSender;

    protected Message(MessageSender messageSender) {
        this.messageSender = messageSender;
    }

    public abstract void send(String message);
}

public class TextMessage extends Message {

    public TextMessage(MessageSender messageSender) {
        super(messageSender);
    }

    @Override
    public void send(String message) {
        messageSender.sendMessage(message);
    }
}

public class EmailMessage extends Message {

    public EmailMessage(MessageSender messageSender) {
        super(messageSender);
    }

    @Override
    public void send(String message) {
        messageSender.sendMessage(message);
    }
}

public class BridgePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MessageSender smsSender = new SMSSender();
        MessageSender emailSender = new EmailSender();

        Message textMessage = new TextMessage(smsSender);
        textMessage.send("Hello via SMS!");

        Message emailMessage = new EmailMessage(emailSender);
        emailMessage.send("Hello via Email!");

        // Message와 MessageSender를 독립적으로 변경 가능
        textMessage = new TextMessage(emailSender);
        textMessage.send("Hello via Email using TextMessage!");

        emailMessage = new EmailMessage(smsSender);
        emailMessage.send("Hello via SMS using EmailMessage!");
    }
}

코드 구성 설명

MessageSender 인터페이스 (Implementor)
- MessageSender는 메시지를 전송하는 방식에 대한 인터페이스
- 이 인터페이스는 메시지를 전송하는 메서드 sendMessage를 정의
- 구체적인 전송 방식은 이 인터페이스를 구현한 클래스들에서 정의
SMSSender 클래스 (ConcreteImplementor)
- SMSSender 클래스는 MessageSender 인터페이스를 구현하여 SMS로 메시지를 전송하는 구체적인 방법을 정의
- sendMessage 메서드를 통해 SMS 메시지를 전송
EmailSender 클래스 (ConcreteImplementor)
- EmailSender 클래스는 MessageSender 인터페이스를 구현하여 이메일로 메시지를 전송하는 구체적인 방법을 정의
- sendMessage 메서드를 통해 이메일 메시지를 전송
Message 추상 클래스 (Abstraction)
- Message는 메시지 전송에 대한 추상화된 개념을 정의하는 추상 클래스입
- 이 클래스는 MessageSender 타입의 인스턴스를 멤버 변수로 가지며, 생성자를 통해 초기화
- send 메서드는 구체적인 메시지 전송 방법을 정의하는 추상 메서드
TextMessage 클래스 (RefinedAbstraction)
- TextMessage 클래스는 Message 클래스를 확장한 구체적인 구현체
- 이 클래스는 텍스트 메시지를 전송하는 방법을 정의
- send 메서드를 통해 텍스트 메시지를 전송하며, 실제 전송은 messageSender 객체에 위임
EmailMessage 클래스 (RefinedAbstraction)
- EmailMessage 클래스는 Message 클래스를 확장한 구체적인 구현체
- 이 클래스는 이메일 메시지를 전송하는 방법을 정의
- send 메서드를 통해 이메일 메시지를 전송하며, 실제 전송은 messageSender 객체에 위임

개요

“구현과 추상의 독립을 통해 복잡성을 단순화하고 변화 속에서 유연함을 찾는 것”

장점

단점

예시 코드: 다양한 형태의 메시지 전송 시스템

코드 구성 설명

관련 패턴