Builder 디자인 패턴: 소프트웨어 개발자를 위한 심층 탐구

Source: Dev.to

소개

객체‑지향 프로그래밍에서 복잡한 객체를 생성하는 과정은 금방 난잡해질 수 있습니다—특히 객체가 많은 매개변수를 필요로 하고, 그 중 일부가 선택적이거나 상호 의존성이 있을 때 더욱 그렇습니다. 빌더(Builder) 디자인 패턴은 생성 패턴 중 하나로, Gang of Four가 소개하고 Joshua Bloch가 Effective Java에서 다듬은 패턴으로, 복잡한 객체를 단계별로 깔끔하고 가독성 높게, 유지보수하기 쉬운 방식으로 구성할 수 있게 해줍니다.

이 패턴은 복잡한 객체의 구성을 그 표현과 분리하여, 동일한 구성 과정을 통해 서로 다른 표현을 만들 수 있게 합니다.

구성 요소

• Builder – 제품을 구성하는 단계들을 정의하는 추상 인터페이스.
• ConcreteBuilder – Builder 인터페이스를 구현하고, 제품의 부품을 만들고 조립함.
• Director (선택 사항) – 특정 순서대로 빌딩 단계를 조정함.
• Product – 실제로 만들어지는 복잡한 객체.

실제 사용에서는—특히 Java, C#, TypeScript 같은 언어에서—별도의 Director 없이 빌더 자체가 메서드 체이닝을 통한 fluent interface를 제공해 구축 과정을 안내하는 경우가 많습니다.

예시 (Java)

public class User {
    private final String firstName;
    private final String lastName;
    private final int age;
    private final String email;
    private final String phoneNumber;

    // Private constructor enforces use of Builder
    private User(Builder builder) {
        this.firstName = builder.firstName;
        this.lastName = builder.lastName;
        this.age = builder.age;
        this.email = builder.email;
        this.phoneNumber = builder.phoneNumber;
    }

    public static class Builder {
        private String firstName;
        private String lastName;
        private int age;
        private String email;
        private String phoneNumber;

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

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

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

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

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

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

장점

• 가독성 및 유지보수성 향상
• 불변성 지원
• 빌드 시점에 검증 가능
• 선택적 매개변수를 우아하게 처리
• Fluent하고 표현력 있는 API

단점

• 코드 양이 증가함
• 단순 객체에는 과도할 수 있음
• 약간의 런타임 오버헤드 발생

결론

Builder 디자인 패턴은 복잡하고 불변인 객체를 가독성 높고 안전하게 생성할 수 있게 해주는 강력한 도구입니다. 약간의 보일러플레이트 코드가 추가되지만, 명확성, 정확성, 유지보수성 측면에서 얻는 이점이 비용을 능가하는 경우가 많으며, 특히 대규모 애플리케이션에서 더욱 유용합니다.