[디자인 패턴]Builder pattern 이란?

빌더 패턴(Builder pattern)

• Builder 패턴은 인스턴스를 생성할 때 생성자(Constructor)만을 통해서 생성하는데는 어려움이 있어서 고안된 패턴이다. 클래스에 생성자 인자가 많다면 Builder 패턴을 사용하면 좋다. 왜냐하면 생성자 인자가 너무 많다면 어떠한 인자가 어떠한 값을 나타내는지 알기 어렵기 때문이다. 코드를 보면서 이해해보자.

public class User {
    private int userIdx;   // 선택
    private String name;   // 필수
    private String part;   // 필수
    private int age;       // 선택
    private String email;  // 선택
}

• 위와 같은 User 클래스에서 필수적으로 받아야 하는 정보, 선택적으로 받아야 하는 정보가 있다고 가정하자. 빌더 패턴을 사용하지 않는다면 일반적으로 점층적 생성자 패턴을 적용한다. 점층적 생성자 패턴이란 필수 인자만 받는 생성자를 만들고, 선택적으로 받는 값의 생성자를 만드는 것이다. (다시 말하면, 오버로딩(Overloading)을 통해서 생성자를 여러 개 만드는 것을 의미한다)

 

public class User {
    private int userIdx;
    private String name;
    private String part;
    private int age;
    private String email;

    public User(String name, String part) {
        this.name = name;
        this.part = part;
    }

    public User(int userIdx, int age, String email) {
        this.userIdx = userIdx;
        this.age = age;
        this.email = email;
    }
}

하지만 위와 같이 점층적 생성자 패턴을 사용하게 되면 코드가 길어지고, 지져분해지는 단점이 있다. 

User user = new User(1, "이름", "파트", 25, "이메일");

• 그리고 위와 같이 작성하다 보면 실수로 순서를 바꿔서 넣을수도 있고, 위에서 생성자 인자가 많을 때 알아보기 힘들다는 점이 이러한 상황이다. 나중에 코드를 읽을 때 위의 코드를 보고 어떤 필드에 값을 넣은건지 한번에 알아보기가 힘들고 궁금하다면 해당 클래스를 찾아가 생성자를 확인해보아야한다. 또한 인자가 더 많아지면 길이가 길어져 작성하기 불편하는 점도 존재한다.

그래서 이러한 단점을 보완하기 위해 setter 메소드를 사용한 자바 빈(Bean) 패턴이 고안되었다.

public static void main(String[] args) {
   User user = new User();
   user.setUserIdx(1);
   user.setName("이름");
   user.setPart("파트");
   user.setAge(25);
   user.setEmail("Builder@naver.com");
}

• 가독성은 생성자를 사용한 것보다 좋아지고 객체를 생성하기도 쉬워졌지만, setter를 이용하여 객체를 생성하다 보니 함수 호출 1회로 객체를 생성할 수 없고(여러번 호출해야함) 객체 일관성(consistency)가 일시적으로 깨질 수 있다.(Getter, Setter 존재) 또한 immutable 객체를 생성할 수 없다. (객체가 변할 여지가 존재한다 => 쓰레드간의 공유 가능한 상태가 존재하가 때문)
• 따라서 생성자 패턴과 자바 빈 패턴의 장점을 결합한 것이 바로 빌더 패턴이다.
• 빌더 패턴은 필요한 객체를 직접생성하는 대신 먼저 필수 인자들을 생성자에 전부 전달하여 빌더 객체를 만든다. 그리고 선택인자는 가독성이 좋은 코드로 인자를 넘길 수 있다. 이러한 장점들을 갖고 있으면서도 객체 일관성을 깨지 않을 수 있다.

public class User {
    private int userIdx;    // 선택
    private String name;    // 필수
    private String part;    // 필수
    private int age;        // 선택
    private String email;   // 선택


   public static class Builder {
       private int userIdx = 1;
       private String name = "이름";
       private String part = "서버";
       private int age = 25;
       private String email = "Builder@naver.com";

       public Builder(String name, String part) {
           this.name = name;
           this.part = part;
       }

       public Builder userIdx(int userIdx) {
           this.userIdx = userIdx;
           return this;
       }
       public Builder age(int age) {
           this.age = age;
           return this;
       }

       public Builder email(String email) {
           this.email = email;
           return this;
       }

       public User build() {
           return new User(this);
       }
   }

   public User(Builder builder) {
       this.userIdx = builder.userIdx;
       this.name = builder.name;
       this.part = builder.part;
       this.age = builder.age;
       this.email = builder.email;
   }

    public static void main(String[] args) {
        User user = new Builder("이름", "파트")
                .userIdx(1)
                .age(25)
                .email("Builder@naver.com")
                .build();
    }
}

• User 클래스 안에 내부 static 클래스인 Builder가 존재하고 필수 값인 name, part로 이루어진 생성자를 만들었다. 
• 빌더 패턴은 만들려는 객체를 바로 만들지 않고 클라이언트가 빌더(생성자 또는 static 팩토리)에 필수적인 매개변수를 주면서 호출해 Builder 객체를 얻은 다음 빌더 객체가 제공하는 세터와 비슷한 메소드를 사용해서 부가적인 필드를 채워넣고 최종적으로 build라는 메소드를 호출해서 만들려는 객체를 생성한다.
• 하지만 빌더 패턴도 역시 단점이 존재한다. 객체를 생성하려면 우선 빌더객체를 생성해야 하고, 다른 패턴들보다 많은 코드를 요구하기 때문에 인자가 충분히 많은 상황에서 이용할 필요가 있다. 

출처 : https://asfirstalways.tistory.com/350?category=660807, https://idea-sketch.tistory.com/21, https://devlog-wjdrbs96.tistory.com/207