Juyong Jeong

Juyong Jeong

💻Game Client Programmer

Observer Pattern

관찰자 패턴의 사례

예제

  • 어떤 조건을 만족하는지 체크 하기 위한 코드를 여기저기에 써야할까?
    • 충돌 검사 코드에도 넣어야 한다면?
  • 관찰자 패턴을 통해 조건을 만족하는지 여부를 알림을 통해 알 수 있다
// 어떤 게임 오브젝트의 상태를 업데이트 하는 Physcis 클래스의 함수
void Physics::updateEntity(Entity& entity)
{
  bool wasOnSurface = entity.isOnSurface();
  
  // 물리 엔진 코드는 침범하지 않는다
  entity.accelerate(GRAVITY);
  entity.update();

  // 유저의 다리에서 떨어지기 업적을 체크하는 코드
  // 리시버가 있든 없든 계속 알림을 보낸다
  if (wasOnSurface&& !entity.isOnSurface())
  {
    // 어떤 알림을 보내야하는지는 알아야 한다
    // 완전한 디커플링은 아니다
    notify(entity, ENVET_START_fALL);
  }
}
  • 위의 방법으로 물리엔진의 작동 코드 자체는 건드리지 않는다
  • entity를 업데이트하면서 observer가 subject의 status를 업데이트 하도록 요청한다
    • 어떤 observer가 이를 수행할지는 Physics도 entity도 모른다

작동 원리

관찰자

class Observer
{
  public: 
    virtual ~Observer() {};
    virtual void onNotify(const Entity& entity, Event event) = 0;
}
  • 어떤 클래스든 Observer가 되면 관찰자가 된다
class Achievements : public Observer
{
  public:
    virtual void onNotify(const Entity& entity,  Event event)
    {
      switch (event)
      {
        case EVENT_ENTITY_FALL:
          // 해당 객체가 플레이어인지,
          // 플레이어가 다리위에 있는 것인지...
          if (entity.isHero() && heroIsOnBridge_)
          {
            unlock(ACHIEVEMENT_FELL_OFF_BRIDGE);
          }
          break;
          // heroIsOnBridge_ 값 업데이트
          // 그 외...
      }
    }

  private:
    void unlcok(Achievement achievement)
    {
      // 아직 업적이 남아있다면 해제
    }
    bool heroIsOnBridge_;
}

대상

  • 관찰당하는 객체가 알림 메서드를 호출
    • 알림을 기다리는 관찰자 목록을 보유
      • 하나의 관찰자에만 반응하게 된다면 복수의 시스템과 동시에 상호작용할 수 없다
      • 후에 알림을 넣은 관찰자가 먼저 알림을 넣은 관찰자를 방해할 수도 있다
      • 관찰자는 다른 관찰자를 신경쓰지 않는다
class Subject
{
  // Observer 목록을 갱신할 수 있도록 메서도 공개
  public:
    void addObservers() { /*.Observer 추가..*/ }
    void removeObservers() { /*Observer 제거...*/ }
    // ...

  private: 
    Observer* observers_[MAX_OBSERVERS];
    int numObservers_;
}
  • 관찰자와 대상은 상호작용한다
    • 그러나 서로 커플링되어 있지 않다
// 아래 코드는 observers_의 size가 고정되어 있다는 전제로 작성
class Subject
{
  // 상속하는 클래스를 위해 protected
  protected:
    void notify(const Entity& entity, Event event)
    {
      for (int i = 0; i < numObservers_; ++i>)
        observers_[i]->onNotify(entity, event);
    }
}
  • 대상은 관찰자에게 알림을 보낸다

이벤트 관찰

  • 물리 엔진에 hook을 걸어 알림을 보내고 업적 시스템이 알림을 받아 등록하게 한다
class Physics : public Subject
{
  public:
    void updateEntity(Entity& entity);
}
  • Physics 클래스는 notify로 알림을 보낼 수 있다
    • 클래스 외부에서는 접근 불가

문제점과 해결방안

속도

  • 관찰자 패턴을 사용하는 시스템이 Queuing이나 동적할당을 하기 때문에 실제로 느릴 수 있다
  • 정적 호출보다 느리지만 가상함수를 통해 필요한 알림을 보내면 된다

동기

  • 대상이 관찰자의 모든 메서드를 실행하기 전까지는 다음 작업을 진행할 수 없다
  • 블록 상태의 우려가 있을 수는 있다
  • 인지하고 있으면 큰 문제는 아니다
    • 오히려 멀티스레드나 락을 사용하는 것이 더 불안할 수 있다

동적 할당

  • 위의 예제에서는 고정 할당된 관찰자 목록을 사용했다
    • 하지만 이를 동적으로 사용할 수도 있다
  • 새로운 관찰자가 추가될 때만 동적할당이 일어난다
    • 알림 메서드를 날릴 때마다 동적할당되는 게 아니다
  • 굳이 신경이 쓰인다면… image
    1. Observer를 linked list로 구현한다
      • 이 경우, Observer는 한 번에 하나의 대상만 관찰할 수 있다
      • 대상마다 Observer 목록이 있다면 Observer를 여러 대상에 등록할 수 있다… image
    2. Obsever Pool의 노드들이 Observer를 포인터로 가리키게 한다
      • 같은 관찰자를 여러 노드가 가리킬 수 있다
      • 같은 관찰자를 여러 대상에 추가할 수 있다

기타 문제점

대상과 관찰자 제거

  • 관찰자가 삭제될 수 있다면, dangling pointer 문제가 발생할 수 있다
  • 보통은 관찰자가 대상을 참조하지 않기 때문에 대상을 지우는 것이 더 쉽다
    • 그러나 삭제된 대상의 알림을 관찰자가 계속 기다릴 수도 있다
    • 대상이 삭제될 때 사망 알림을 보내면 된다
  • 관찰자를 제거할 때 스스로 등록을 취소하게 할 수도 있다
    • 모든 대상으로부터 등록을 취소할 수도 있다
    • 물론 이 경우, 상호 참조를 해야하기 때문에 더 복잡해진다