옵저버 패턴(Observer Pattern)

옵저버 패턴(Observer Pattern)은 행위(Behavioral) 패턴 중 하나로써 한 객체의 상태가 변화하면 객체에 상속되어 있는 다른 객체들에게 변화된 상태를 전달해주는 패턴이다.

​옵저버 패턴은 일대다 관계를 가진다.

​주로 분산된 시스템 간에 이벤트를 생성·발행(Publish)하고, 이를 수신(Subscribe)해야 할 때 이용한다.

​

Observer 영어 그대로 관찰자라고 생각하면 이해하기 쉽다. 한 객체를 Observer를 통해 관찰하다가 어떤 이벤트가 발생하면 이를 Observer를 통해 다른 객체들에게 알려주는 것이다.

​

옵저버 패턴의 구조는 다음과 같다.

• Subject : Observable이라고도 부르며 이벤트가 발생하는 객체, Observer의 리스트를 가지고 있음, Observer의 등록/해제 메서드를 이용하여 Subject을 등록/해제할 수 있음
• ​Observer : Subject의 이벤트를 관찰하는 대상, 이벤트가 발생하면 연결된 하위 대상들에게 알려줌
• ​ConcreteObserver : 각자의 역할을 수행하면서 Observer를 통해 Subject의 이벤트를 감지

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유튜브의 구독 알람을 예시로 옵저버 패턴을 이해해보자.

​A라는 유튜버 채널이 있다고 하자. 이 채널은 다수의 사람들이 구독하고 있을 것이다.

​A라는 유튜버가 새로운 영상을 업로드하였다고 하자. 아무런 기능이 없다면 구독자는 매번 유튜버의 채널을 들어가서 확인해야 하는 번거로운 상황이 발생한다.

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하지만 유튜브는 구독과 알림이라는 기능을 통해 구독자에게 새로운 영상이 업로드되었다는 것을 알려준다. 이 기능을 통해 구독자는 일일이 확인할 필요가 없어진다.

​이때 구독자에게 알려주는 역할을 하는 친구가 바로 옵저버(Observer)이다.

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그렇다면 이러한 동작 과정을 옵저버 패턴을 이용해서 구현해보자.

​먼저 Subject 인터페이스이다. Observer를 등록/해제하는 기능과 어떤 이벤트가 발생했을 때 Observers들에게 알려주는 기능을 가진다.

public interface Subject {
	public void registerObserver(Observer observer);
	public void unregisterObserver(Observer observer);
	public void notifyObservers(String msg);
}

다음으로 Youtuber 클래스이다. Observer들을 관리해 줄 List를 하나 가지고 있으며 Subject 인터페이스의 기능들을 구현해준다.

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class YouTuber implements Subject {
	private List<Observer> subscriberList;
	
	public YouTuber() {
		subscriberList = new ArrayList<>();
	}
	
	@Override
	public void registerObserver(Observer observer) {
		subscriberList.add(observer);
	}

	@Override
	public void unregisterObserver(Observer observer) {
		subscriberList.remove(observer);
	}

	@Override
	public void notifyObservers(String msg) {
		for (Observer observer : subscriberList) {
			observer.notifySubscriber(msg);
		}
	}
}

다음으로 Observer 인터페이스이다. 자신을 구현한 하위 클래스들에게 Subject의 이벤트를 알려주는 기능을 가진다.

public interface Observer {
	public void notifySubscriber(String msg);
}

마지막으로 Subscriber 클래스이다. Observer 인터페이스를 구현하여 이벤트를 감지한다.

public class SubscriberA implements Observer {

	@Override
	public void notifySubscriber(String msg) {
		System.out.println(this.getClass() + " : " + msg);
	}
}

public class SubscriberB implements Observer {

	@Override
	public void notifySubscriber(String msg) {
		System.out.println(this.getClass() + " : " + msg);
	}
}

Main 클래스에서 youtuber에게 두 명의 구독자를 등록한 후 새로운 영상이 업로드되었다고 알려주면 Observer가 구독자들에게 이를 알려준다.

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		YouTuber youTuber = new YouTuber();
		Observer subscriberA = new SubscriberA();
		Observer subscriberB = new SubscriberB();
		
		System.out.println("subscriberA 구독 등록");
		youTuber.registerObserver(subscriberA);
		System.out.println("subscriberB 구독 등록");
		youTuber.registerObserver(subscriberB);
		
		youTuber.notifyObservers("New Video Upload!");
	}
}

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사실 Java에는 옵저버 패턴의 기능을 수행해주는 Observer 인터페이스와 Observable 클래스가 구현되어 있다.

​즉, 직접 구현하지 않고 이들을 활용하여 다음과 같이 옵저버 패턴을 사용할 수 있다.

먼저 Observable 클래스를 상속받는 Youtuber 클래스이다.

import java.util.Observable;

public class YouTuber extends Observable {
	
	public void notifyEvent(String msg) {
		setChanged(); //동기화를 위해 setChanged()를 실행해야지만 notifyObservers()가 실행됨
		notifyObservers(msg);
	}
}

여기서 주의해야 할 점은 notifyObservers() 메서드를 직접 호출하는 것이 아닌 별도의 메서드를 하나 구현하여 내부에서 호출하도록 한 것이다.

​이처럼 구현하는 이유는 setChanged() 메서드 때문이다. Observable 클래스는 동기화를 위해 changed 변수가 true 일 때만 notifyObservers() 메서드가 호출된다.

다음으로 Observer 인터페이스를 구현하는 Subscriber 클래스이다. Observer 인터페이스의 update() 메서드를 재정의하여 사용한다.

import java.util.Observable;
import java.util.Observer;

public class SubscriberA implements Observer {

	@Override
	public void update(Observable o, Object arg) {
		System.out.println(this.getClass() + " : " + arg);
	}
}

public class SubscriberB implements Observer {

	@Override
	public void update(Observable o, Object arg) {
		System.out.println(this.getClass() + " : " + arg);
	}
}

Main에서 실행한 결과를 보면 이전의 방식과 동일한 결과를 얻는 것을 확인할 수 있다.

import java.util.Observer;

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		YouTuber youTuber = new YouTuber();
		Observer subscriberA = new SubscriberA();
		Observer subscriberB = new SubscriberB();
		
		System.out.println("subscriberA 구독 등록");
		youTuber.addObserver(subscriberA);
		System.out.println("subscriberB 구독 등록");
		youTuber.addObserver(subscriberB);
		
		youTuber.notifyEvent("New Video Upload!");
	}
}

이처럼 옵저버 패턴을 직접 구현할 수도 있지만 Java에서 제공하는 기능으로 옵저버 패턴을 사용할 수도 있다.

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두 방식을 설명한 이유는 각 방식이 장단점이 존재하기 때문이다.

​Java에서는 다중 상속을 금지한다. 후자의 방식은 인터페이스가 아닌 클래스로 구현되어 있기 때문에 다중 상속이 허용되지 않는다. 반면 전자의 방식은 입맛에 따라 인터페이스로 구현할 수 있기 때문에 다중 상속이 허용된다.

​하지만 전자의 방식은 직접 구현해야 한다는 까다로운 단점이 존재한다. 직접 클래스와 인터페이스를 만들어줘야 하며 동기화 같은 문제들도 처리해 줘야 한다.

​따라서 상황에 따라 두 방식을 적절히 사용해야 할 것이다.