[iOS] 디자인 패턴 & Singleton 패턴 적용된 사례

디자인 패턴의 정의, 시작 그리고 분류에 대해서 정리. iOS 앱 개발에서 싱글턴 패턴이 적용된 사례를 중심으로 학습해보자!

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iOS 앱 프로그래밍

 

1장에서 음악재생 앱을 만들면서 아래의 내용들을 학습했습니다.

 

• 에셋(Asset) - 앱 아이콘, 이미지 파일, 데이터 파일을 관리, 앱 실행시 파일에 쉽게 접근할 수 있도록 도와준다.
• 앱 시닝(App thinning)과 앱 슬라이싱(App slicing) - 다양한 디바이스에서 빠르게 다운로드할 수 있도록 하는 최적화 기술 
• Cocoa Touch, UIKit, Foundation - iOS 앱 개발에 필요한 프레임워크 
• Autolayout 을 적용하며 UI를 개발하는 법 - 인터페이스 빌더 vs 코드로 작성
• iOS의 View 체계 - 뷰 계층, 뷰의 좌표, 프레임 vs 바운드, 뷰 계층 디버깅 툴
• 디자인 패턴과 MVC 패턴 - 싱글턴 패턴과 앱개발에서의 MVC 패턴을 중점적으로
• AVAudioPlayer, Timer - 음악 파일을 재생하기 위한 AVAudioPlayer, 시간초를 재기 위한 Timer

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💡 디자인 패턴

프로그래밍에서 특정 상황을 해결하는 방법(패턴)을 정형화하는 것을 디자인 패턴이라고 한다. 유사한 상황에서 사용되는 디자인 패턴을 숙지해두면, 비슷한 상황을 마주했을 때 빠르고 유연하게 대처할 수 있다. 

 

👣 디자인 패턴의 시작

객체지향설계를 위한 23개의 패턴을 기술한 "디자인 패턴(Design Pattern)" 책이 출간되면서부터 디자인 패턴이 폭넓게 사용되기 시작했다.

 

👀 디자인 패턴의 정의
GoF, "특정한 상황에서 일반적 설계문제를 해결하기 위해 상호교류하는 수정 가능한 객체와 클래스들에 대한 설명이다."
--- GoF (Gang of Four) :: 디자인 패턴 책의 저자들

라만(C. Larman), "숙련된 객체지향 개발자 및 기타 소프트웨어 개발자는 소프트웨어 개발의 가이드라인이 되는 일반적인 원칙들과 관용적인 해결책들의 레퍼토리(repertoire)를 구축한다. 패턴은 이러한 원칙들과 관용적 해결책들이 문제와 해결책을 기술하는 구조적인 형태로 체계화되고 명명된 것이다."

 

디자인 패턴의 장점

 

• 특정 문제 해결을 위해 같은 패턴으로 접근하며 논의하면 원활하게 의사소통 할 수 있다.
• 검증된 디자인 패턴을 사용해 빠른 시간내에 문제를 해결할 수 있어 개발 비용이 적게 든다.
• 패턴이 적용된 설계나 아키텍처의 경우, 패턴을 알고 있다면 소프트웨어 구조를 빠르게 이해할 수 있다.

 

👀 디자인 패턴의 종류

소프트웨어 개발시 고민하는 것들인 "어떤 클래스를 만들지, 어느 시점에 객체를 생성하고 소멸시킬지, 데이터를 어떻게 받아서 처리할지, 구조 설계를 어떻게 할지" 등의 상황에 맞는 디자인 패턴들이 있다. 

 

GoF 는 디자인 패턴을 목적과 범위로 분류했다. 목적은 패턴이 무엇을 하는지 정의하는 것으로, 생성, 구조, 행위로 나뉜다. 

 

• 생성 패턴 (Cretional Pattern) : 객체의 생성 과정에 관련, 객체 생성 시 유연성을 높이고 코드의 유지보수에 도움을 준다.
• 구조 패턴 (Structural Pattern) : 클래스나 객체의 구성을 통해 더 큰 구조로 만들 수 있게 해주는 것과 관련된 패턴
• 행위 패턴 (Behavioral Pattern) : 패턴을 주로 클래스에 적용하는지 or 객체에 적용하는지 따라 구분된다.

 

범위는 패턴을 클래스에 적용하는지, 객체에 적용하는지에 따라 "클래스 패턴", "객체 패턴" 으로 나뉜다.

 

• 클래스 : 클래스와 하위 클래스 간의 관계를 다루는 패턴,  컴파일 시 관계가 결정된다.
• 객체 : 객체 간의 관계를 다루는 패턴, 러닝타임에 관계가 생성되어 동적이고 유연하다.

 

1. 싱글턴 패턴(Singleton Pattern)

• 목적 : 생성, 범위 : 객체
• 특정 클래스의 인스턴스가 오직 하나임을 보장하고 이 인스턴스에 접근할 방법을 제공한다. 
• 객체는 여러번 생성되지 않고, 최초 하나의 인스턴스만 생성한다. 이후 해당 인스턴스를 참조한다. 
• 전역적으로 하나의 인스턴스만 사용하고 싶은 경우 사용한다.
• 싱글턴 클래스는 호출하는 곳에서 인스턴스 복사(copying), 유지(retaining), 해제(releasing) 을 방지하고 있다.

 

iOS 애플리케이션에서 싱글턴 패턴이 쓰이는 곳은 다음과 같다.

 

• 파일 접근을 돕는 FileManager 클래스의 객체 -- FileManager.default
• 앱의 중앙 제어를 하는 UIApplication 클래스의 객체 -- UIApplication.shared
• 앱 설정 등 Key-value 형태의 데이터를 지속적으로 저장하는 UserDefaults 클래스의 객체 -- UserDefaults.standard
• 등록된 알림의 정보를 사용할 수 있게 해주는 NotificationCenter 클래스의 객체 -- NotificationCenter.default
• 하드웨어의 가속도 값을 알려주는 CMMotionManager 클래스 -- 객체를 단 하나만 만들라고 명시되어있음.
  --- 문서에 나타난 UIAccelerometer 는 Deprecated class 이다. 

 

일반적인 클래스의 인스턴스 vs 싱글턴 패턴의 인스턴스

 

 

2. 퍼사드 패턴 (Facade Pattern)

• 목적 : 구조, 범위 : 객체
• Facade :: 창구, 앞면 => Facade Pattern 을 통해 시스템의 안내소 역할을 제공한다.
• 서로 관련있고 복잡하게 얽혀있는 클래스들을 정리해서 상위 레벨의 인터페이스를 제공한다.
• 시스템의 복잡성을 줄이기 위해 서브 시스템을 구조화하고, 서브 시스템으로의 접근을 하나의 퍼사드 객체로 제공하는 패턴이다.
• => 인터페이스 사용을 간단하게 한다.

 

3. 옵저버 패턴 (Observer Pattern)

• 목적 : 행위, 범위 : 객체
• Observer :: 관찰자 => Observer Pattern 을 통해 객체의 상태 변화를 관찰한다.
• 객체에 옵저버들을 등록하여 상태 변화가 있을 때, 메서드 등을 통해 객체가 각 옵저버에서 통지하도록 하는 패턴이다.

 

4. 스트래티지 패턴 (Strategy Pattern)

• 목적 : 행위, 범위 : 객체
• 알고리즘을 담당하는 클래스를 분리해, 책임을 분산시키는 패턴이다.

 

5. 팩토리 패턴 (Factory Pattern)

• 목적 : 생성, 범위 : 클래스
• 객체 생성 인터페이스를 정의하지만, 생성할지 여부는 하위 클래스에 책임을 넘기는 패턴이다.
• 인스턴스를 만들어내는 공장(Factory) 를 통해 객체를 생성한다고 생각하자 !
• 한 집합 내에 있는 클래스들의 생성을 한 곳에서 처리하고 싶을 때 사용한다. 

 

6. 어댑터 패턴 (Adapter Pattern)

• 목적 : 구조, 범위 : 클래스, 객체
• 어댑터 패턴은 바로 사용이나 수정이 불가능한, 호환성이 없는 인터페이스를 다른 인터페이스로 변환해주는 역할을 한다.
• 클래스 상속, 위임(delegate, 메소드의 실제 처리를 다른 인스턴스의 메소드에 맡김) 등의 방법을 통해 변환한다.

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참고 링크

 

• [애플 공식 문서] Singleton --예전 문서이므로 참고만.
• [흠시님 블로그] 디자인 패턴 정리 - 생성편 & 파이썬 에제
• [Jay님 블로그] GoF 디자인 패턴 정리
• [소율님 블로그] Cocoa 프레임워크에서 싱글턴 디자인 패턴