디자인 패턴 시리즈 10: 명령 패턴 (Command Pattern)

명령 패턴(Command Pattern)은 요청을 객체로 변환하여 호출자(Invoker)와 수신자(Receiver)를 분리하는 디자인 패턴이다.
호출자는 구체적으로 어떤 작업이 수행될지 알 필요가 없으며, 그저 요청을 명령 객체로 만들어서 전달할 수 있다.
이를 통해 요청의 실행, 취소, 대기 등의 작업을 객체로 캡슐화하고 처리할 수 있게 된다.

명령 패턴의 필요성

보통 프로그램은 클라이언트(호출자)가 수신자에게 특정 작업을 요청한다.
그런데 호출자가 수신자와 긴밀히 연결되어 있으면 유지보수가 어려워질 수 있다.
또한 요청의 실행이나 취소를 쉽게 처리하고자 할 때, 요청 자체를 독립적인 객체로 관리하는 것이 유용하다.

명령 패턴을 사용하면 다음과 같은 장점을 얻을 수 있다:

요청 자체를 객체로 관리할 수 있어, 다양한 요청을 큐에 저장하거나 실행을 지연하는 것이 가능하다.
요청의 취소 및 재실행이 가능해진다.
호출자와 수신자를 분리하여 코드의 유연성을 높일 수 있다.

예시: 스마트 홈 시스템

스마트 홈 시스템에서 여러 장치를 제어하는 경우, 각 장치에 대한 명령을 객체로 변환하여 호출자와 수신자를 분리할 수 있다.
예를 들어, 전등을 켜고 끄는 작업이나, 에어컨을 켜고 끄는 작업을 명령 객체로 캡슐화하여 단일 인터페이스로 관리할 수 있다.

명령 패턴의 구조

Command 인터페이스: 모든 명령 객체가 구현해야 하는 공통 인터페이스로, execute() 메서드를 포함한다.
ConcreteCommand: 구체적인 명령을 정의하며, Command 인터페이스를 구현한다. 이 클래스는 수신자(Receiver) 객체와 연관되며, 그 객체에서 실제 작업이 수행된다.
Invoker: 명령 객체를 실행시키는 주체로, 요청을 전달하는 역할을 한다.
Receiver: 실제로 작업을 수행하는 객체이다. ConcreteCommand는 Receiver와 연관되어 그 작업을 수행한다.
Client: 명령 객체를 생성하고, 그것을 Invoker에게 전달하는 역할을 한다.

구조 다이어그램

Client
   └─ Invoker
        └─ Command (인터페이스)
               ├─ ConcreteCommand1
               └─ ConcreteCommand2
Receiver
   └─ 구체적인 작업 수행

명령 패턴 동작 순서

클라이언트(Client)는 명령 객체(Command)를 생성하고, 이를 호출자(Invoker)에게 전달한다.
호출자(Invoker)는 전달받은 명령 객체에 대해 execute() 메서드를 호출하여, 명령을 실행한다.
명령 객체는 수신자(Receiver)에게 작업을 요청하고, 실제 작업은 수신자가 수행한다.

명령 패턴 예시 (Command Pattern)

스마트 홈 시스템에서 전등을 켜고 끄는 명령을 관리하는 예시를 통해 명령 패턴을 이해해보자.

Java로 명령 패턴 구현하기

// Command 인터페이스
interface Command {
    void execute();
}

// Receiver: 실제로 작업을 수행하는 전등 클래스
class Light {
    public void turnOn() {
        System.out.println("전등이 켜졌습니다.");
    }

    public void turnOff() {
        System.out.println("전등이 꺼졌습니다.");
    }
}

// ConcreteCommand: 전등을 켜는 명령
class TurnOnLightCommand implements Command {
    private Light light;

    public TurnOnLightCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        light.turnOn();
    }
}

// ConcreteCommand: 전등을 끄는 명령
class TurnOffLightCommand implements Command {
    private Light light;

    public TurnOffLightCommand(Light light) {
        this.light = light;
    }

    @Override
    public void execute() {
        light.turnOff();
    }
}

// Invoker: 명령을 실행하는 호출자
class RemoteControl {
    private Command command;

    public void setCommand(Command command) {
        this.command = command;
    }

    public void pressButton() {
        command.execute();
    }
}

// 클라이언트 코드
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 수신자(Receiver)
        Light light = new Light();

        // 명령 객체 생성
        Command turnOn = new TurnOnLightCommand(light);
        Command turnOff = new TurnOffLightCommand(light);

        // 호출자(Invoker)
        RemoteControl remote = new RemoteControl();

        // 전등 켜기
        remote.setCommand(turnOn);
        remote.pressButton(); // 출력: 전등이 켜졌습니다.

        // 전등 끄기
        remote.setCommand(turnOff);
        remote.pressButton(); // 출력: 전등이 꺼졌습니다.
    }
}

코드 설명

Command 인터페이스: execute() 메서드를 정의하여 명령 객체들이 이를 구현하도록 한다.
Light (Receiver): 실제 작업을 수행하는 전등 객체로, 전등을 켜고 끄는 기능을 제공한다.
TurnOnLightCommand와 TurnOffLightCommand (ConcreteCommand): 각각 전등을 켜고 끄는 명령 객체로, execute() 메서드를 통해 Light 객체의 동작을 호출한다.
RemoteControl (Invoker): 명령 객체를 설정하고, 버튼을 눌러 명령을 실행하는 호출자 역할을 한다.

출력 결과

전등이 켜졌습니다.
전등이 꺼졌습니다.

명령 패턴의 장점

호출자와 수신자의 분리: 호출자는 수신자가 무엇을 어떻게 수행하는지 알 필요가 없으므로, 호출자와 수신자가 느슨하게 결합된다.
확장성: 새로운 명령을 쉽게 추가할 수 있다. 예를 들어, 에어컨을 켜고 끄는 명령을 추가하려면 AirConditioner 수신자와 새로운 명령 클래스만 추가하면 된다.
요청의 큐 관리 및 실행 취소: 명령 객체는 큐에 저장하거나 실행 취소(Undo) 작업을 쉽게 구현할 수 있다.

명령 패턴의 단점

클래스의 수 증가: 명령마다 별도의 클래스가 필요하므로, 명령의 종류가 많아질수록 클래스가 늘어날 수 있다.
복잡성 증가: 명령을 캡슐화하는 과정에서 코드의 복잡성이 다소 증가할 수 있다.

마무리

명령 패턴은 요청을 캡슐화하여 호출자와 수신자를 분리하고, 요청의 실행, 취소, 큐 관리 등을 유연하게 처리할 수 있는 패턴이다.
이 패턴은 단일 명령을 독립적으로 관리해야 할 때, 또는 여러 명령을 조합하여 복합 명령을 처리해야 할 때 매우 유용하다.

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