프록시 패턴
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목차
1. 개요
프록시 패턴은 객체에 대한 접근을 제어하기 위한 디자인 패턴으로, 객체에 대한 대리자 역할을 하는 프록시 객체를 사용하여 실제 객체에 대한 접근을 관리한다. 프록시 패턴은 원격 프록시, 가상 프록시, 보호 프록시 등 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 접근 제어, 지연 로딩, 원격 객체 접근, 로깅 및 모니터링 등 다양한 상황에서 활용된다. 가상 프록시는 객체 생성을 지연시켜 리소스 사용을 최적화하고, 보호 프록시는 접근 권한에 따라 리소스 접근을 제어한다.
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| 프록시 패턴 | |
|---|---|
| 소프트웨어 디자인 패턴 | |
 | |
| 유형 | 구조적 패턴 |
| 의도 | 다른 객체에 대한 접근을 제어하기 위한 대체 객체 제공 |
| 별칭 | Surrograte (대리인) Handle (핸들) |
| 해결책 | 래퍼 클래스 생성, 원래 클래스와 동일한 인터페이스, 원래 클래스에 대한 참조 포함 |
| 참가자 | 주제 (Subject) 실제 주제 (RealSubject) 프록시 (Proxy) |
| 협업 | 클라이언트는 실제 주제 대신 프록시를 통해 작업 요청 프록시는 실제 주제에 요청 전달 |
| 결과 | 실제 주제 접근 제어 추가 기능 제공 (로깅, 캐싱 등) 실제 주제 생성 비용 절감 (Lazy Initialization) |
| 관련 패턴 | 어댑터 패턴 (Adapter Pattern) 데코레이터 패턴 (Decorator Pattern) |
2. 프록시 디자인 패턴의 구조 및 종류
프록시 디자인 패턴은 크게 세 가지 주요 유형으로 분류할 수 있다.
- 원격 프록시 (Remote Proxy): 분산 객체 통신에서 로컬 객체가 다른 주소 공간에 있는 원격 객체를 나타낸다. 로컬 객체는 원격 객체의 프록시 역할을 하며, 로컬 객체의 메서드를 호출하면 원격 객체에 대한 원격 메서드 호출(RMI)이 발생한다. 예를 들어, ATM는 원격 서버에 있는 은행 정보를 위한 프록시 객체를 가질 수 있다.
- 가상 프록시 (Virtual Proxy): 생성 비용이 큰 객체의 생성을 필요한 시점까지 지연시킨다. 실제 객체가 사용될 때까지 가벼운 프록시 객체가 사용되며, 실제 객체가 필요한 시점에 생성되어 작업을 위임받는다. 이를 통해 리소스 사용을 최적화하고 애플리케이션의 초기 로딩 시간을 단축할 수 있다. 고해상도 이미지 로딩을 지연시키는 이미지 프록시가 그 예이다.[1]
- 보호 프록시 (Protection Proxy): 접근 권한에 따라 리소스 접근을 제어한다.[1] C# 예제에서 `RealClient`는 계정 번호를 저장하고, 올바른 비밀번호를 아는 사용자만 `ProtectionProxy`를 통해 계정 번호에 접근할 수 있는 것이 그 예이다.[1]
2. 1. UML 클래스 및 시퀀스 다이어그램
위의 UML 클래스 다이어그램에서 `Proxy` 클래스는 `Subject` 인터페이스를 구현하여 `Subject` 객체를 대신할 수 있도록 한다. 프록시는 대체된 객체(`RealSubject`)에 대한 참조(`realSubject`)를 유지하여 해당 객체에 요청을 전달할 수 있다(`realSubject.operation()`).
시퀀스 다이어그램은 런타임 상호 작용을 보여준다. `Client` 객체는 `RealSubject` 객체에 대한 접근을 제어하는 `Proxy` 객체를 통해 작동한다. 이 예에서 `Proxy`는 요청을 `RealSubject`로 전달하고, `RealSubject`는 요청을 수행한다.
2. 2. 원격 프록시 (Remote Proxy)
분산 객체 통신에서, 로컬 객체는 다른 주소 공간에 있는 원격 객체를 나타낸다. 로컬 객체는 원격 객체의 프록시이며, 로컬 객체에 대한 메서드 호출은 원격 객체에 대한 원격 메서드 호출(RMI)로 이어진다. 예를 들어 ATM 구현에서, ATM은 원격 서버에 존재하는 은행 정보를 위한 프록시 객체를 가질 수 있다.2. 3. 가상 프록시 (Virtual Proxy)
가상 프록시는 생성 비용이 높은 객체의 생성을 필요한 시점까지 지연시키는 역할을 한다. 실제 객체가 사용될 때까지 가벼운 프록시 객체가 대신 사용되며, 실제 객체의 생성이 필요한 시점에 실제 객체를 생성하고 작업을 위임한다. 이를 통해 리소스 사용을 최적화하고 애플리케이션의 초기 로딩 시간을 단축할 수 있다. 예를 들어, 고해상도 이미지 로딩을 지연시키는 이미지 프록시가 있다.[1]복잡하거나 무거운 객체를 대신하여, 일부 경우에는 골격 표현이 유리할 수 있다. 기본 이미지가 크기가 매우 큰 경우, 가상 프록시 객체를 사용하여 표현하고, 필요에 따라 실제 객체를 로드할 수 있다.[1]
다음은 Java의 예시로, "가상 프록시" 패턴을 보여준다.[1]
```java
import java.util.*;
interface Image {
public void displayImage();
}
class RealImage implements Image {
private String filename;
public RealImage(String filename) {
this.filename = filename;
loadImageFromDisk();
}
private void loadImageFromDisk() {
// 시간이 오래 걸리는 일련의 작업
// ...
System.out.println("Loading "+filename);
}
public void displayImage() { System.out.println("Displaying "+filename); }
}
class ProxyImage implements Image {
private String filename;
private Image image;
public ProxyImage(String filename) { this.filename = filename; }
public void displayImage() {
if (image == null) {
image = new RealImage(filename); // 로딩은 온디맨드로만 수행된다.
}
image.displayImage();
}
}
class ProxyExample {
public static void main(String[] args) {
Image image1 = new ProxyImage("HiRes_10MB_Photo1");
Image image2 = new ProxyImage("HiRes_10MB_Photo2");
Image image3 = new ProxyImage("HiRes_10MB_Photo3");
image1.displayImage(); // 로딩이 필요함
image2.displayImage(); // 로딩이 필요함
image2.displayImage(); // 이미 로딩되었으므로 로딩 불필요
// image3의 이미지는 한 번도 로딩되지 않음
}
}
```
`ProxyImage` 클래스는 실제로 필요할 때까지 시간이 오래 걸리는 이미지 파일 로딩을 지연시킨다. 파일이 결국 필요하지 않은 경우, 시간이 오래 걸리는 로딩은 전혀 수행되지 않는다.[1]
2. 4. 보호 프록시 (Protection Proxy)
보호 프록시는 접근 권한에 따라 리소스에 대한 접근을 제어하는 데 사용될 수 있다.[1] 다음 C# 예제에서 `RealClient`는 계정 번호를 저장한다. 올바른 비밀번호를 알고 있는 사용자만 이 계정 번호에 접근할 수 있으며, `RealClient`는 비밀번호를 알고 있는 `ProtectionProxy`에 의해 보호된다. 사용자가 계정 번호를 얻고 싶어하는 경우, 먼저 프록시가 사용자에게 인증을 요구하고, 사용자가 올바른 비밀번호를 입력했을 때만 프록시가 `RealClient`를 호출하여 계정 번호를 사용자에게 통지한다.[1]이 예제에서 올바른 비밀번호는 '''thePassword'''이다.[1]
using System;
namespace ConsoleApplicationTest.FundamentalPatterns.ProtectionProxyPattern
{
public interface IClient {
string GetAccountNo();
}
public class RealClient : IClient {
private string accountNo = "12345";
public RealClient() {
Console.WriteLine("RealClient: Initialized");
}
public string GetAccountNo() {
Console.WriteLine("RealClient's AccountNo: " + accountNo);
return accountNo;
}
}
public class ProtectionProxy : IClient
{
private string password; //비밀 비밀번호
RealClient client;
public ProtectionProxy(string pwd) {
Console.WriteLine("ProtectionProxy: Initialized");
password = pwd;
client = new RealClient();
}
// 사용자를 인증하고 계정 번호를 반환합니다.
public String GetAccountNo() {
Console.Write("Password: ");
string tmpPwd = Console.ReadLine();
if (tmpPwd == password) {
return client.GetAccountNo();
} else {
Console.WriteLine("ProtectionProxy: Illegal password!");
return "";
}
}
}
class ProtectionProxyExample
{
[STAThread]
public static void Main(string[] args) {
IClient client = new ProtectionProxy("thePassword");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("main received: " + client.GetAccountNo());
Console.WriteLine("\nPress any key to continue . . .");
Console.Read();
}
}
}
3. 프록시 디자인 패턴의 활용
프록시 디자인 패턴은 다음과 같은 상황에서 유용하게 활용될 수 있다.
- 접근 제어 및 보안: 접근 권한에 따라 리소스에 대한 접근을 제어한다.
- 지연 로딩 (Lazy Loading): 복잡하거나 무거운 객체를 대신하여 가상 프록시 객체를 사용하고, 필요에 따라 실제 객체를 로드한다.[1]
- 원격 객체 접근: 분산 객체 통신에서 로컬 객체는 원격 객체를 나타내며, 로컬 객체에 대한 메서드 호출은 원격 메서드 호출로 이어진다. (ATM 예시)
3. 1. 접근 제어 및 보안
보호 프록시는 접근 권한에 따라 리소스에 대한 접근을 제어하는 데 사용될 수 있다.3. 2. 지연 로딩 (Lazy Loading)
복잡하거나 무거운 객체를 대신하여, 일부 경우에 골격 표현이 유리할 수 있다. 기본 이미지가 크기가 매우 큰 경우, 가상 프록시 객체를 사용하여 표현하고, 필요에 따라 실제 객체를 로드할 수 있다.[1]3. 3. 원격 객체 접근
분산 객체 통신에서 로컬 객체는 원격 객체(다른 주소 공간에 속한 객체)를 나타낸다. 로컬 객체는 원격 객체의 프록시이며, 로컬 객체에 대한 메서드 호출은 원격 객체에 대한 원격 메서드 호출로 이어진다. 예를 들어 ATM 구현에서, ATM은 원격 서버에 존재하는 은행 정보를 위한 프록시 객체를 가질 수 있다.4. 예제 코드
Java와 C#을 사용한 프록시 패턴 예제가 있다. Java 예제는 가상 프록시를 통해 이미지 로딩을 지연시켜 불필요한 로딩을 방지한다. C# 예제는 보호 프록시를 사용하여 계좌 정보 접근을 제어하는데, 올바른 비밀번호를 입력해야만 접근 가능하다.
4. 1. Java 예제
다음은 Java를 사용한 가상 프록시 패턴 예제이다. `ProxyImage` 클래스는 실제 이미지가 필요할 때까지 이미지 로딩을 지연시킨다. 만약 이미지가 필요하지 않다면, 시간이 오래 걸리는 로딩은 수행되지 않는다.```java
import java.util.*;
interface Image {
public void displayImage();
}
class RealImage implements Image {
private String filename;
public RealImage(String filename) {
this.filename = filename;
loadImageFromDisk();
}
private void loadImageFromDisk() {
System.out.println("Loading " + filename);
}
@Override
public void displayImage() {
System.out.println("Displaying " + filename);
}
}
class ProxyImage implements Image {
private String filename;
private Image image;
public ProxyImage(String filename) {
this.filename = filename;
}
@Override
public void displayImage() {
if (image == null)
image = new RealImage(filename);
image.displayImage();
}
}
class ProxyExample {
public static void main(String[] args) {
Image image1 = new ProxyImage("HiRes_10MB_Photo1");
Image image2 = new ProxyImage("HiRes_10MB_Photo2");
image1.displayImage(); // 로딩 필요
image2.displayImage(); // 로딩 필요
}
}
```
실행 결과:```text
Loading HiRes_10MB_Photo1
Displaying HiRes_10MB_Photo1
Loading HiRes_10MB_Photo2
Displaying HiRes_10MB_Photo2
4. 2. C# 예제
다음은 보호 프록시를 사용하여 계좌 정보 접근을 제어하는 C# 예제이다.```csharp
using System;
namespace ConsoleApplicationTest.FundamentalPatterns.ProtectionProxyPattern
{
public interface IClient {
string GetAccountNo();
}
public class RealClient : IClient {
private string accountNo = "12345";
public RealClient() {
Console.WriteLine("RealClient: Initialized");
}
public string GetAccountNo() {
Console.WriteLine("RealClient's AccountNo: " + accountNo);
return accountNo;
}
}
public class ProtectionProxy : IClient
{
private string password; //비밀 비밀번호
RealClient client;
public ProtectionProxy(string pwd) {
Console.WriteLine("ProtectionProxy: Initialized");
password = pwd;
client = new RealClient();
}
// 사용자를 인증하고 계정 번호를 반환합니다.
public String GetAccountNo() {
Console.Write("Password: ");
string tmpPwd = Console.ReadLine();
if (tmpPwd == password) {
return client.GetAccountNo();
} else {
Console.WriteLine("ProtectionProxy: Illegal password!");
return "";
}
}
}
class ProtectionProxyExample
{
[STAThread]
public static void Main(string[] args) {
IClient client = new ProtectionProxy("thePassword");
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("main received: " + client.GetAccountNo());
Console.WriteLine("\nPress any key to continue . . .");
Console.Read();
}
}
}
```
`RealClient`는 계정 번호를 저장한다. 올바른 비밀번호를 알고 있는 사용자만 이 계정 번호에 접근할 수 있다. `RealClient`는 비밀번호를 알고 있는 `ProtectionProxy`에 의해 보호된다. 사용자가 계정 번호를 얻고 싶어하는 경우, 먼저 프록시가 사용자에게 인증을 요구하고, 사용자가 올바른 비밀번호를 입력했을 때만 프록시가 `RealClient`를 호출하여 계정 번호를 사용자에게 통지한다.
이 예제에서 올바른 비밀번호는 '''thePassword'''이다.
참조
[1]
서적
Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software
https://archive.org/[...]
Addison Wesley
[2]
웹사이트
The Proxy design pattern - Problem, Solution, and Applicability
http://w3sdesign.com[...]
2017-08-12
[3]
웹사이트
The Proxy design pattern - Structure and Collaboration
http://w3sdesign.com[...]
2017-08-12
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