[스위프트 디자인패턴] 커맨드 패턴(Command Pattern)

커맨드 패턴(Command Pattern)

The command pattern encapsulate a request as an object, thereby letting you parameterize other objects different requests queue or log request and support undoable operation

 

커맨드 패턴은 어떤 객체로 보내는 요청을 캡슐화하는 패턴입니다. 따라서 요청을 보내는 객체나, 요청을 받는 객체와 상관없이 요청 자체를 객체로 캡슐화 하는 패턴이죠. 이렇게 요청을 캡슐화 한다면, 어떤 작업에 대한 요청들을 객체로 만들어 두고, 필요에 따라서 객체에게 전달하는 방법으로 사용할 수 있습니다. 요청에 대한 객체들을 리스트에 담아두면 어떤 절차적 작업들을 순서대로 처리하는 것도 가능합니다. 혹은, 어떤 작업들이 반드시 순서대로 처리되어야 하고, 이 순서가 중복적으로 사용된다면, 요청 객체들을 포함하는 하나의 큰 요청 객체를 만들 수 있겠죠.

또, 정의에서는 support undoable operation 이라는 표현을 사용하는데요, 요청 객체들은 요청을 역으로 수행하는(undo) 작업을 포함하기 때문에 순차적으로 실행했던 요청 객체들을 역순으로 실행하면 작업을 취소하는 요청을 만드는 것도 가능해집니다.

 

커맨드 패턴 이해하기

커맨드 패턴을 이해하기 위해서 커맨드 패턴을 구성하는 구성요소를 정리해보겠습니다.

커맨드 패턴은 크게 요청을 보내는 Invoker, 요청을 캡슐화한 Command와 그 인터페이스인 Commanding, 그리고 요청 객체의 로직을 통해 영향을 받는 Receiver 로 구성이 됩니다. Invoker는 상황에 따라 여러개의 Command를 가질 수 있죠.

그리고 각 객체들은 다음과 같이 메서드를 가지게 됩니다.

Invoker는 이 객체에서 사용할 요청 객체인 Command 타입의 객체를 생성자를 통해 주입받을 수 있도록 되어 있어요. 그리고 Command와 인터페이스인 Commanding은 요청을 처리하는 execute 메서드, 그리고 그 처리를 역으로 수행하는 unexecute 메서드를 가지게 됩니다. 역으로 수행한다는 말은 정의에서 다루었던 undo 를 의미해요.

만약 우리가 TV 리모컨을 커맨드 패턴으로 구현한다고 한다면, Command 중 하나는 전원을 키는 동작에 대한 요청이 될 수 있겠죠? 이때 execute는 전원을 키는 메서드가 될 것이고, unexecute는 전원을 종료하는 메서드가 될 거에요.

그럼 간단한 TV 리모컨 컨셉을 커맨드 패턴으로 만들면서 확실하게 이해를 해보면 좋을 것 같네요.

 

TV 리모컨 구현하기

먼저 커맨드를 사용하고 영향을 받게될 Invoker와 Receiver 부터 정의해볼게요. 리모컨의 커맨드는 TV를 끈다, 켠다, 채널을 이동한다, 이전 채널로 이동한다 이런 것들이 되겠죠? 그럼 커맨드를 사용하는 리모컨을 Invoker로 두고, 영향을 받게되는 TV를 Receiver로 정의하면 될 것 같네요.

TV가 수행하게될 동작은 위에서 나열했던 것 처럼, 끄기, 켜기, 위로 한 채널 이동, 아래로 한 채널 이동으로 설정하겠습니다.

final class TVRemoteControl {
    private let onCommand: Commanding
    private let offCommand: Commanding
    private let upCommand: Commanding
    private let downCommand: Commanding
    
    init(
        on: Commanding,
        off: Commanding,
        up: Commanding,
        down: Commanding
    ) {
        self.onCommand = on
        self.offCommand = off
        self.upCommand = up
        self.downCommand = down
    }
    
    func on() {
        self.onCommand.execute()
    }
    
    func off() {
        self.offCommand.execute()
    }
    
    func up() {
        self.upCommand.execute()
    }
    
    func down() {
        self.downCommand.execute()
    }
}

그럼 이렇게 구현할 수 있겠죠. 

우리는 커맨드 패턴을 사용하기 때문에 리모컨이 직접 TV를 조작하게 하지 않고, 리모컨이 가지게될 커맨드를 통해 TV를 조작하게 됩니다. 따라서 각 동작에 대한 요청을 객체로 캡슐화하려면 총 네 개의 커맨드 객체가 필요하게 되죠.

그리고 커맨드 객체를 직접 소유하지 않고, 앞서 정리했던대로 인터페이스를 소유하게 됩니다. 인터페이스는 단순하게 execute와 unexecute의 조합으로 쉽게 정의할 수 있어요.

protocol Commanding {
    func execute()
    func unexecute()
}

그리고 on, off, up, down 각각에 대한 객체를 Commanding을 채택하는 객체로 구현하게 됩니다. 영향을 받을 Recevier는 이 객체가 소유하고 있어야겠죠?

final class OnCommand: Commanding {
    let tv: TV
    
    init(tv: TV) {
        self.tv = tv
    }
    
    func execute() {
        tv.on()
    }
    
    func unexecute() {
        tv.off()
    }
}

final class OffCommand: Commanding {
    let tv: TV
    
    init(tv: TV) {
        self.tv = tv
    }
    
    func execute() {
        tv.off()
    }
    
    func unexecute() {
        tv.on()
    }
}

final class UpCommand: Commanding {
    let tv: TV
    
    init(tv: TV) {
        self.tv = tv
    }
    
    func execute() {
        tv.up()
    }
    
    func unexecute() {
        tv.down()
    }
}


final class DownCommand: Commanding {
    let tv: TV
    
    init(tv: TV) {
        self.tv = tv
    }
    
    func execute() {
        tv.down()
    }
    
    func unexecute() {
        tv.up()
    }
}

이렇게 간단하게 커맨드 객체를 정의할 수 있습니다. 실제로 동작을 수행하는 것은 주입된 TV타입의 객체이지만 해당 동작에 대한 요청을 커맨드 객체가 하게되는 것이죠. 

그럼 인스턴스를 만들어서 사용해보겠습니다.

let appleTV = TV()
let appleRemoteControl = TVRemoteControl(
    on: OnCommand(tv: appleTV),
    off: OffCommand(tv: appleTV),
    up: UpCommand(tv: appleTV),
    down: DownCommand(tv: appleTV)
)

appleRemoteControl.on()
appleRemoteControl.off()
appleRemoteControl.down()
appleRemoteControl.up()

//on
//off
//down
//up
//Program ended with exit code: 0

이렇게 Receiver인 TV객체를 생성한 뒤에 커맨드 인스턴스를 생성하며 TV 인스턴스를 주입하고, 생성된 커맨드 인스턴스를 리모컨 인스턴스에 주입하면 커맨드 패턴을 통해 리모컨으로 TV에 동작을 요청하도록 구현이 됩니다.

 

Undo 사용하기

이번엔 undo를 사용할 수 있는 상황을 생각해볼게요. 만약 리모컨에 특수한 기능이 있어서 지금까지 수행했던 모든 리모컨 동작을 기록하고 역으로 수행할 수 있다면 어떨까요? 구현을 해보겠습니다.

final class TVRemoteControl {
    private let onCommand: Commanding
    private let offCommand: Commanding
    private let upCommand: Commanding
    private let downCommand: Commanding
    private var commandHistory: [Commanding] = []
    
    init(
        on: Commanding,
        off: Commanding,
        up: Commanding,
        down: Commanding
    ) {
        self.onCommand = on
        self.offCommand = off
        self.upCommand = up
        self.downCommand = down
    }
    
    func on() {
        self.onCommand.execute()
        self.commandHistory.append(self.onCommand)
    }
    
    func off() {
        self.offCommand.execute()
        self.commandHistory.append(self.offCommand)
    }
    
    func up() {
        self.upCommand.execute()
        self.commandHistory.append(self.upCommand)
    }
    
    func down() {
        self.downCommand.execute()
        self.commandHistory.append(self.downCommand)
    }
}

가장 먼저 Commanding 타입을 담을 수 있는 리스트를 하나 만들고, 새로운 요청을 보낼 때마다 요청의 래퍼런스를 저장할 수 있도록 했어요. 사실 enum으로 요청의 타입들을 만들어서 배열에 값타입을 주는 것이 제일 좋겠지만 여기서는 일단 이렇게 진행할게요.

그리고 이제 역순으로 동작 취소를 수행하기 위해서 한가지 메서드를 더 추가하겠습니다.

func reverseAll() {
    while self.commandHistory.isEmpty == false {
        let command = self.commandHistory.removeLast()
        command.unexecute()
    }
}

리스트에 저장된 커맨드들을 스택처럼 뒤에서부터 제거하면서 unexecute를 호출하는 메서드입니다.

appleRemoteControl.on()
appleRemoteControl.off()
appleRemoteControl.down()
appleRemoteControl.up()
appleRemoteControl.reverseAll()

//on
//off
//down
//up
//down
//up
//on
//off
//Program ended with exit code: 0

위에서 사용했던 예제 끝에 reverseAll을 호출하면, 지금까지 수행했던 작업들을 순차적으로 취소하는 동작을 확인할 수 있게 됩니다. 간단하죠?

 

마무리

이렇게 해서 커맨드 패턴을 정리해보았습니다. iOS에서 자주 사용하는 아키텍처 패턴인 MVVM 에서 뷰 컨트롤러와 뷰 모델 사이의 의존성을 느슨하게 하기 위해서 커맨드 패턴을 사용할 수 있을텐데요, 이벤트를 받아서 날리는 뷰 컨트롤러가 Invoker가 되겠고, 이벤트를 받아 처리하는 Receiver가 뷰모델, 뷰모델을 소유하고 특정한 이벤트를 캡슐화한 Command로 구성한다면, 뷰 컨트롤러와 뷰모델은 서로를 알지 못한 채로 이벤트를 전달하고 데이터 바인딩을 통해 뷰를 업데이트 할 수 있을 것 같습니다.

잘못된 내용이나 틀린 내용이 있다면 알려주세요..! 저도 다시 공부하면서 고민해보겠습니다. 오늘도 읽어주셔서 감사합니다 :)