Web3 디자인 패턴 완벽 가이드

Web3 애플리케이션 개발에 필수적인 디자인 패턴들을 다룹니다. 스마트 컨트랙트 연동, 지갑 연결, 트랜잭션 처리 등 실무에서 자주 사용되는 패턴들을 실제 코드와 함께 설명합니다.

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들어가며

이 글에서는 Web3 디자인 패턴 완벽 가이드에 대해 상세히 알아보겠습니다. 총 12가지 주요 개념을 다루며, 각각의 개념에 대한 설명과 실제 코드 예제를 함께 제공합니다.

목차

1. Factory_Pattern_for_Contract_Instances
2. Singleton_Wallet_Connection
3. Observer_Pattern_for_Events
4. Strategy_Pattern_for_Transaction_Signing
5. Adapter_Pattern_for_Provider
6. Retry_Pattern_for_Transactions
7. Circuit_Breaker_Pattern
8. Memento_Pattern_for_Transaction_History
9. Decorator_Pattern_for_Gas_Optimization
10. Proxy_Pattern_for_Contract_Upgrades
11. State_Pattern_for_Connection_States
12. Repository_Pattern_for_Blockchain_Data

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1. Factory Pattern for Contract Instances

개요

스마트 컨트랙트 인스턴스를 효율적으로 생성하고 관리하는 팩토리 패턴입니다. 재사용성과 유지보수성을 높여줍니다.

코드 예제

class ContractFactory {
  private static instances = new Map();

  static getContract(address: string, abi: any, provider: any) {
    if (!this.instances.has(address)) {
      this.instances.set(address, new ethers.Contract(address, abi, provider));
    }
    return this.instances.get(address);
  }
}

설명

동일한 컨트랙트 주소에 대해 인스턴스를 재사용하여 메모리를 절약하고 성능을 향상시킵니다.

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2. Singleton Wallet Connection

개요

애플리케이션 전체에서 단일 지갑 연결을 유지하는 싱글톤 패턴입니다. 중복 연결을 방지합니다.

코드 예제

class WalletConnection {
  private static instance: WalletConnection;
  private provider: any;

  private constructor() {}

  static getInstance() {
    if (!this.instance) {
      this.instance = new WalletConnection();
    }
    return this.instance;
  }
}

설명

앱 전체에서 하나의 지갑 연결 인스턴스만 사용하여 상태 불일치를 방지하고 리소스를 절약합니다.

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3. Observer Pattern for Events

개요

스마트 컨트랙트 이벤트를 구독하고 변경사항을 자동으로 감지하는 옵저버 패턴입니다.

코드 예제

class EventObserver {
  private listeners: Map<string, Function[]> = new Map();

  subscribe(event: string, callback: Function) {
    if (!this.listeners.has(event)) {
      this.listeners.set(event, []);
    }
    this.listeners.get(event)?.push(callback);
  }

  notify(event: string, data: any) {
    this.listeners.get(event)?.forEach(cb => cb(data));
  }
}

설명

컨트랙트 이벤트 발생 시 구독자들에게 자동으로 알림을 보내 실시간 업데이트를 구현합니다.

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4. Strategy Pattern for Transaction Signing

개요

다양한 지갑 제공자에 따라 트랜잭션 서명 전략을 동적으로 변경하는 패턴입니다.

코드 예제

interface SigningStrategy {
  sign(tx: any): Promise<any>;
}

class MetaMaskStrategy implements SigningStrategy {
  async sign(tx: any) {
    return await window.ethereum.request({
      method: 'eth_sendTransaction',
      params: [tx]
    });
  }
}

설명

지갑 타입(MetaMask, WalletConnect 등)에 따라 서명 방식을 쉽게 교체할 수 있어 확장성이 뛰어납니다.

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5. Adapter Pattern for Provider

개요

다양한 Web3 프로바이더를 통일된 인터페이스로 사용할 수 있게 하는 어댑터 패턴입니다.

코드 예제

class ProviderAdapter {
  constructor(private provider: any) {}

  async getBalance(address: string): Promise<string> {
    if (this.provider.getBalance) {
      return await this.provider.getBalance(address);
    }
    return await this.provider.request({
      method: 'eth_getBalance',
      params: [address, 'latest']
    });
  }
}

설명

ethers, web3.js 등 서로 다른 라이브러리를 동일한 방식으로 사용할 수 있게 추상화합니다.

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6. Retry Pattern for Transactions

개요

네트워크 오류나 가스 부족 시 트랜잭션을 자동으로 재시도하는 패턴입니다.

코드 예제

async function retryTransaction(txFunc: Function, maxRetries = 3) {
  for (let i = 0; i < maxRetries; i++) {
    try {
      return await txFunc();
    } catch (error: any) {
      if (i === maxRetries - 1) throw error;
      if (error.code === 'INSUFFICIENT_FUNDS') throw error;
      await new Promise(r => setTimeout(r, 2000 * (i + 1)));
    }
  }
}

설명

일시적인 네트워크 오류를 처리하고 exponential backoff로 재시도하여 성공률을 높입니다.

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7. Circuit Breaker Pattern

개요

RPC 노드 장애 시 자동으로 다른 엔드포인트로 전환하는 서킷 브레이커 패턴입니다.

코드 예제

class CircuitBreaker {
  private failureCount = 0;
  private threshold = 3;
  private isOpen = false;

  async call(func: Function) {
    if (this.isOpen) throw new Error('Circuit open');
    try {
      const result = await func();
      this.failureCount = 0;
      return result;
    } catch (error) {
      if (++this.failureCount >= this.threshold) this.isOpen = true;
      throw error;
    }
  }
}

설명

연속된 실패 감지 시 서비스를 일시 중단하여 시스템 부하를 줄이고 빠른 실패를 유도합니다.

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8. Memento Pattern for Transaction History

개요

트랜잭션 상태를 저장하고 복원할 수 있는 메멘토 패턴입니다. 실행 취소 기능에 유용합니다.

코드 예제

class TransactionMemento {
  private history: any[] = [];

  save(state: any) {
    this.history.push({ ...state, timestamp: Date.now() });
  }

  restore(index: number) {
    return this.history[index];
  }

  getHistory() {
    return this.history;
  }
}

설명

트랜잭션 실행 전 상태를 저장하여 히스토리 추적이나 롤백 시나리오에 활용할 수 있습니다.

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9. Decorator Pattern for Gas Optimization

개요

트랜잭션에 가스 최적화 로직을 동적으로 추가하는 데코레이터 패턴입니다.

코드 예제

function withGasOptimization(target: any, key: string, descriptor: any) {
  const original = descriptor.value;
  descriptor.value = async function(...args: any[]) {
    const gasPrice = await this.provider.getGasPrice();
    const optimized = gasPrice.mul(90).div(100);
    args[0].gasPrice = optimized;
    return await original.apply(this, args);
  };
  return descriptor;
}

설명

기존 함수를 수정하지 않고 가스 가격 최적화, 로깅 등의 기능을 추가할 수 있습니다.

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10. Proxy Pattern for Contract Upgrades

개요

스마트 컨트랙트 업그레이드를 위한 프록시 패턴 구현입니다. 불변성 문제를 해결합니다.

코드 예제

class ContractProxy {
  constructor(
    private proxyAddress: string,
    private implementationAddress: string,
    private provider: any
  ) {}

  async call(method: string, ...args: any[]) {
    const impl = new ethers.Contract(this.implementationAddress, abi, this.provider);
    return await impl[method](...args);
  }
}

설명

프록시 컨트랙트를 통해 로직 컨트랙트를 교체할 수 있어 업그레이드 가능한 컨트랙트를 구현합니다.

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11. State Pattern for Connection States

개요

지갑 연결 상태(연결됨, 연결 중, 연결 끊김)를 관리하는 상태 패턴입니다.

코드 예제

class WalletState {
  async connect(context: any) { throw new Error('Not implemented'); }
}

class ConnectedState extends WalletState {
  async connect() { console.log('Already connected'); }
}

class DisconnectedState extends WalletState {
  async connect(context: any) {
    await context.wallet.connect();
    context.setState(new ConnectedState());
  }
}

설명

각 상태별로 다른 동작을 정의하여 복잡한 상태 전이를 명확하게 관리할 수 있습니다.

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12. Repository Pattern for Blockchain Data

개요

블록체인 데이터 접근을 추상화하는 리포지토리 패턴입니다. 캐싱과 데이터 소스 전환이 용이합니다.

코드 예제

class TokenRepository {
  constructor(private cache: Map<string, any>, private provider: any) {}

  async getBalance(address: string): Promise<string> {
    if (this.cache.has(address)) return this.cache.get(address);
    const balance = await this.provider.getBalance(address);
    this.cache.set(address, balance);
    return balance;
  }
}

설명

데이터 접근 로직을 중앙화하고 캐싱을 통해 RPC 호출을 줄여 성능을 개선합니다.

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마치며

이번 글에서는 Web3 디자인 패턴 완벽 가이드에 대해 알아보았습니다. 총 12가지 개념을 다루었으며, 각각의 사용법과 예제를 살펴보았습니다.

관련 태그

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