프록시 패턴(Proxy Pattern) 이해하기

프록시 패턴(Proxy Pattern) 이해하기

프록시 패턴은 어떤 객체에 대한 접근을 제어하기 위해 대리 객체(Proxy)를 사용하는 디자인 패턴입니다. 이 패턴은 원래 객체에 접근하기 전에 대리 객체를 통해 접근을 제어할 수 있도록 하며, 원래 객체와 동일한 인터페이스를 구현해 사용자가 마치 원본 객체를 사용하는 것처럼 보이도록 합니다.

프록시 패턴은 로깅, 접근 제어, 캐싱, 지연 초기화 등의 목적을 위해 많이 사용됩니다. 이번 포스트에서는 프록시 패턴의 개념과 구조, 구현 방법, 장단점, 사용 시점 등을 구체적인 예제와 함께 살펴보겠습니다.

프록시 패턴이란?

프록시 패턴은 원래 객체에 접근하기 전에 대리 객체를 통해 접근을 제어하는 구조적 디자인 패턴입니다. 이 패턴을 사용하면 클라이언트가 원래 객체에 접근하기 전에 추가적인 작업을 수행하거나, 객체의 사용을 제한할 수 있습니다. 예를 들어, 리소스가 많이 드는 객체를 지연 초기화하거나, 접근 권한을 제어해야 할 때 유용합니다.

프록시 패턴은 원본 객체에 대한 직접적인 접근을 제어하면서도, 원본 객체와 동일한 인터페이스를 제공하여 사용자가 원본 객체를 사용하는 것처럼 동작하게 합니다.

 

프록시 패턴의 구조

프록시 패턴의 기본 구조는 다음과 같습니다.

1. Subject (주체): 원본 객체와 프록시 객체가 구현할 공통 인터페이스입니다. 클라이언트는 이 인터페이스를 통해 원본 객체에 접근합니다.
2. RealSubject (실제 주체): 원본 객체로서, 프록시 객체가 대리하여 접근하는 실제 클래스입니다.
3. Proxy (프록시): Subject 인터페이스를 구현하여 원본 객체와 동일한 인터페이스를 제공하면서, 원본 객체에 접근하기 전에 추가적인 작업을 수행하거나, 접근을 제한할 수 있습니다.
4. Client (클라이언트): Subject 인터페이스를 통해 프록시 객체나 원본 객체를 사용하는 사용자입니다.

프록시 패턴의 구현 방법

예제 코드: 이미지 지연 로딩 예제

이미지 로딩 작업이 리소스를 많이 소비하는 경우, 프록시를 사용하여 이미지를 실제로 요청할 때만 로드하는 방식으로 지연 초기화를 구현할 수 있습니다.

// Subject 인터페이스
public interface IImage
{
    void Display();
}

// RealSubject 클래스 (실제 주체)
public class RealImage : IImage
{
    private string _fileName;

    public RealImage(string fileName)
    {
        _fileName = fileName;
        LoadImageFromDisk();
    }

    private void LoadImageFromDisk()
    {
        Console.WriteLine($"Loading {_fileName} from disk...");
    }

    public void Display()
    {
        Console.WriteLine($"Displaying {_fileName}");
    }
}

// Proxy 클래스
public class ProxyImage : IImage
{
    private RealImage _realImage;
    private string _fileName;

    public ProxyImage(string fileName)
    {
        _fileName = fileName;
    }

    public void Display()
    {
        if (_realImage == null)
        {
            _realImage = new RealImage(_fileName); // 필요할 때만 RealImage 객체 생성
        }
        _realImage.Display();
    }
}

// Client 코드
class Program
{
    static void Main()
    {
        IImage image = new ProxyImage("example.jpg");

        // 이미지 로드되지 않고 호출
        Console.WriteLine("First Display Call:");
        image.Display();

        // 이미지가 이미 로드된 상태에서 호출
        Console.WriteLine("Second Display Call:");
        image.Display();
    }
}

위 코드에서 RealImage 클래스는 실제 이미지 객체로서, 생성될 때 디스크에서 이미지를 로드하는 작업을 수행합니다. ProxyImage 클래스는 프록시 객체로, RealImage 객체가 실제로 필요할 때만 로드하여 리소스를 절약합니다.

출력 결과는 다음과 같습니다.

First Display Call:
Loading example.jpg from disk...
Displaying example.jpg
Second Display Call:
Displaying example.jpg

이 예제에서는 ProxyImage가 RealImage 객체의 생성을 제어하며, 처음 Display()가 호출될 때만 RealImage 객체를 생성하여 실제 이미지를 로드합니다. 이후 호출에서는 이미 생성된 RealImage 객체를 사용하므로 성능을 최적화할 수 있습니다.

 

프록시 패턴의 종류

프록시 패턴은 사용 목적에 따라 여러 종류로 구분됩니다.

1. 가상 프록시 (Virtual Proxy): 리소스가 많이 드는 객체의 생성과 초기화를 지연시키는 데 사용됩니다. 예를 들어, 대형 이미지 파일을 필요할 때만 로드하는 경우입니다.
2. 원격 프록시 (Remote Proxy): 원격 객체에 대한 접근을 제어하기 위한 프록시로, 원격 서버에 있는 객체와 통신할 때 사용됩니다.
3. 보호 프록시 (Protection Proxy): 객체에 대한 접근 권한을 제어하는 프록시로, 특정 권한을 가진 사용자만 객체에 접근할 수 있도록 제한할 때 유용합니다.
4. 스마트 참조 프록시 (Smart Reference Proxy): 객체에 대한 접근 횟수나 사용 상태를 추적하는 프록시로, 로깅이나 참조 횟수를 세는 등의 추가 작업을 수행할 수 있습니다.

 

프록시 패턴의 장단점

장점

1. 객체의 지연 초기화 지원: 리소스가 많이 드는 객체를 필요할 때만 생성하여 성능을 최적화할 수 있습니다.
2. 접근 제어: 보호 프록시를 사용하여 객체에 대한 접근을 제한하고, 특정 조건에서만 객체가 사용되도록 제어할 수 있습니다.
3. 추가 기능 지원: 프록시 객체에서 로깅, 캐싱, 참조 횟수 추적 등 추가 작업을 수행할 수 있습니다.

단점

1. 복잡성 증가: 프록시 객체와 원본 객체가 동일한 인터페이스를 구현해야 하므로, 코드의 복잡도가 다소 증가할 수 있습니다.
2. 성능 저하 가능성: 모든 작업이 프록시 객체를 거쳐야 하므로, 경우에 따라 성능이 저하될 수 있습니다.
3. 원본 객체와의 동기화 문제: 프록시가 캐싱 등의 역할을 수행할 때 원본 객체와의 상태 동기화가 필요할 수 있습니다.

 

언제 프록시 패턴을 사용해야 할까?

프록시 패턴은 원본 객체에 직접 접근하기 어려운 경우나, 접근을 제어할 필요가 있는 경우에 유용하게 사용됩니다. 다음과 같은 경우에 적합합니다.

1. 리소스가 많이 드는 객체의 지연 초기화: 리소스가 많이 필요한 객체를 요청 시점에만 초기화하여 성능을 최적화할 때 유용합니다.
2. 접근 제어가 필요한 경우: 특정 권한을 가진 사용자만 객체에 접근할 수 있도록 보호할 때 유용합니다.
3. 원격 객체에 접근해야 하는 경우: 원격 서버에 있는 객체와 통신해야 할 때, 원격 객체를 로컬 프록시 객체로 관리하여 사용하기 편리하게 할 수 있습니다.
4. 로깅 및 참조 횟수 추적이 필요한 경우: 객체에 대한 접근 기록을 남기거나 참조 횟수를 추적하여 리소스 관리가 필요할 때 유용합니다.

 

프록시 패턴과 관련 패턴 비교

프록시 패턴은 원본 객체에 대한 접근을 제어하기 위해 사용되며, 특히 데코레이터 패턴 및 어댑터 패턴과 유사하지만 목적과 역할이 다릅니다.

• 데코레이터 패턴: 객체에 새로운 기능을 추가하기 위해 사용되며, 객체의 인터페이스를 변경하지 않고 기능을 확장하는 데 중점을 둡니다.
• 어댑터 패턴: 기존 객체의 인터페이스를 변환하여 클라이언트가 사용할 수 있도록 하며, 주로 호환성 문제를 해결하기 위해 사용됩니다.
• 프록시 패턴: 원본 객체에 대한 접근을 제어하기 위해 사용되며, 성능 최적화, 접근 제어, 로깅 등의 목적으로 사용됩니다.

따라서, 기능 확장이 필요할 때는 데코레이터 패턴을, 호환성 문제가 있을 때는 어댑터 패턴을, 접근 제어나 지연 초기화가 필요할 때는 프록시 패턴을 사용하는 것이 적절합니다.

 

마무리하며

프록시 패턴은 원본 객체에 대한 접근을 제어하면서도, 클라이언트가 원본 객체를 사용하는 것처럼 동작할 수 있도록 만드는 유용한 디자인 패턴입니다. 리소스가 많이 드는 객체의 지연 초기화나, 원격 객체와의 통신, 접근 권한 관리 등 다양한 상황에서 활용될 수 있어 코드의 유연성과 관리성을 높여줍니다.

성능 최적화나 접근 제어가 필요한 경우 프록시 패턴을 통해 객체 접근 방식을 보다 효율적이고 안전하게 관리해보세요.