Deep Dive Into Design Patterns - 상태 패턴

 

💡 상태(State) 패턴이란?

객체의 내부 상태가 변경될 때 해당 객체가 그의 행동을 변경할 수 있도록 하는 행동 디자인 패턴입니다. 객체가 행동을 변경할 때 객체가 클래스를 변경한 것처럼 보일 수 있습니다. 즉, 상태를 조건문으로 검사해서 행위를 달리하는 것이 아닌, 상태를 객체화 하여 상태가 행동을 할 수 있도록 위임하는 패턴을 말합니다.

 

전략 패턴(Strategy Pattern)이 '전략 알고리즘'을 클래스로 표현한 패턴이라면, 상태 패턴(State Pattern)은 '객체 상태'를 클래스로 표현한 패턴이라고 보면 됩니다. 따라서 상태 패턴의 클래스 다이어그램을 보면 전략 패턴과 매우 유사합니다. 그러나, 상태 패턴에서의 특정 상태들은 서로를 인식하고 한 상태에서 다른 상태로 전이를 시작할 수 있지만 전략들은 거의 대부분 서로에 대해 알지 못한다는 것입니다.

 

💡 클래스 다이어그램으로 본 상태 패턴

1. Context : State를 이용하는 시스템으로, 시스템 상태를 나타내는 State 객체를 합성(composition)하여 가지고 있습니다. 클라이언트로부터 요청받으면 State 객체에 행위 실행을 위임합니다.
2. State Interface : 상태를 추상화한 인터페이스로, 상태별 메서드들을 선언합니다. State 역할로 결정되는 인터페이스(API)를 구체적으로 구현하고, 다음 상태가 결정되면 Context에 상태 변경을 요청하는 역할도 합니다.
3. Concrete State : 상태별 메서드들에 대한 자체적인 구현을 제공합니다.

 

💡 상태 패턴 구현

interface AbstractState {
    void requestHandle(Context cxt);
}

class ConcreteStateA implements AbstractState {
    @Override
    public void requestHandle(Context cxt) {}
}

class ConcreteStateB implements AbstractState {
    @Override
    public void requestHandle(Context cxt) {
        // 상태에서 동작을 실행한 후 바로 다른 상태로 바꾸기도 함
        // 예를 들어 전원 on 상태에서 끄기 동작을 실행한후 객체 상태를 전원 off로 변경 하듯이
        cxt.setState(ConcreteStateC.getInstance());
    }
}

class ConcreteStateC implements AbstractState {
    @Override
    public void requestHandle(Context cxt) {}
}

class Context {
    AbstractState state; // composition

    void setState(AbstractState state) {
        this.state = state;
    }

    // 상태에 의존한 처리 메소드로서 state 객체에 처리를 위임함
    void request() {
        state.requestHandle(this);
    }
}

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Context context = new Context();

        // 1. StateA 상태 설정
        context.setState(new ConcreteStateA());

        // 2. 현재 StateA 상태에 맞는 메소드 실행
        context.request();

        // 3. StateB 상태 설정
        context.setState(new ConcreteStateB());

        // 4. StateB 상태에서 또다른 StateC 상태로 변경
        context.request();

        // 5. StateC 상태에 맞는 메소드 실행
        context.request();
    }
}

 

💡 마무리

상태 패턴은

1. 객체의 행동(메서드)가 상태(state)에 따라 각기 다른 동작을 할 때
2. 상태들의 수가 많을 때
3. 상태별 코드가 자주 변경될 때
4. 상태 및 전환에 걸쳐 대규모 조건 분기 코드와 중복 코드가 많을 때
5. 런타임에 객체의 상태를 유동적으로 변경해야 할 때

에 사용할 수 있습니다.

 

상태 패턴을 사용하면, 상태(State)에 따른 동작을 개별 클래스로 옮겨서 관리 할 수 있고,상태(State)와 관련된 모든 동작을 각각의 상태 클래스에 분산시킴으로써, 코드 복잡도를 줄일 수 있습니다. 특정 상태와 관련된 코드를 별도의 클래스로 구성하므로 SRP를 준수하고, 기존 State 클래스나 컨텍스트를 변경하지 않고 새 State를 도입할 수 있으므로 OCP를 준수합니다.

 

상태 패턴

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