프록시 패턴
프록시(Proxy) 는 대리자 라는 뜻입니다. 실생활서의 의미처럼 프로그램에서의 프록시도 누군가에게 어떤 일을 대신 시키는 것 이란 의미를 가지고 있습니다.
때때로 우리는 객체에 대한 액세스를 제어하는 기능을 필요합니다. 예를 들어 무겁고 많은 자원을 필요로 하는 클래스의 한두가지 메소드만 사용해야 하더라도 생성자로 전체 클래스를 인스턴스화 합니다. 이 시점에 프록시 패턴을 사용할 수 있습니다. 무거운 객체가 상속하고 있는 인터페이스를 상속하는 가벼운 객체를 하나 만드는 방식입니다. 이때 가벼운 객체를 프록시 라고 하며 우리는 이 가벼운 객체를 인스턴스화하여 사용하고 실제 무거운 행위를 하는 메소드는 정말 그 메소드가 필요한 시점에 호출할 것입니다.
적용 가능한 경우
- 지연 초기화(가상 프록시) - 가끔 필요하지만 항상 메모리에 적재되어 있는 무거운 서비스 객체가 있는 경우
- 서비스가 시작될 때 객체를 생성하는 대신에 객체 초기화가 실제로 필요한 시점에 초기화될수 있도록 지연할 수 있습니다.
- 액세스 제어(보호 프록시) - 특정 클라이언트만 서비스 객체에 접근 가능하도록 하려는 경우
- 프록시 객체를 통해 클라이언트의 자격 증명이 기준과 일치하는 경우에만 서비스 객체에 요청을 전달할 수 있습니다.
- 원격 서비스의 로컬 실행(리모트 프록시) - 서비스 객체가 원격 서버에 위치해 있는 경우
- 프록시 객체는 네트워크를 통해 클라이언트의 요청을 전달하여 네트워크와 관련된 불필요한 작업들을 처리하고 결과값만 반환합니다.
- 로깅 요청(로깅 프록시) - 서비스 객체에 대한 기록을 유지하려는 경우
- 프록시 객체는 서비스 객체에 요청을 전달하기 요청을 기록할 수 있습니다.
- 캐싱 요청 결과(캐싱 프록시) - 서비스 객체의 결과값이 큰 경우 프록시는 클라이언트 요청의 결과를 캐싱하고 이 캐시의 수명 주기를 관리해야 하는 경우
- 프록시는 항상 동일한 결과를 생성하는 반복 요청에 대해 캐싱을 구현할 수 있습니다. 또 클라이언트 요청의 매개변수를 캐시 키로 사용할 수 있습니다.
- 스마트 참조 - 무거운 객체를 사용하는 클라이언트가 없을 때 메모리에서 해제해야 하는 경우
- 프록시는 서비스 객체의 결과에 대한 참조를 얻은 클라이언트를 추저할 수 있습니다. 때때로 프록시는 클라이언트로 넘어와 아직 클라이언트가 활성 상태인지 확인합니다. 만약 클라이언트의 리스트가 비어있을 경우 프록시는 서비스 객체를 종료하고 불필요한 시스템 자원을 메모리에서 해제할 수 있습니다.
장단점
장점
- 클라이언트가 알지 못하는 상태에서 서비스 객체를 제어할 수 있습니다.
- 클라이언트가 신경쓰지 않을 때 서비스 객채의 생명 주기를 관리할 수 있습니다.
- 프록시는 서비스 객체가 준비되지 않았거나 사용할 수 없을때도 작동합니다.
- OCP(개방-폐쇄 원칙)에 따라 서비스나 클라이언트를 변경하지 않고 새 프록시를 생성할 수 있습니다.
단점
- 많은 프록시 클래스를 생성해야 하므로 코드가 더 복잡해질 수 있습니다.
- 프록시 클래스 자체에 들어가는 자원이 많다면 서비스로부터의 응답이 오히려 늦어질 수 있습니다.
예제
이미지 뷰어 프로그램을 만들어보겠습니다. 이미지 뷰어는 다음과 같은 동작을 수행합니다.
이미지 뷰어는 고해상도의 이미지를 불러와 사용자에게 보여줘야 합니다. 사용자가 목록에서 이미지를 선택하기 전까지 실제 이미지를 표시할 필요는 없습니다.
다음 코드는 이미지 인터페이스 입니다. 이미지를 렌더링하기 위해 구현체가 구현해야 하는 추상메소드 showImage()가 있습니다.
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public interface Image {
void showImage();
}
다음 코드는 우리가 현재 사용하고 있는 이미지 인터페이스의 구현체입니다. 디스크에서 고해상도 이미지를 불러와 메모리에 적재하고 showImage()가 호출되면 화면에 렌더링 합니다.
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public class HighResolutionImage implements Image {
public HighResolutionImage(String path) {
loadImage(path);
}
private void loadImage(String path) {
// 이미지를 디스크에서 불러와 메모리에 적재
// 작업 자체가 무겁고 많은 자원을 필요로함
}
@Override
public void showImage() {
// 이미지를 화면에 렌더링
}
}
다음 코드는 이미지 뷰어 메인 클래스입니다.
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public class ImageViewer {
public static void main(String[] args) {
Image highResolutionImage1 = new HighResolutionImage("highResolutionImage1");
Image highResolutionImage2 = new HighResolutionImage("highResolutionImage2");
Image highResolutionImage3 = new HighResolutionImage("highResolutionImage3");
highResolutionImage2.showImage();
}
}
사용자가 3개의 이미지가 있는 폴더를 선택하였습니다. 사용자가 어떤 이미지를 선택할지 몰라 모든 이미지를 인스턴스화 하였습니다. 실제로는 highResolutionImage2 만 사용자에게 보여줘야 함에도 불구하고 HighResolutionImage 클래스의 생성자에 의해 모든 이미지는 loadImage() 메소드를 호출하게 됩니다. 이 시점에서 불필요한 자원낭비가 발생하였습니다.
자, 이제 이미지 인터페이스를 구현하는 가벼운 프록시 클래스를 만들어보겠습니다.
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public class ImageProxy implements Image {
private String path;
private Image proxyImage;
public ImageProxy(String path) {
this.path = path;
}
@Override
public void showImage() {
proxyImage = new HighResolutionImage(path);
proxyImage.showImage();
}
}
이 클래스는 showImage() 메소드가 호출되는 시점에 HighResolutionImage 클래스를 인스턴스화 합니다.
이미지 뷰어 메인 클래스의 코드를 변경하겠습니다.
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public class ImageViewer {
public static void main(String[] args) {
Image proxyHighResolutionImage1 = new ImageProxy("highResolutionImage1");
Image proxyHighResolutionImage2 = new ImageProxy("highResolutionImage2");
Image proxyHighResolutionImage3 = new ImageProxy("highResolutionImage3");
proxyHighResolutionImage1.showImage();
}
}
객체의 타입은 Image 로 동일하지만 HighResolutionImage 클래스 대신 ImageProxy 객체로 인스턴스화 하였습니다.
첫번째 메인 클래스의 경우와는 다르게 객체를 인스턴스화 하는 시점에 HighResolutionImage 클래스의 loadImage() 메소드를 호출하지 않습니다. proxyHighResolutionImage1.showImage()를 호출하는 시점에 loadImage() 메소드를 호출하게 됩니다. 실제 메소드를 호출하는 시점에 메모리 적재가 이루어지기 때문에 불필요한 자원낭비가 발생하지 않게 됩니다.
결론
프록시 패턴은 많은 곳에서 쓰이고 있습니다. 핵심은 클라이언트 -> 프록시 -> 실제 객체 로 구성된 구조라는 점입니다. 매우 간단한 패턴이지만 자칫 잘못하면 불필요한 코드로 오히려 복잡해 질수 있으니 적재적소에 활용하는 편일 좋을것 같습니다.
참조
https://refactoring.guru/design-patterns/proxy https://www.oodesign.com/proxy-pattern.html