[java] 자바 디자인 패턴을 사용한 성능 향상

15 Dec 2023

java

본 포스트에서는 자바 디자인 패턴을 활용하여 성능을 향상시키는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

성능 향상을 위한 디자인 패턴

디자인 패턴은 많은 소프트웨어 개발자들에게 이미 익숙한 개념이지만, 성능 향상 측면에서의 활용은 덜 주목받고 있습니다. 디자인 패턴을 올바르게 활용함으로써 자바 애플리케이션의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

플라이웨이트 패턴

플라이웨이트 패턴은 메모리 사용량을 줄이는 데에 도움을 줍니다. 이 패턴은 객체를 공유하여 메모리 사용을 최적화하는 데 사용됩니다. 즉, 동일한 내용을 가진 객체가 여러 개 생성될 때, 이들을 단순히 공유하여 메모리 사용을 줄일 수 있습니다.

예를 들어, 문자열 풀(String Pool)은 플라이웨이트 패턴의 좋은 예입니다. 동일한 문자열이 여러 번 사용될 경우 매번 새로운 문자열 객체를 생성하는 대신, 기존의 객체를 재사용하여 메모리를 절약할 수 있습니다.

public class FlyweightFactory {
    private static Map<String, Flyweight> flyweights = new HashMap<>();

    public static Flyweight getFlyweight(String key) {
        if (!flyweights.containsKey(key)) {
            flyweights.put(key, new ConcreteFlyweight());
        }
        return flyweights.get(key);
    }
}

스트래티지 패턴

스트래티지 패턴은 알고리즘을 객체로 캡슐화하여 동적으로 변경할 수 있도록 하는 디자인 패턴입니다. 이를 통해 애플리케이션에서 사용되는 알고리즘을 선택적으로 변경할 수 있으며, 성능 향상에 도움을 줄 수 있습니다.

예를 들어, 정렬 알고리즘을 사용하는데, 애플리케이션 실행 중에 다양한 정렬 알고리즘을 사용해야 한다면, 스트래티지 패턴을 통해 런타임에 알고리즘을 변경할 수 있습니다.

public interface SortStrategy {
    void sort(int[] data);
}

public class QuickSortStrategy implements SortStrategy {
    public void sort(int[] data) {
        // 퀵 정렬 알고리즘 구현
    }
}

public class BubbleSortStrategy implements SortStrategy {
    public void sort(int[] data) {
        // 버블 정렬 알고리즘 구현
    }
}

public class SortContext {
    private SortStrategy strategy;

    public SortContext(SortStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void setStrategy(SortStrategy strategy) {
        this.strategy = strategy;
    }

    public void executeStrategy(int[] data) {
        strategy.sort(data);
    }
}

프락시 패턴

프락시 패턴은 대리자가 실제 객체에 접근할 수 있는 권한을 제어함으로써 객체에 대한 접근을 제어하는 디자인 패턴입니다. 이를 통해 원격지에 있는 객체에 대한 접근을 최적화할 수 있으며, 캐시를 활용하여 성능을 향상시킬 수도 있습니다.

public interface Image {
    void display();
}

public class RealImage implements Image {
    private String filename;

    public RealImage(String filename) {
        this.filename = filename;
        loadImageFromDisk();
    }

    private void loadImageFromDisk() {
        // 디스크로부터 이미지 로딩
    }

    public void display() {
        // 이미지 표시
    }
}

public class ImageProxy implements Image {
    private String filename;
    private RealImage image;

    public ImageProxy(String filename) {
        this.filename = filename;
    }

    public void display() {
        if (image == null) {
            image = new RealImage(filename);
        }
        image.display();
    }
}

결론

자바 디자인 패턴은 성능 향상을 위한 효과적인 방법을 제시합니다. 플라이웨이트 패턴을 통해 메모리 사용을 최적화하고, 스트래티지 패턴을 활용하여 동적으로 알고리즘을 교체하고, 프락시 패턴을 사용하여 객체 접근을 제어함으로써 성능을 향상시킬 수 있습니다.

참고 자료

이상으로 자바 디자인 패턴을 활용하여 성능을 향상시키는 방법에 대해 알아보았습니다. 부가적인 의견이나 피드백은 언제든 환영합니다!

목차

성능 향상을 위한 디자인 패턴

플라이웨이트 패턴

스트래티지 패턴

프락시 패턴

결론

참고 자료