Observer Pattern(옵저버 패턴)

옵저버 패턴이란?

옵저버(관찰자)들이 관찰하고 있는 대상자의 상태가 변화가 있을 때마다 대상자는 직접 목록의 각 관찰자들에게 통지하고, 관찰자들은 알림을 받아 조치를 취하는 행동 디자인 패턴으로, 주로 발행(Publisher) - 구독(Subscriber) 모델을 구현할 때 사용되며 이벤트 기반 프로그래밍에서 많이 사용된다.

 

• 관찰 대상자 : Subject, Publisher 
• 관찰자 : Observer, Subscriber
• 관찰 대상자와 관찰자는 1:N 관계

 

흐름

1. Observer들이 Subject에 등록됨
2. Subject의 상태 변경
3. Subject가 모든 등록된 Observer들에게 변경을 알림
4. 각 Observer는 전달받은 변경 사항에 따라 동작을 수행

 

구조

• Publisher

출판사는 다른 객체들에 관심 이벤트들을 발행한다. 이러한 이벤트들은 출판사가 상태를 전환하거나 어떤 행동들을 실행할 때 발생한다. 출판사들에는 구독 인프라가 포함되어 있으며, 이 인프라는 현재 구독자들이 리스트를 떠나고 새 구독자들이 리스트에 가입할 수 있도록 한다. 새 이벤트가 발생하면 출판사는 구독자 리스트를 살펴본 후 각 구독자 객체의 구독자 인터페이스에 선언된 알림 메서드를 호출한다.

 

• Subscriber

구독자 인터페이스로 알림 인터페이스를 선언하며 대부분의 경우 단일 update 메서드로 구성된다. 이 메서드에는 출판사가 업데이트와 함께 어떤 이벤트의 세부 정보들을 전달할 수 있도록 하는 여러 매개변수가 존재할 수 있다.

 

• Concrete Subscriber

구상 구독자 클래스로 출판사가 보낸 알람들에 대한 응답으로 몇 가지 작업을 수행한다. 모든 구상 클래스는 출판사가 구상 클래스들과 결합하지 않도록 같은 인터페이스를 구현해야 한다.

 

• Client

출판사 및 구독자 객체들을 별도로 생성한 후 구독자들을 출판사 업데이트에 등록한다.

 

예시

 

Publisher

public class EventManager {
    Map<String, List<EventListener>> listeners = new HashMap<>();

    public EventManager(String... operations) {
        for (String operation : operations) {
            this.listeners.put(operation, new ArrayList<>());
        }
    }

    public void subscribe(String eventType, EventListener listener) {
        List<EventListener> users = listeners.get(eventType);
        users.add(listener);
    }

    public void unsubscribe(String eventType, EventListener listener) {
        List<EventListener> users = listeners.get(eventType);
        users.remove(listener);
    }

    public void notify(String eventType, File file) {
        List<EventListener> users = listeners.get(eventType);
        for (EventListener listener : users) {
            listener.update(eventType, file);
        }
    }
}

public class Editor {
    public EventManager events;
    private File file;

    public Editor() {
        this.events = new EventManager("open", "save");
    }

    public void openFile(String filePath) {
        this.file = new File(filePath);
        events.notify("open", file);
    }

    public void saveFile() throws Exception {
        if (this.file != null) {
            events.notify("save", file);
        } else {
            throw new Exception("Please open a file first.");
        }
    }
}

 

Subscribe

public interface EventListener {
    void update(String eventType, File file);
}

 

Concrete Subscribe

public class EmailNotificationListener implements EventListener {
    private String email;

    public EmailNotificationListener(String email) {
        this.email = email;
    }

    @Override
    public void update(String eventType, File file) {
        System.out.println("Email to " + email + ": Someone has performed " + eventType + " operation with the following file: " + file.getName());
    }
}


public class LogOpenListener implements EventListener {
    private File log;

    public LogOpenListener(String fileName) {
        this.log = new File(fileName);
    }

    @Override
    public void update(String eventType, File file) {
        System.out.println("Save to log " + log + ": Someone has performed " + eventType + " operation with the following file: " + file.getName());
    }
}

 

Client

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Editor editor = new Editor();
        editor.events.subscribe("open", new LogOpenListener("/path/to/log/file.txt"));
        editor.events.subscribe("save", new EmailNotificationListener("admin@example.com"));

        try {
            editor.openFile("test.txt");
            editor.saveFile();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

 

적용

1. 한 객체의 상태가 변경되어 다른 객체들을 변경해야 할 필요성이 생겼을 때, 그리고 실제 객체 집합들을 미리 할 수 없거나 이러한 집합들이 동적으로 변경되는 경우
2. 앱의 일부 객체들이 제한된 시간 동안 또는 특정 경우에만 다른 객체들을 관찰해야 하는 경우

 

장단점

장점

• 개방/폐쇄 원칙. 출판사의 코드를 변경하지 않고도 새 구독자 클래스들을 도입할 수 있다.(출판사 인터페이스가 있는 경우에는 구독자의 클래스들을 변경하지 않고 새 출판사 클래스들을 도입할 수 있다.)
• 런타임에 객체 간의 관계들을 형성할 수 있다.

 

단점

• 구독자들은 무작위 순서로 알림을 받는다.

 

실제 사용

• 이벤트 리스너
• Spring 이벤트 시스템
• Pub-Sub 메시징 시스템(Kafka, RabbitMQ)
• GUI 컴포넌트(React, Swing)