[Design Pattern] Facade - 퍼사드 패턴

퍼사드 패턴(Facade Pattern)은 복잡한 서브시스템에 대한 단순화된 인터페이스를 제공하는 구조적 디자인 패턴이다. 건물의 정면(Facade)처럼, 복잡한 내부 구조를 숨기고 깔끔한 외관만 보여주는 역할을 한다. 클라이언트는 서브시스템의 복잡한 상호작용을 알 필요 없이 퍼사드를 통해 간단하게 기능을 사용할 수 있다.

개요

퍼사드 패턴의 정의

퍼사드 패턴은 라이브러리, 프레임워크 또는 복잡한 클래스 집합에 대한 단순화된 인터페이스를 제공한다. 서브시스템의 복잡성을 하나의 클래스 뒤로 숨겨서, 클라이언트가 쉽게 사용할 수 있도록 한다.

패턴의 필요성 및 사용 사례

퍼사드 패턴은 다음과 같은 상황에서 유용하다:

복잡한 서브시스템 단순화: 많은 클래스와 상호작용이 필요한 작업을 하나의 메서드로 제공
레이어 분리: 시스템을 레이어로 구분하고, 레이어 간 통신을 위한 진입점 제공
레거시 코드 래핑: 복잡하거나 설계가 좋지 않은 레거시 코드에 깔끔한 인터페이스 제공
의존성 감소: 클라이언트와 서브시스템 간의 직접적인 의존성을 줄임

패턴의 장점과 단점

장점	단점
서브시스템과 클라이언트 간 결합도 감소	퍼사드가 모든 클래스와 결합될 수 있음 (God Object)
복잡한 작업을 간단하게 수행 가능	서브시스템의 모든 기능을 제공하지 못할 수 있음
클라이언트 코드의 가독성 향상	추가적인 추상화 레이어로 인한 오버헤드
서브시스템 변경 시 영향 최소화	과도한 단순화로 유연성이 제한될 수 있음

퍼사드 패턴의 구성 요소

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│     Client      │
└────────┬────────┘
         │
         │ uses
         ▼
┌─────────────────────────────────────┐
│            Facade                   │
├─────────────────────────────────────┤
│ + operation()                       │
│   ├── subsystem1.method()           │
│   ├── subsystem2.method()           │
│   └── subsystem3.method()           │
└─────────────────────────────────────┘
         │
         │ delegates to
         ▼
┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                   Subsystem                         │
│  ┌───────────┐  ┌───────────┐  ┌───────────┐       │
│  │ Class A   │  │ Class B   │  │ Class C   │  ...  │
│  └───────────┘  └───────────┘  └───────────┘       │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

1. Facade (퍼사드)

서브시스템의 기능을 감싸는 단순화된 인터페이스 제공
클라이언트의 요청을 적절한 서브시스템 객체에 위임
서브시스템 클래스들의 생명주기를 관리할 수도 있음

2. Subsystem Classes (서브시스템 클래스들)

실제 기능을 구현하는 클래스들
퍼사드의 존재를 모르며, 서로 직접 통신
독립적으로도 사용 가능

3. Client (클라이언트)

퍼사드를 통해 서브시스템의 기능을 사용
서브시스템의 복잡한 구조를 알 필요 없음

구현 예제

Python 예제 - 홈 시어터 시스템

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# 42jerrykim.github.io에서 더 많은 정보를 확인 할 수 있다

# 서브시스템 클래스들
class Amplifier:
    def on(self):
        print("앰프 전원 ON")
    
    def off(self):
        print("앰프 전원 OFF")
    
    def set_volume(self, level: int):
        print(f"앰프 볼륨 설정: {level}")
    
    def set_surround_sound(self):
        print("앰프 서라운드 사운드 모드 설정")

class DVDPlayer:
    def on(self):
        print("DVD 플레이어 전원 ON")
    
    def off(self):
        print("DVD 플레이어 전원 OFF")
    
    def play(self, movie: str):
        print(f"DVD 재생: {movie}")
    
    def stop(self):
        print("DVD 정지")
    
    def eject(self):
        print("DVD 꺼냄")

class Projector:
    def on(self):
        print("프로젝터 전원 ON")
    
    def off(self):
        print("프로젝터 전원 OFF")
    
    def wide_screen_mode(self):
        print("프로젝터 와이드스크린 모드")

class TheaterLights:
    def dim(self, level: int):
        print(f"조명 밝기 조절: {level}%")
    
    def on(self):
        print("조명 ON")

class Screen:
    def down(self):
        print("스크린 내림")
    
    def up(self):
        print("스크린 올림")

class PopcornPopper:
    def on(self):
        print("팝콘 기계 ON")
    
    def off(self):
        print("팝콘 기계 OFF")
    
    def pop(self):
        print("팝콘 튀기는 중...")

# Facade 클래스
class HomeTheaterFacade:
    """홈 시어터 시스템을 위한 간단한 인터페이스 제공"""
    
    def __init__(self):
        self.amp = Amplifier()
        self.dvd = DVDPlayer()
        self.projector = Projector()
        self.lights = TheaterLights()
        self.screen = Screen()
        self.popper = PopcornPopper()
    
    def watch_movie(self, movie: str):
        """영화 시청을 위한 모든 준비를 한 번에 수행"""
        print("=== 영화 시청 준비 ===")
        self.popper.on()
        self.popper.pop()
        self.lights.dim(10)
        self.screen.down()
        self.projector.on()
        self.projector.wide_screen_mode()
        self.amp.on()
        self.amp.set_surround_sound()
        self.amp.set_volume(5)
        self.dvd.on()
        self.dvd.play(movie)
        print("=== 영화를 즐기세요! ===\n")
    
    def end_movie(self):
        """영화 종료 후 모든 장비 정리"""
        print("=== 영화 종료 ===")
        self.popper.off()
        self.lights.on()
        self.screen.up()
        self.projector.off()
        self.amp.off()
        self.dvd.stop()
        self.dvd.eject()
        self.dvd.off()
        print("=== 정리 완료 ===")

# 사용 예제
if __name__ == "__main__":
    # 퍼사드 없이 사용하면 복잡함
    # amp.on(); amp.set_surround_sound(); projector.on(); ...
    
    # 퍼사드를 사용하면 간단함
    home_theater = HomeTheaterFacade()
    home_theater.watch_movie("인셉션")
    print()
    home_theater.end_movie()

Java 예제 - 컴퓨터 시작 시스템

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// 서브시스템 클래스들
class CPU {
    public void freeze() {
        System.out.println("CPU: 프로세스 중단");
    }
    
    public void jump(long position) {
        System.out.println("CPU: 메모리 위치 " + position + "로 점프");
    }
    
    public void execute() {
        System.out.println("CPU: 명령 실행 중...");
    }
}

class Memory {
    public void load(long position, byte[] data) {
        System.out.println("Memory: 위치 " + position + "에 데이터 로드");
    }
}

class HardDrive {
    public byte[] read(long lba, int size) {
        System.out.println("HardDrive: 섹터 " + lba + "에서 " + size + " 바이트 읽기");
        return new byte[size];
    }
}

class GraphicsCard {
    public void initialize() {
        System.out.println("GraphicsCard: 초기화");
    }
    
    public void display(String message) {
        System.out.println("GraphicsCard: '" + message + "' 화면에 표시");
    }
}

class Fan {
    public void start() {
        System.out.println("Fan: 냉각 팬 시작");
    }
    
    public void stop() {
        System.out.println("Fan: 냉각 팬 정지");
    }
}

// Facade 클래스
class ComputerFacade {
    private static final long BOOT_ADDRESS = 0x00000000L;
    private static final long BOOT_SECTOR = 0L;
    private static final int SECTOR_SIZE = 512;
    
    private CPU cpu;
    private Memory memory;
    private HardDrive hardDrive;
    private GraphicsCard graphicsCard;
    private Fan fan;
    
    public ComputerFacade() {
        this.cpu = new CPU();
        this.memory = new Memory();
        this.hardDrive = new HardDrive();
        this.graphicsCard = new GraphicsCard();
        this.fan = new Fan();
    }
    
    public void start() {
        System.out.println("=== 컴퓨터 시작 ===");
        fan.start();
        graphicsCard.initialize();
        cpu.freeze();
        byte[] bootData = hardDrive.read(BOOT_SECTOR, SECTOR_SIZE);
        memory.load(BOOT_ADDRESS, bootData);
        cpu.jump(BOOT_ADDRESS);
        cpu.execute();
        graphicsCard.display("시스템 준비 완료!");
        System.out.println("=== 부팅 완료 ===\n");
    }
    
    public void shutdown() {
        System.out.println("=== 컴퓨터 종료 ===");
        graphicsCard.display("시스템을 종료합니다...");
        cpu.freeze();
        fan.stop();
        System.out.println("=== 종료 완료 ===");
    }
}

// 사용 예제
public class FacadeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ComputerFacade computer = new ComputerFacade();
        
        // 복잡한 부팅 과정을 한 줄로 수행
        computer.start();
        
        // 종료도 간단하게
        computer.shutdown();
    }
}

C# 예제 - 온라인 쇼핑 주문 시스템

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// 42jerrykim.github.io에서 더 많은 정보를 확인 할 수 있다

using System;

// 서브시스템 클래스들
public class InventoryService
{
    public bool CheckStock(string productId, int quantity)
    {
        Console.WriteLine($"재고 확인: {productId} x {quantity}");
        return true; // 재고 있음으로 가정
    }
    
    public void ReserveStock(string productId, int quantity)
    {
        Console.WriteLine($"재고 예약: {productId} x {quantity}");
    }
}

public class PaymentService
{
    public bool ProcessPayment(string cardNumber, decimal amount)
    {
        Console.WriteLine($"결제 처리: {amount:C} (카드: {MaskCardNumber(cardNumber)})");
        return true; // 결제 성공으로 가정
    }
    
    private string MaskCardNumber(string cardNumber)
    {
        return "****-****-****-" + cardNumber.Substring(cardNumber.Length - 4);
    }
}

public class ShippingService
{
    public string CreateShipment(string address, string productId)
    {
        string trackingNumber = Guid.NewGuid().ToString().Substring(0, 8).ToUpper();
        Console.WriteLine($"배송 생성: {productId} -> {address}");
        Console.WriteLine($"운송장 번호: {trackingNumber}");
        return trackingNumber;
    }
}

public class NotificationService
{
    public void SendEmail(string email, string subject, string body)
    {
        Console.WriteLine($"이메일 발송: {email}");
        Console.WriteLine($"제목: {subject}");
    }
    
    public void SendSMS(string phone, string message)
    {
        Console.WriteLine($"SMS 발송: {phone}");
    }
}

public class OrderLoggingService
{
    public void LogOrder(string orderId, string status)
    {
        Console.WriteLine($"[LOG] 주문 {orderId}: {status} - {DateTime.Now}");
    }
}

// Facade 클래스
public class OrderFacade
{
    private readonly InventoryService _inventory;
    private readonly PaymentService _payment;
    private readonly ShippingService _shipping;
    private readonly NotificationService _notification;
    private readonly OrderLoggingService _logging;
    
    public OrderFacade()
    {
        _inventory = new InventoryService();
        _payment = new PaymentService();
        _shipping = new ShippingService();
        _notification = new NotificationService();
        _logging = new OrderLoggingService();
    }
    
    public bool PlaceOrder(
        string productId, 
        int quantity, 
        string cardNumber, 
        decimal amount,
        string shippingAddress,
        string email,
        string phone)
    {
        string orderId = Guid.NewGuid().ToString().Substring(0, 8).ToUpper();
        Console.WriteLine($"\n=== 주문 처리 시작: {orderId} ===\n");
        
        // 1. 재고 확인
        if (!_inventory.CheckStock(productId, quantity))
        {
            _logging.LogOrder(orderId, "재고 부족으로 실패");
            return false;
        }
        
        // 2. 재고 예약
        _inventory.ReserveStock(productId, quantity);
        
        // 3. 결제 처리
        if (!_payment.ProcessPayment(cardNumber, amount))
        {
            _logging.LogOrder(orderId, "결제 실패");
            return false;
        }
        
        // 4. 배송 생성
        string trackingNumber = _shipping.CreateShipment(shippingAddress, productId);
        
        // 5. 알림 발송
        _notification.SendEmail(email, "주문 확인", $"주문이 완료되었습니다. 운송장: {trackingNumber}");
        _notification.SendSMS(phone, $"주문완료! 운송장: {trackingNumber}");
        
        // 6. 로깅
        _logging.LogOrder(orderId, "주문 완료");
        
        Console.WriteLine($"\n=== 주문 처리 완료: {orderId} ===\n");
        return true;
    }
}

// 사용 예제
public class Program
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        OrderFacade orderFacade = new OrderFacade();
        
        // 퍼사드를 사용하면 복잡한 주문 프로세스를 한 번의 호출로 처리
        bool success = orderFacade.PlaceOrder(
            productId: "LAPTOP-001",
            quantity: 1,
            cardNumber: "1234567890123456",
            amount: 1500000m,
            shippingAddress: "서울시 강남구 테헤란로 123",
            email: "customer@example.com",
            phone: "010-1234-5678"
        );
        
        Console.WriteLine(success ? "주문이 성공적으로 처리되었습니다." : "주문 처리에 실패했습니다.");
    }
}

실제 사용 사례

1. SLF4J (Simple Logging Facade for Java)

다양한 로깅 프레임워크(Log4j, Logback 등)에 대한 통합 인터페이스를 제공한다.

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// 다양한 로깅 구현체를 동일한 인터페이스로 사용
Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MyClass.class);
logger.info("This is a log message");

2. jQuery

복잡한 DOM 조작과 AJAX 호출을 단순화한 퍼사드를 제공한다.

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// 복잡한 DOM API 대신 간단한 jQuery 인터페이스
$('#element').fadeIn().css('color', 'red').text('Hello');

3. 스프링 프레임워크의 JdbcTemplate

JDBC의 복잡한 연결/자원 관리를 숨기고 간단한 인터페이스를 제공한다.

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// 복잡한 Connection, Statement, ResultSet 관리를 숨김
List<User> users = jdbcTemplate.query("SELECT * FROM users", rowMapper);

4. API Gateway

마이크로서비스 아키텍처에서 여러 서비스에 대한 단일 진입점을 제공한다.

패턴	퍼사드와의 관계
Adapter	Adapter는 인터페이스를 변환하고, Facade는 복잡성을 숨김
Mediator	둘 다 협력을 중재하지만, Mediator는 양방향, Facade는 단방향
Singleton	Facade가 하나만 필요한 경우 싱글턴으로 구현하기도 함
Abstract Factory	서브시스템 객체 생성을 Facade가 팩토리에 위임할 수 있음

FAQ

Q1: 퍼사드 패턴과 래퍼 클래스의 차이점은 무엇인가요?

래퍼는 보통 하나의 객체를 감싸지만, 퍼사드는 여러 객체와 상호작용하는 전체 서브시스템에 대한 인터페이스를 제공합니다. 또한 퍼사드는 새로운 기능을 추가하기보다는 기존 기능에 대한 단순화된 접근을 제공합니다.

Q2: 퍼사드를 사용하면 서브시스템 클래스에 직접 접근할 수 없나요?

퍼사드는 서브시스템에 대한 직접 접근을 막지 않습니다. 필요하면 클라이언트가 서브시스템 클래스를 직접 사용할 수 있습니다. 퍼사드는 선택적인 단순화된 인터페이스를 제공하는 것이지, 유일한 접근점을 강제하지 않습니다.

Q3: 퍼사드가 너무 많은 책임을 가지면 어떻게 하나요?

퍼사드가 God Object가 되는 것을 피하려면, 기능별로 여러 개의 퍼사드로 분리하거나, 서브시스템 자체를 재구성하는 것을 고려해야 합니다.

Q4: 퍼사드와 서비스 레이어의 차이점은 무엇인가요?

서비스 레이어는 비즈니스 로직을 캡슐화하는 아키텍처 패턴이고, 퍼사드는 복잡한 인터페이스를 단순화하는 디자인 패턴입니다. 서비스 레이어가 퍼사드 패턴을 사용하여 구현될 수 있습니다.

참고 자료

GoF의 “Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software”
Head First Design Patterns
Martin Fowler의 Patterns of Enterprise Application Architecture

[Design Pattern] Facade - 퍼사드 패턴

Facade 패턴은 복잡한 서브시스템에 간단한 인터페이스를 제공하여 클라이언트가 내부 구현에 신경 쓰지 않고 사용할 수 있게 합니다. 결합도를 낮추고 가독성을 높입니다.

개요

퍼사드 패턴의 구성 요소

구현 예제

Python 예제 - 홈 시어터 시스템

Java 예제 - 컴퓨터 시작 시스템

C# 예제 - 온라인 쇼핑 주문 시스템

실제 사용 사례

1. SLF4J (Simple Logging Facade for Java)

2. jQuery

3. 스프링 프레임워크의 JdbcTemplate

4. API Gateway

관련 패턴

FAQ

참고 자료

개요

퍼사드 패턴의 구성 요소

구현 예제

Python 예제 - 홈 시어터 시스템

Java 예제 - 컴퓨터 시작 시스템

C# 예제 - 온라인 쇼핑 주문 시스템

실제 사용 사례

1. SLF4J (Simple Logging Facade for Java)

2. jQuery

3. 스프링 프레임워크의 JdbcTemplate

4. API Gateway

관련 패턴

FAQ

참고 자료

[Design Pattern] 디자인 패턴 하나씩 알아가기의 관련 글들

[Design Pattern] Composite - 컴포지트 패턴

[Design Pattern] Decorator - 데코레이터 패턴

[Design Pattern] Facade - 퍼사드 패턴 📍 현재 글

[Design Pattern] Flyweight - 플라이웨이트 패턴

[Design Pattern] Proxy - 프록시 패턴

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