Chain of Responsibility Pattern

요청을 한 객체에서 다른 객체로 전달하며, 각 객체가 요청을 처리할지 여부를 결정하는 구조이다.

Motivation

애플리케이션에서 로그를 처리하는데, 여러 종류의 로그 메시지가 있다고 하자. 정보, 경고, 오류 메시지가 있으며, 각 메시지는 적절한 방식으로 처리되어야 한다. 오류 메시지는 콘솔에 즉시 출력하고, 정보 메시지는 파일에 저장하며, 경고 메시지는 원격 서버에 전송한다. 각 메시지를 처리하는 핸들러가 존재하며, 메시지의 종류에 따라 적합한 핸들러가 메시지를 처리해야 한다.

책임 연쇄 패턴을 사용하면 로그 메시지 처리 체인을 구성하여 해결할 수 있다. 각 로그 레벨을 처리하는 핸들러를 체인으로 연결하여 각 메시지가 처리되도록 할 수 있다.

Applicability

하나 이상의 객체가 요청을 처리해야 하고, 그 요청 처리자 중 어떤 것이 선행자(priori)인지 모를 때, 처리자가 자동으로 확정되어야 한다.
메시지를 받을 객체를 명시하지 않은 채 여러 객체 중 하나에게 처리를 요청하고 싶을 때
요청을 처리할 수 있는 객체 집합이 동적으로 정의되어야 할 때

Structure

chain of responsibility pattern structure

객체 구조는 다음과 같이 보일 수 있다.

typical object structure

Handler: 요청을 처리하는 인터페이스를 정의하고, 후속 처리자(successor)와 연결을 구현한다. 즉, 연결 고리에 연결된 다음 객체에게 다시 메시지를 보낸다.
ConcreteHandler: 실제로 요청을 처리하는 핸들러이다. 즉, 자신이 처리할 행동이 있으면 처리하고, 그렇지 않으면 후속 처리자에 다시 처리를 요청할 수 있다.
Client: ConcreteHandler 객체에게 필요한 요청을 보낸다.

Collaborations

사용자는 처리를 요청하고, 이 처리 요청은 실제로 그 요청을 받을 책임이 있는 ConcreteHandler 객체를 만날 때까지 정의된 연결 고리를 따라 계속 전달된다.

Consequences

객체 간 행동적 결합도가 낮아진다.

다른 객체가 어떻게 처리하는지 몰라도 된다. 단지 요청을 보내는 객체는 이 메시지가 적절하게 처리될 것만 확신하면 된다. 메시지를 보내는 측이나 받는 측 모두 서로를 모르고, 또 연결된 객체들조차도 그 연결 구조가 어떻게 되는지 모른다. 결과적으로 이 패턴은 객체들 간 상호작용 과정을 단순화시킨다.
객체에게 책임을 할당하는 데 유연성을 높일 수 있다.

객체의 책임을 여러 객체에 분산시킬 수 있어 런타임에 객체 연결 고리를 변경하거나 추가하여 책임을 변경하거나 확장할 수 있다.
메시지 수신이 보장되지는 않는다.

어떤 객체가 이 처리에 대한 수신을 담당하는 것을 명시하지 않으므로 요청이 처리된다는 보장은 없다. 만약 객체들 간 연결 고리가 잘 정의되지 않으면 요청이 처리되지 못한 채 버려질 수 있다.

Implmentation

후속 처리자들의 연결 고리 구현하기. 후속 처리자들의 연결 고리를 구현하는 방법은 두 가지다.
1. 새로운 연결을 만드는 방법
  
  새로운 연결 정보를 명시적으로 정의하여 처리자 간 연결을 관리하는 방식이다. 주로 Handler 클래스에서 nextHandler 변수를 사용해 구현되며, 필요할 경우 ConcreteHandler 클래스에서 직접 구현할 수 있다.
2. 이미 있는 연결 정보를 사용하는 것
  
  이미 존재하는 연결 정보(예: UI 계층 구조, DOM 트리, 그래프 등)를 활용하여 책임 연쇄를 구현하는 방식이다. 이 방식은 기존 구조를 활용하므로 중복된 연결 정보를 정의하지 않아도 된다.

후속 처리자 연결하기.

기본적으로 각 처리자(handler)는 자신의 후속 처리자를 알고 있어야 한다. 후속 처리자는 연결 정보로서, 한 처리자가 자신의 후속 처리자에게 요청을 넘길 수 있도록 도와준다.

class HelpHandler {
public:
    HelpHandler(HelpHandler* s) : _successor(s) { } // 후속 처리자 설정
    virtual void HandleHelp();
private:
    HelpHandler* _successor;
};

void HelpHandler::HandleHelp() {
    if (_successor) {
        _successor->HandleHelp();
    }
}

처리 요청의 표현부를 정의한다.
1. 처리 요청을 코드화하여 매개변수로 전달
  
  HandleRequest() 메서드를 사용해 요청을 처리하는데, 이 방식은 하드코딩된 방식이라 처리할 수 있는 요청이 제한적이다.
2. Request 클래스를 사용해 처리 요청 정의
  
  요청을 유연하게 처리하려면 매개변수를 다루는 방식이 필요하다. 이를 위해 Request 클래스를 사용해 처리 요청을 정의한다. Request 클래스는 서브클래싱을 통해 다양한 요청의 매개변수를 정의할 수 있다. 따라서 각 요청을 구체적인 클래스나 객체로 다룰 수 있으며, 필요에 따라 확장할 수도 있다.
3. 요청 종류 식별
  
  Request 클래스는 요청의 종류를 식별할 수 있어야 한다. GetKind() 메서드를 사용해 요청이 무엇인지 식별하고, 이에 맞는 처리 방식으로 분기한다.
```
void Handler::HandleRequest(Request* theRequest) {
    switch (theRequest->GetKind()) {
        case Help:
            // cast argument to appropriate type
            HandleHelp((HelpRequest*) theRequest);
            break;
        case Print:
            HandlePrint((PrintRequest*) theRequest);
            // ...
            break;
        default:
            // ...
            break;
    }
}
```
4. 서브클래스에서 요청 처리 방식 재정의
  
  Handler 클래스의 HandleRequest() 메서드를 서브클래스에서 재정의하여 새로운 처리 방법을 구현할 수 있다.
  
  예를 들어, ExtendedHandler 서브클래스에서 Preview 요청만 처리하고, 그 외의 요청은 부모 클래스에서 처리하게 할 수 있다.
```
class ExtendedHandler : public Handler {
public:
    virtual void HandleRequest(Request* theRequest);
    // ...
};

void ExtendedHandler::HandleRequest(Request* theRequest) {
    switch (theRequest->GetKind()) {
        case Preview:
            // handle the Preview request
            break;
        default:
            // let Handler handle other requests
            Handler::HandleRequest(theRequest);
    }
}
```

Sample Code

HelpHandler 클래스는 도움말 요청을 처리하는 데 필요한 인터페이스를 정의한다. 도움말 목록을 관리하고 HelpHandler의 연결 고리 다음 객체에 대한 참조자를 관리한다. 가장 중요한 연산은 HandleHelp()로 서브클래스에서 이 연산을 재정의해야 한다. HasHelp()는 관련된 도움말 항목이 있는지 확인하는 연산이다.

typedef int Topic;
const Topic NO_HELP_TOPIC = -1;
class HelpHandler {
public:
    HelpHandler(HelpHandler* = 0, Topic = NO_HELP_TOPIC);
    virtual bool HasHelp();
    virtual void SetHandler(HelpHandler*, Topic);
    virtual void HandleHelp();
private:
    HelpHandler* _successor;
    Topic _topic;
};

HelpHandler::HelpHandler(HelpHandler* h, Topic t) : _successor(h), _topic(t) { }

bool HelpHandler::HasHelp() {
    return _topic != NO_HELP_TOPIC;
}

void HelpHandler::HandleHelp() {
    if (_successor != 0) {
        _successor->HandleHelp();
    }
}

모든 위젯은 Widget이라는 추상 클래스의 서브클래스들이며, Widget은 HelpHandler의 서브클래스이다.

class Widget : public HelpHandler {
protected:
    Widget(Widget* parent, Topic t = NO_HELP_TOPIC);
private:
    Widget* _parent;
};

Widget::Widget(Widget* w, Topic t) : HelpHandler(w, t) {
    _parent = w;
}

버튼은 연결 고리에서 첫 번째 처리자다. Button 클래스는 Widget의 서브클래스고, Button의 생성자는 자신을 포함하는 객체에 대한 참조자와 도움말 항목 정보를 매개변수로 받아들인다.

class Button : public Widget {
public:
    Button(Widget* d, Topic t = NO_HELP_TOPIC);

    virtual void HandleHelp();
    // Widget operations that Button overrides...
};

Button 클래스의 HandleHelp() 연산은 우선 버튼에 해당하는 도움말이 있는지 확인한다. 개발자가 정의하지 않았다면 요청을 HelpHandler() 연산을 통해 다음 객체에 전달된다. 도움말 항목이 있다면 도움말을 보여주고 객체를 찾는 일은 끝난다.

Button::Button(Widget* h, Topic t) : Widgetfh, t) { }

void Button::HandleHelp() {
    if (HasHelp()) {
        // offer help on the button
    } else {
        HelpHandler::HandleHelp();
    }
}

Dialog 클래스도 비슷한 방법으로 구현한다. 도움말을 제공할 수 있다면 제공하고, 그렇지 않으면 후속 처리자에게 요청을 전달한다.

class Dialog : public Widget {
public:
    Dialog(HelpHandler* h, Topic t = NO_HELP_TOPIC);
    virtual void HandleHelp();

    // Widget operations that Dialog overrides...
    // ...
};

Dialog::Dialog(HelpHandler* h, Topic t) : Widget(O) {
    SetHandler(h, t);
}

void Dialog::HandleHelp() {
    if (HasHelp()){
        // offer help on the dialog
    } else {
        HelpHandler::HandleHelp();
    }
}

연결의 끝은 Application의 인스턴스인데, 애플리케이션은 위젯이 아니다. 따라서 HelpHandler 클래스를 직접 상속받는다. 도움말 요청이 이 단계까지 전달되면 애플리케이션에 대한 정보를 제공한다.

class Application : public HelpHandler {
public:
    Application(Topic t) : HelpHandler(0, t) { }
    virtual void HandleHelp();
    // application-specific operations...
};

void Application::HandleHelp() {
    // show a list of help topics
}

다음 코드는 이들 객체를 생성하고 연결한다.

const Topic PRINT_TOPIC - 1 ;
const Topic PAPER_ORIENTATION_TOPIC = 2;
const Topic APPLICATION_TOPIC = 3;

Application* application = new Application(APPLICATION_TOPIC);
Dialog* dialog = new Dialog(application, PRINT_TOPIC);
Button* button = new Button(dialog, PAPER_ORIENTATION_TOPIC);

HandleHelp()를 호춣하여 도움말을 요청한다. HelpHandler 클래스는 Dialog의 후속 처리자로 만들어질 수 있다. 또한 후속 처리자는 동적으로 변경될 수도 있다.

button->HandleHelp();

Motivation#

Applicability#

Structure#

Collaborations#

Consequences#

Implmentation#

Sample Code#