AST(Abstract Syntax Tree) 및 불변성 분석

[Uechann]

Gemini 기본 분석

[AST Composite 패턴](https://www.notion.so/AST-Composite-340787384b0a801fa432d9a602903e15?pvs=21)

[인터페이스, 추상 클래스 및 QOM 분석](https://www.notion.so/QOM-340787384b0a8036b835e19e8745914a?pvs=21)

[컴포지트 패턴의 계층적 구조와 적용](https://www.notion.so/340787384b0a80cbae51d8e075f4f729?pvs=21)

컴포지트 패턴이란?

객체 지향 설계에서 트리 구조를 다룰 때 매우 강력한 디자인 패턴이다.

부분-전체 계층을 표현하기 위해 객체들을 트리 구조로 구성하는 패턴이다.

이 패턴의 목적은 클라이언트가 단일 객체(Leaf)와 복합 객체(Composite)를 구분하지 않고 동일한 인터페이스로 투명하게 다룰 수 있도록 만드는 것이다.

즉, 하나를 다루든 여러개를 묶어서 다루든 똑같은 방식으로 명령을 내릴 수 있다.

핵심 구성 요소

Component (컴포넌트)

• 모든 요소 (단일 객체 및 복합 객체)가 공통으로 가져야 할 인터페이스나 추상 클래스를 정의한다.
• 클라이언트는 오직 이 Component 인터페이스를 통해서만 객체들을 조작한다.

Leaf (단일 객체/ 잎)

• 트리 구조의 가장 밑바닥에 있는 노드이다. 자식 노드를 가질 수 없다.
• 실질적인 핵심 작업을 수행하는 객체이다.

Composite (복합 객체 / 컨테이너)

• 자식 노드 (Leaf or Composite)들을 가질 수 있는 객체이다.
• Component 인터페이스에 정의된 작업을 수행할 때, 자식이 직접 처리하기보다는
  자신이 포함하고 있는 자식 객체들에게 해당 작업을 위임 한다.

패턴 예시: 파일 시스템

Component: FileSystemNode 파일과 폴터의 공통 인터페이스

Leaf: File

Composite: Folder (내부에 여러 File이나 또 다른 Folder를 가질 수 있음)

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// 1. Component (공통 인터페이스)
interface FileSystemNode {
    void printName();
}

// 2. Leaf (단일 객체)
class File implements FileSystemNode {
    private String name;

    public File(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public void printName() {
        System.out.println("File: " + name);
    }
}

// 3. Composite (복합 객체)
class Directory implements FileSystemNode {
    private String name;
    private List<FileSystemNode> children = new ArrayList<>();

    public Directory(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void add(FileSystemNode node) {
        children.add(node);
    }

    @Override
    public void printName() {
        System.out.println("Directory: " + name);
        // 자식 노드들에게 출력을 위임 (다형성 활용)
        for (FileSystemNode child : children) {
            child.printName();
        }
    }
}

// 4. Client (사용자)
public class CompositePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Directory root = new Directory("Root");
        Directory docs = new Directory("Documents");
        File memo = new File("memo.txt");
        File photo = new File("photo.png");

        docs.add(memo);
        root.add(docs);
        root.add(photo);

        // 클라이언트는 단일 파일인지 폴더인지 구분할 필요 없이 
        // 최상위 Component의 메서드만 호출하면 전체 트리가 처리됨
        root.printName();
    }
}

JOOQ에서의 컴포지트 패턴

AST (Abstract Syntax Tree)를 컴포지트 패턴를 활용하였다.

Component:

• QueryPart 인터페이스

Leaf:

• Field 컬럼
• Table 테이블
• 바인드 변수 값 등

Composite

• SelectQuery
• AndCondition
• OrCondition

등 내부에 여러 Field나 또 다른 Condition을 리스트 형태로 가지고 있다.

즉, JOOQ에서는 최종적으로 SQL을 생성할 때, 최상위 QueryPart 객체의 메서드 하나만 호출한다.
그러면 최상위 객체가 자신이 품고 있는 하위 QueryPart 노드들의 렌더링 메서드를 연쇄적으로 호출하며
한줄의 SQL 문자열을 조립해낸다.

장점

새로운 타입 추가시 용이하다.

새로운 종류의 Leaf나 Composite 클래스를 추가하더라고 기존 코드를 변경할 필요 없이 Component 인터페이스만 구현하면 트리를 쉽게 결합할 수 있다.

즉, JOOQ에서 새로운 SQL 방언의 함수 노드를 추가할 때 유리한다.

단점

설계의 지나친 일반화

모든 객체가 공통 인터페이스를 가져야 하므로, 특정 Leaf 노드에는 의미없는 메서드가 인터페이스에 강제될 수 있다. 이를 막기 위해 인터페이스 분리 원칙을 고민해야한다.

타입 체크의 어려움

컴포지트 객체 내부에 특정 타입의 Leaf만 들어가도록 제한하기가 구조적으로 까다롭다.

예를 들어) 폴더 안에 실행 파일을 넣지 못하게 막는 로직 등을 런타임에 별도로 검사해야 한다.

Query (Abstrat Syntax Tree)

주 구성요소

모든 노드는 QueryPart라는 공통 타입을 가지고
이를 통해 개별 Leaf와 조립된 Composite를 구분 없이 섞어서 큰 부품들을 만들어 간다.

Field (필드/컬럼)

필드는 단순이 컬럼 이름일 수 있고, 함수나 연산이 포함된 복합 식 일 수 있다.

Leaf: TableFieldImpl → (USER.ID), Val → (1)

Composite:

• Add (필드 + 필드) ,
• Function (함수 + 인자 필드들)

적용: USER.ID.plus(1), ADD(USER.ID, Val(1)) 라는 새로운 Field 노드를 만들어낸다.

Condition (조건식)

조건 식은 필드나 다른 조건을 조합하여 논리 구조를 만들어낸다.

Leaf: TrueCondition, FalseCondition

Composite:

• Eq : 필드와 필드를 비교 (Field = Field)
• And/Or : 조건과 조건을 결합 (Condition AND Condition)

적용: ID.eq(1).and(NAME.like(”A%)) 는 AND(Eq(ID, 1), Like(NAME, “A%”)) 구조의 Condition이 된다.

Table (테이블/소스)

테이블은 물리적 테이블 뿐만 아니라 조인된 결과나 서브쿼리도 포함된다.

Leaf: TableImpl

Composite: JoinTable (왼쪽 Table + 오른쪽 Table + Join Condition)

적용: USER.join(POST).on(USER.ID.eq(POST.USER_ID)) 는 JoinTable이라는 하나의 Table 노드가 된다.