아키텍처 패턴 시리즈 5: 브로커 패턴 (Broker Pattern)

브로커 패턴(Broker Pattern)은 시스템의 컴포넌트들이 서로 통신할 때, 브로커 역할을 하는 중간 매개체가 메시지를 전달하거나 중계하는 구조이다.
복잡한 시스템에서 각 컴포넌트가 독립적으로 동작할 수 있도록 하고, 직접 통신이 아닌 중개를 통해 의존성을 줄일 수 있는 장점이 있다.

브로커 패턴의 필요성

브로커 패턴은 다양한 컴포넌트들이 서로 직접적인 연결 없이 효율적으로 통신할 때 유용하다.

1. 의존성 감소: 컴포넌트 간 결합도를 낮추어 유연성을 높인다.
2. 확장성: 브로커를 통해 컴포넌트를 쉽게 추가하거나 제거할 수 있다.
3. 단일화된 통신 관리: 메시지 전송, 프로세스 간 통신 등 다양한 방식의 통신을 브로커가 중개하여 관리할 수 있다.

브로커 패턴은 특히 분산 시스템, 메시지 큐, 원격 서비스 호출 등에서 자주 사용된다.

예시: 원격 서비스 호출 시스템

브로커는 클라이언트와 원격 서버 간의 통신을 중개하여, 클라이언트가 원격 서버의 위치와 무관하게 서비스를 요청할 수 있도록 한다.

브로커 패턴의 구조

1. Client (클라이언트): 서비스를 요청하는 주체이다.
2. Broker (브로커): 요청을 받아서 적절한 서버에 전달하고, 결과를 다시 클라이언트에게 전달한다.
3. Server (서버): 실제 요청을 처리하는 컴포넌트로, 브로커를 통해 요청을 받아 작업을 수행한다.
4. Request & Response (요청 및 응답): 클라이언트의 요청과 서버의 응답 데이터이다.

구조 다이어그램

  Client ---> Broker ---> Server
              <---       <---

브로커 패턴 동작 순서

1. 클라이언트가 브로커에 요청을 보낸다.
2. 브로커는 요청을 적절한 서버로 전달한다.
3. 서버는 요청을 처리하고, 결과를 브로커에게 반환한다.
4. 브로커는 서버의 응답을 클라이언트에게 전달한다.

브로커 패턴 예시

이번 예시에서는 클라이언트가 브로커를 통해 서버에 메시지를 요청하고, 브로커가 이를 중개하여 응답을 받는 시스템을 구현해보자.

Java로 브로커 패턴 구현하기

// Broker 클래스: 클라이언트의 요청을 받아서 서버에 전달하고, 응답을 클라이언트에 전달
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Broker {
    private Map<String, Server> servers = new HashMap<>();

    public void registerServer(String key, Server server) {
        servers.put(key, server);
    }

    public String processRequest(String serverKey, String request) {
        Server server = servers.get(serverKey);
        if (server != null) {
            return server.handleRequest(request);
        } else {
            return "해당 서버를 찾을 수 없습니다.";
        }
    }
}

// Server 인터페이스: 요청을 처리하는 서버가 구현해야 하는 메서드를 정의
public interface Server {
    String handleRequest(String request);
}

// ConcreteServer 클래스: 실제 요청을 처리하는 서버의 구현체
public class ConcreteServer implements Server {
    private String serverName;

    public ConcreteServer(String serverName) {
        this.serverName = serverName;
    }

    @Override
    public String handleRequest(String request) {
        return serverName + " 서버가 요청을 처리합니다: " + request;
    }
}

// Main 클래스: 브로커와 서버를 설정하고, 클라이언트 요청을 처리
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Broker broker = new Broker();

        Server server1 = new ConcreteServer("서버1");
        Server server2 = new ConcreteServer("서버2");

        broker.registerServer("server1", server1);
        broker.registerServer("server2", server2);

        String response1 = broker.processRequest("server1", "안녕하세요");
        String response2 = broker.processRequest("server2", "브로커 패턴 예제");

        System.out.println(response1); // 출력: 서버1 서버가 요청을 처리합니다: 안녕하세요
        System.out.println(response2); // 출력: 서버2 서버가 요청을 처리합니다: 브로커 패턴 예제
    }
}

코드 설명

1. Broker: Broker 클래스는 클라이언트의 요청을 받아서 적절한 서버에 전달하고, 응답을 클라이언트에 반환한다.
2. Server: Server 인터페이스는 서버가 구현할 handleRequest 메서드를 정의한다.
3. ConcreteServer: ConcreteServer는 실제 요청을 처리하는 서버의 구현체로, 요청을 받아서 응답을 생성한다.
4. Main: Broker에 서버들을 등록하고, 각 서버로 요청을 전달하여 응답을 처리한다.

출력 결과

서버1 서버가 요청을 처리합니다: 안녕하세요
서버2 서버가 요청을 처리합니다: 브로커 패턴 예제

브로커 패턴 활용

1. 메시지 큐 시스템: 클라이언트와 서버 간의 메시지를 큐에 저장하고 중개하는 시스템에서 활용된다.
2. 분산 컴퓨팅: 원격 서버들 간의 통신을 관리하며, 서비스 요청을 중개한다.
3. 비동기 서비스 호출: 브로커를 통해 비동기적으로 요청을 처리하여 응답을 관리할 수 있다.

브로커 패턴의 장점

1. 유연한 시스템 확장: 서버를 쉽게 추가하거나 교체할 수 있어 확장성이 높다.
2. 의존성 분리: 클라이언트와 서버가 직접 연결되지 않아 서로 독립적으로 개발 및 변경이 가능하다.
3. 통신 관리 효율성: 브로커가 모든 통신을 관리하므로 시스템의 복잡성을 줄일 수 있다.

브로커 패턴의 단점

1. 브로커 병목 현상: 브로커에 요청이 집중될 경우 병목 현상이 발생할 수 있다.
2. 단일 장애 지점: 브로커에 장애가 발생하면 전체 시스템이 영향을 받을 수 있다.
3. 추가 오버헤드: 중간 매개체인 브로커를 통해 통신하기 때문에 성능에 약간의 오버헤드가 발생한다.

마무리

브로커 패턴(Broker Pattern)은 컴포넌트 간 통신을 효율적으로 관리할 수 있어 확장성과 유지보수성이 높은 시스템을 설계할 때 유용하다.
컴포넌트가 독립적으로 동작하면서도 복잡한 통신을 필요로 할 때 유용하게 사용할 수 있다.

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