BookReview [객체지향의 사실과 오해]

읽은 기록

객체지향의 사실과 오해

내가 운영하고 있는 북클럽에서 4회차로 읽은 책이다.

과거 가벼운 마음으로 한번 쓱 읽은 기억이 있는데, 조금 성장했다고 느낀 요즘 다시 제대로 읽으며 정리해보니 정말 많은 것을 느낄 수 있었다.

이후에 진행하는 아카데미 컨퍼런스에서 3회차 책으로 진행하기 때문에 그때에도 또 다른 느낌을 받을 수 있을 것 같다. (4월달에 진행 예정)

전에 읽은 객체지향 사고 프로세스와 비교하며 읽어보려 했는데 조금은 다른 영역이라는 생각이 들었다.

사고 프로세스는 구현 단계에서 생각해야 하는 코드적인 성격이 강하다면 이 책은 객체지향의 마인드셋에 관한 내용이다.

책 제목과 마찬가지로 정말 객체지향에 대해 오해하고 있는 부분과 사실적인 부분에 많은 내용을 담고 있어서 너무 좋았다.

실제 코드는 7장에서 조금 나오고 나오지 않는다.

이후에 같은 저자가 쓴 오브젝트라는 책을 읽어보고 싶다.

서문

객체지향이라는 단어는 오랜 역사와 성숙도에더 불구하고 소프트웨어 개발에서 항상 뜨거운 감자이다.

객체지향에서 많은 사람들이 동의하는 공통적인 특징으론 추상화, 캡슐화, 상속, 다형성이 있고, 이는 객체지향을 다른 패러다임과 구분하는 중요한 특징이다.

SOLID로 대표되는 몇 가지 원칙이나 반복적으로 발생하는 문제를 해결하기 위한 패턴들도 객체지향의 유용한 도구이다.

그렇다면 이런 것을 통틀어서 객체지향이라고 할 수 있을까?

위에서 말한 몇 가지는 객체지향적으로 만들 수 있게 도와주는 도구일 뿐 객체지향이란 언어에서 벗어나 하나의 공동체를 만드는 작업이라고 생각한다.

이 책은 많은 개발자들의 “객체지향이란?”말에 대답을 하기위해 쓰여졌으며 객체지향에 대한 본질을 다룬다.

첫 번째 걸음은 클래스가 아닌 객체를 바라보는 것에서부터 시작한다.

두 번째 걸음은 객체를 독립적인 존재가 아닌 기능을 구현하기 위해 협력하는 공동체로 바라보는 것이다.

세 번째 걸음을 내디딜 수 있는지 여부는 협력에 참여하는 객체들에게 얼마나 적절한 역할과 책임을 부여할 수 있느냐에 달려 있다.

객체지향의 마지막 걸음은 사용하는 언어라는 틀에 흐트러짐 없이 담아낼 수 있는 기술을 익히는 것이다.

대상독자

이 책은 객체지향언어을 사용하는 프로그래머를 위해 쓰여졌다.

객체지향언어를 사용하지만, 구조적 프로그래밍을 하는 프로그래머들에게도 도움이 될 것이다.

이 책의 구성

• 1장 협력하는 객체들의 공동체
  • 객체지향 패러다임의 핵심이 자율적인 객체들의 협력이라는 사실을 강조한다.
  • 지금까지 객체지향의 중심이 클래스나 상속이라고 생각했던 사람은 약간의 당혹감을 받을 수 있다.
• 2장 이상한 나라의 객체
  • ‘객체란 무엇인가’라는 본질적인 질문에 대답하려고 한다.
• 3장 타입과 추상화
  • 소프트웨어 개발에서 중요한 개념인 추상화와 마주치게 된다.
  • 거창해 보이지만 추상화는 단순화를 의미하고 객체지향 패러다임에서 가장 널리 사용되는 추상화는 동적인 객체들을 단순화시켜 정적인 타입으로 갈무리하는 것이다.
• 4장 역할, 책임, 협력
  • 객체지향 설계에서 가장 중요한 재료인 역할, 책임, 협력에 관해 설명한다.
  • 객체들은 협력에 참여하기 위해 특정한 역할을 맡고 역할에 적합한 책임을 수행하게 된다.
• 5장 책임과 메세지
  • 훌룡한 메시지가 훌륭한 객체지향 설계의 기반이라는 사실을 강조한다.
  • 객체의 자율성과 설계의 유연성은 얼마나 훌룡한 메시지를 선택하냐에 달려있다.
• 6장 객체 지도
  • 객체지향이 구조와 기능이라는 두 가지 관점을 어떻게 조화시키는지에 관해 설명한다.
  • 구조는 기능에 비해 변화에 더 안정적이다. 따라서 객체지향 패러다임은 객체들의 구조안에 기능을 녹임으로써 변화에 안정적인 소프트웨어를 개발할 수 있게 한다.
• 7장 함께 모으기
  • 마지막장으로 예시 코드와 함께 앞서 읽은 챕터들의 활용을 보여준다.

책을 읽는 방법

1장부터 유기적인 흐름으로 연결되어 있기 때문에 가장 효과적인 방법은 순서대로 읽는 것이다.

집필 동기

오브젝트라는 거대한 객체지향 개발 책을 쓰다가 나온 책이다.

1장 협력하는 객체들의 공동체

시너지를 생각하라. 전체는 부분의 합보다 크다.

객체지향을 처음 접하게 되면 가장 먼저 “객체지향이란 실세계를 직접적이고 직관적으로 모델링할 수 있는 패러다임”이라는 설명과 마주하게 된다.

이런 식의 설명은 객체지향 프로그래밍이란 현실 속에 존재하는 사물을 최대한 유사하게 모방해 소프트웨어 내부로 옮겨오는 작업이기 때문에 그 결과물인 객체지향 소프트웨어는 실세계의 투영이며, 현실세계에 존재하는 사물에 대한 추상화라는 것이다.

이 말은 철학적인 관점에서 설명하는데 적합하긴 하지만, 실용적인 관점에서 객체지향적 설계를 하기에 도움이 되지 않는다.

철학적인 관점으론 마치 이데아와 같이 진짜를 만들고 객체라는 것 흉내내어 만들어진 것이라고 생각할 수 있다.

반대로 이런 이해는 실제 소프트웨어를 만들 때 도움이 되진 않는다.

객체지향의 진짜 목표는 실세계를 모방하는 것이 아닌 새로운 세계를 창조하는 것이다.

소프트웨어 개발자의 역할은 단순히 실세계를 소프트웨어 안으로 옮겨 담는 것이 아니라 고객과 사용자를 만족시킬 수 잇는 신세계를 창조하는 것이다.

실세계의 모방이라는 개념이 비현실적임에도 여전히 많은 사람들이 실세계와 객체와 소프트웨어 객체 간의 대응이라는 솨서 유산을 반복적으로 생성하는 이유는 뭘까?

그것은 실세계에 대한 비유가 객체지향의 다양한 측면을 이해하고 학습하는 데 매우 효율적이기 때문이다.

객체가 스스로 생각하고 결정하는 현실 세계의 생맹체에 비유하는 것은 상태와 행위를 캡슐화하는 소프트웨어 객체의 자율성을 설명하는 데 효과적이다.

현실 세계의 사람들이 암묵적인 약속과 명시적인 계약을 기반으로 협력하며 목표를 달성해 나가는 과정은 메세지를 주고받으며 공동의 목표를 달성하기 위해 협력하는 객체들의 관계를 설명하는 데 적합하다.

실세계의 사물을 기반으로 소프트웨어 객체를 식별하고 구현까지 이어간다는 개념은 객체지향 설계의 핵심 사상인 연결완정성을 설명하는 데 적합한 틀을 제공한다.

때문에 실세계의 모방이라는 객체지향의 개념은 훌륭한 프로그램을 설계하고 구현하는 실무적인 관점에서는 부적합하지만 객체지향이라는 용어에 담긴 기본 사상을 이해하고 학습하는 데는 매우 효과적이다.

이 때문에 오해의 여지가 있음에도 많은 책들에선 이 개념을 쉽게 포기하지 못한다.

협력하는 사람들

커피 공화국의 아침

실세계의 카페에서 커피를 받는 과정을 객체지향적으로 설명할 때 가장 강조하는 것은 역할, 책임, 협력이다.

협력을 조화로 생각해도 좋다.

따듯한 커피라는 한 목표에서 커피를 주문하는 손님, 주문을 받는 캐시어, 커피를 제조하는 바리스타라는 역할이 존재한다.

각 손님, 캐시어, 바리스타는 주문한 커피를 손님에게 제공하기 위해 협력하는 과정에서 자신이 맡은 바 책임을 다한다.

손님은 카페인을 채우기 위해 커피를 주문할 책임을 행한다.

캐시어는 손님의 주문을 받는 책임을 성실히 수행한다.

바리스타는 주문된 커피를 제조하는 책임을 수행한다.

커피 주문이라는 협력에 참여하는 모든 사람들은 커피가 정확하게 주문되고 주문된 커피가 손님에게 정확하게 전달될 수 있도록 맡은 바 역할과 책임을 다하고 있는 것이다.

실제로 위 내용을 코드적으로 생각해보면 도움이 된다. 각 역할을 클래스로 생각하고 어떤 흐름으로 진행될지, 메세지는 누가 던지는지 등등..

역할, 책임, 협력은 우리가 삶을 영위하기 위해 다른 사람들과 접촉하는 모든 곳에 존재한다.

코드 안에서도, 소프트웨어 개발과정에서도..

요청과 응답으로 구성된 협력

사람들은 스스로 해결하지 못하는 문제와 마주치면 문제 해결에 필요한 지식을 알고 있거나 서비스를 제공해줄 수 있는 사람에게 도움을 요청한다.

일반적으로 하나의 문제를 해결하기 위해 다수의 사람 혹은 역할이 필요하기 때문에 한사람에 대한 요청이 또 다른 사람에 대한 요청을 유발하는 것이 일반적이다. 따라서 요청은 연쇄적으로 발생한다.

• 커피 주문이라는 협력은 캐시어에게 원하는 커피를 주문하면서 시작된다. 손님이 캐시어에게 주문하는 것은 커피를 제공해 줄 것을 캐시어에게 요청하는 것이다.
• 주문을 받는 캐시어는 주문 내역이 기록된 컵을 전달함으로써 바리스타에게 커피를 제조해 달라는 요청을 한다.

요청을 받은 사람은 주어진 책임을 다하면서 필요한 지식이나 서비스를 제공한다.

즉, 다른 사람의 요청에 응답한다. 응답도 요청과 마찬가지로 연쇄적으로 발생한다.

• 바리스타는 커피를 제조한 후 제조가 완료됐음을 캐시어에게 알려 주는 것으로 캐시어의 요청에 응답한다.
• 캐시어는 진동벨을 울려 손님에게 주문된 커피가 준비됐음을 알림으로써 손님의 주문에 응답한다.

요청과 응답을 통해 다른 사람과 협력할 수 있는 능력은 인간으로 하여금 거대하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 공동체를 형성할 수 있게 만든다.

협력의 성공은 특정한 역할을 맡은 각 개인이 얼마나 요청을 성실히 이행하는가에 달려 있다.

역할과 책임

사람들은 다른 사람들과 협력하는 과정 속에서 특정할 역할을 부여받는다.

커피 제조에서는 손님, 캐시어, 바리스타라는 역할이 존재한다.

역할은 어떤 협력에 참여하는 특정한 사람이 협력 안에서 차지하는 책임이나 의무를 의미한다.

역할이라는 단어는 의미적으로 책임이라는 개념을 내포한다.

선생님이라는 역할은 학생을 가르칠 책임이 있음을 암시한다.

즉, 특정한 역할은 특정한 책임을 암시한다.

협력에 참여하며 특정한 역할을 수행하는 사람들은 역할에 적합한 책임을 수행하게 된다.

사람들이 협력을 위해 특정한 역할을 맡고 역할에 적합한 책임을 수행한다는 사실은 몇 가지 중요한 개념을 제시한다.

• 여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있다.
  • 손님입장에선 어떤 캐시어가 주문을 받던, 어떤 바리스터가 제조하던 상관이 없다.
• 역할은 대체 가능성을 의미한다.
  • 손님 입장에서 캐시어는 대체 가능하다. 즉, 어떤 캐시어가 주문을 받던 상관이 없다.
• 책임을 수행하는 방법을 자율적으로 선택할 수 있다.
  • 요청을 받은 사람들은 요청을 처리하는 방법을 자유롭게 선택할 수 있다.
  • 어떤 바리스타는 자신만의 레시피를 활용하여 커피를 제조할 것 (다형성)
• 한 사람이 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.
  • 캐시어와 바리스타로 구분했지만, 한 사람이 두 역할을 동시에 수행할 수 있다.

역할, 책임, 협력

기능을 구현하기 위해 협력하는 객체들

지금까지 설명한 실세계의 커피를 주문하는 과정은 객체지향의 핵심적이고 중요한 개념을 거의 대부분 포함하고 있다.

사람이라는 단어를 객체로, 에이전트의 요청을 메세지로, 에이전트가 요청을 처리하는 방법을 메서드로 바꾸면 객체지향이라는 문맥으로 옮겨올 수 있다.

역할과 책임을 수행하는 협력하는 객체들

“인간은 사회적인 동물이다.”

사람들은 커피 주문과 같은 특정한 목표를 이루기 위해 서로 협력한다.

협력의 핵심은 특정한 책임을 수행하는 역할들 간의 연쇄적인 요청과 응답을 통해 목표를 달성한다는 것이다.

목표는 더 작은 책임으로 분할되고 책임을 수행할 수 있는 적절한 역할을 가진 사람에 의해 수행된다. (세분화)

사용자가 최종적으로 인식하게 되는 시스템의 기능은 객체들이 성실히 협력해서 일궈낸 결실이다.

애플리케이션의 기능은 더 작은 책임으로 분할되고 책임은 적절한 수행할 수 있는 객체에 의해 수행된다.

객체는 자신의 책임을 수행하는 도중에 다른 객체로 분할되고 시스템의 기능은 객체간의 연쇄적인 요청과 응답의 흐름으로 구성된 협력으로 구현된다.

객체지향 설계라는 예술은 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것에서 시작된다.

• 여러 객체가 동일한 역할을 수행할 수 있다.
• 역할은 대체 가능성을 의미한다.
• 각 객체는 책임을 수행하는 방법을 자율적으로 선택할 수 있다.
• 하나의 객체가 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.

협력 속에 사는 객체

객체지향 애플리케이션의 윤곽을 결정하는 것은 역할, 책임, 협력이지만 실제로 협력에 참여하는 주체는 객체다.

객체는 애플리케이션 기능을 구현하기 위해서 존재한다.

아주 작은 기능조차 객체 혼자 감당하기에는 버거울 정도로 복잡하고 거대하기 때문에 일반적으로 객체는 다른 객체와의 협력을 통해 기능을 구현하게 된다.

객체지향적으로 얼마나 잘 짰는지는 객체끼리 얼마나 조화롭게 협력하는지를 말한다고 할 수 있다.

협력 공동체의 일원으로서 객체는 다음과 같은 두 가지 덕목을 갖춰야 하며, 두 덕목 사이에서 균형을 유지해야 한다.

첫째, 객체는 충분히 협력적이어야 한다.

객체는 다른 객체의 요청에 충실히 귀 기울이고 다른 객체에게 적극적으로 도움을 요청할 정도로 열린 마음을 지녀야 한다.

외부의 도움을 무시한 채 모든 것을 스스로 처리하려고 하는 전지전능한 객체는 내부적인 복잡도에 의해 자멸하고 만다.

여기서 협력적이라는 말이 다른 객체의 명령에 따라 행동하는 수동적인 존재를 의미하는 것이 아닌 요청에 응답하는 능동적인 객체라는 점이다. (해당 객체가 요청에 응답할지 결정함)

두 번째, 객체는 충분히 자율적이어야 한다.

스스로의 원칙에 따라 어떤 일을 하거나 자기 스스로를 통제할 수 있어야 한다.

객체지향 설계의 묘미는 다른 객체와 조화롭게 협력할 수 있을 만큼 충분히 개방적인 동시에 협력에 참여하는 방법을 스스로 결정할 수 있을 만큼 충분히 자율적인 객체들의 공동체를 설계하는 데 있다.

상태와 행동을 함께 지닌 자율적인 객체

흔히 객체를 상태와 행동을 함께 지닌 실체라고 정의한다.

이 말은 객체가 협력에 참여하기 위해 어떤 행동을 해야 한다면 그 행동을 하는 데 필요한 상태도 함께 지니고 있어야 한다는 것을 의미한다.

객체가 협력에 참여하는 과정 속에서 스스로 판단하고 스스로 결정하는 자율적인 존재로 남기 위해서는 필요한 행동과 상태를 함께 지니고 있어야 한다.

객체의 자율성은 객체의 내부와 외부를 명확하게 구분하는 것으로부터 나온다.

객체의 사적인 부분은 객체 스스로 관리하고 외부에서 일체 간섭할 수 없도록 차단해야 하며, 객체의 외부에서 접근이 허락된 수단을 통해서만 객체와 의사소통해야 한다. (캡슐화)

다른 객체가 무엇을 수행하는지는 알 수 있지만 어떻게 수행하는지는 알 수 없다. (세부사항에 의해 가려짐)

자율성을 위해 인터페이스를 통해 잘 설계하는 것이 중요하다. (이후 메시지와 이어짐)

협력과 메시지

실제 세계에서는 다앙햔 방법으로 도움을 요청할 수 있지만, 객체지향의 세계에선 오직 한 가지 의사소통 수단만이 존재한다.

이를 메시지라고 하며, 한 객체가 다른 객체에게 요청하는 것을 메시지를 전송한다고 말하고 다른 객체로 부터 요청을 받는 것을 메시지를 수신한다고 말한다.

결과적으로 객체는 협력을 유지하기 위해 다른 객체에게 메시지를 전송하고 다른 객체로부터 메시지를 수신한다.

따라서 객체지향 세계에서 협력은 메시지를 전송하믄 객체와 메시지를 수신하는 객체 사이의 관계로 구성된다.

이때 메시지를 전송하는 객체를 송신자, 메시지를 수신하는 객체를 수신자라고 부른다.

메서드와 자율성

객체는 다른 객체와 협력하기 위해 메시지를 전송한다.

수신자는 먼저 수신된 메시지를 이해할 수 있는지 여부를 판단한 후 미리 정해진 자신만의 방법에 따라 메시지를 처리한다.

이처럼 객체가 수신된 메시지를 처리하는 방법을 메서드라고 부른다.

OOP에선 메서드는 클래스 안에 포함된 함수 또는 프로시저를 의미한다.

따라서 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다.

메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 점은 다른 프로그래밍 언어와 객체지향 언어를 구분하는 가장 중요한 특징 중 하나다.

메시지와 메서드의 분리는 객체의 협력에 참여하는 객체들 간의 자율성을 증진시킨다.

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여기서 말하는 메시지를 통한 메서드 호출에는 방식에서 자율성, 캡슐화는 해당 메서드에 있는 기능을 말하는 것일 수 있지만

내 생각엔 좀 더 높은 차원으로 인터페이스를 통한 협력을 말하는 것 같다.

물론 동적 바인딩이나 상속, 오버라이딩등 다양한 객체 스스로 자신의 세부사항을 정의하는 방법이 있겠지만 앞서 나온 객체의 특징을 살펴본다면 좀 더 높은 차원을 두고 말하는 것 같다. ***

외부의 요청이 무엇인지를 표현하는 메시지와 요청을 처리하기 위한 구체적인 방법인 메서드를 분리하는 것은 객체의 자율성을 높이는 핵심 메커니즘이다.

이것은 캡슐화라는 개념과도 밀접한 관련이 있다.

객체지향의 본질

그래서 객체지향이란 무엇인가?

• 객체지향이란 시스템을 상호작용하는 자율적인 객체들의 공동체로 바라보고 객체를 이용해 시스템을 분할하는 방법이다.
• 자율적인 객체란 상태와 행위를 함께 지니며 스스로 자기 자신을 책임지는 객체를 의미한다.
• 객체는 시스템의 행위를 구현하기 위해 다른 객체와 협력한다. 각 객체는 협력 내에서 정해진 역할을 수행하며 역할은 관련된 책임의 집합이다.
• 객체는 다른 객체와 협력하기 위해 메시지를 전송하고, 메시지를 수신한 객체는 메시지를 처리하는 데 적합한 메서드를 자율적으로 선택한다.

객체를 지향하라

객체지향에서 클래스라는 개념은 너무 과하게 강조되고 있다.

클래스는 중요한 구성요소임은 분명하지만 핵심을 이루는 중심 개념이라고 할 수는 없다.

훌륭한 객체지향 설계자가 되기 위해 거쳐야 할 첫 번째 도전은 코드를 담는 클래스의 관점에서 메시지를 주고받는 객체의 관점으로 사고 중심을 전환하는 것이다.

중요한 것은 어떤 클래스가 필요한가가 아니라 어떤 객체들이 어떤 메시지를 주고받으며 협력하는가다.

클래스는 객체들의 협력 관계를 코드로 옮기는 도구에 불과하다.

클래스의 구조와 메서드가 아니라 객체의 역할, 책임, 협력에 집중하라.

객체지향은 객체를 지향하는 것이지 클래스를 지향하는 것이 아니다.

느낀점

약 8개월전에 읽었던 책을 다시 읽어보니 확실히 느낌이 다르다.

전에 읽을 땐 그냥 읽었던 것 같은데 이번엔 머리속으로 협력관계를 그려보게 되는 점과 책에서 말하고자하는 본질을 이해하고 읽었던 것 같다.

논의사항

• 협력하는 사람들의 내용을 사용하고 계신 언어로 풀이해보면 어떻게 나오는지 이야기 해보면 좋을 것 같습니다.

2장 이상한 나라의 객체

객체지향 패러다임은 지식을 추상화하고 추상화한 지식을 객체 안에 캡슐화함으로써 실세계 문제에 내재된 복잡성을 관리하려고 한다. 객체를 발견하고 창조하는 것은 지식과 행동을 구조화하는 문제다.

객체지향과 인지 능력

책에 나온 실험은 인간이 선천적으로 타고난 인지 능력을 이용해 세상에 존재하는 다양한 객체를 식별하고 분류함으로써 세상을 이해한다는 사실을 보여준다.

많은 사람들이 객체지향을 직관적이고 이해하기 쉬운 패러다임이라고 말하는 이유는 객체지향이 세상을 자율적이고 독립적인 객체들로 분해할 수 있는 인간의 기본적인 인지 능력에 기반을 두고 있기 때문이다.

실제로 객체지향에 대해 공부를 시작한 초창기엔 행동이나 사물에 대해서 상상로 설계해보는 것을 많이 했다.

세상을 더 작은 객체로 분해하는 것은 본질적으로 세상이 포함하고 있는 복잡성을 극복하기 위한 인간의 작은 몸부림이다.

인간은 좀 더 단순한 객체들로 주변을 분해함으로써 자신이 몸담고 있는 세상을 이해하려고 노력한다.

즉, 객체란 인간이 분명하게 인지하고 구별할 수 있는 물리적인 또는 개념적인 경계를 지닌 어떤 것이다.

객체지향 패러다임의 목적은 현실세계를 모방하는 것이 아니라 현실 세계를 기반으로 새로운 세계를 창조하는 것이다.

실행 중인 객체지향 애플리케이션의 내부를 들여다볼 수 있다면 겉으로는 우리가 알고 있는 세계와 유사해 보이지만 본질적으로는 매우 이질적인 모습을 지닌 세계와 마주치게 될 것이다.

아마 그 세계는 마치 토끼를 뒤쫓던 한 소녀가 경험한 이상한 나라만큼이나 낮설고 기묘할 것이다.

객체, 그리고 이상한 나라

이상한 나라의 앨리스

아마 이상한 나라의 앨리스를 모르는 사람은 없을 것이다.

책 속 앨리스처럼 상상하진 않았지만..(거의 잔혹동화..)

갑자기 그림을 보니 생각난 게임으로 앨리스 매드니스 리턴즈라는 게임이 생각났다.

그림의 앨리스와 비슷한 분위기의 게임인데 상당히 잘 만든 게임..

앨리스 객체

앨리스의 키를 변화시키는 것은 앨리스의 행동이다.

앨리스가 하는 행동에 따라 앨리스의 상태가 변화한다.

앨리스의 상태를 결정하는 것은 행동이지만 행동의 결과를 결정하는 것은 상태이다. (행동의 결과는 상태에 의존적)

동화를 토대로 앨리스를 객체로 생각하여 특징을 정리하면 다음과 같다.

• 앨리스는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
• 앨리스의 상태를 변경시키는 것은 앨리스의 행동이다.
  • 행동의 결과는 상태에 의존적이며 상태를 이용해 서술할 수 있다.
  • 행동의 순서가 결과에 영향을 미친다.
• 앨리스는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.

객체, 그리고 소프트웨어 나라

하나의 개별적인 실체로 식별 가능한 물리적인 또는 개념적인 사물은 어떤 것이라도 객체가 될 수 있다.

다른 사물과 구분할 수 있으며, 생성 시점을 알 수 있고, 독립적인 하나의 단위로 인식할 수 있는 모든 사물은 객체다.

객체의 다양한 특성을 효과적으로 설명하기 위해서는 객체를 상태, 행동, 식별자를 지닌 실체로 보는 것이 가장 효과적이다.

앨리스는 상태, 행동, 식별자를 지닌 실체다.

그리고 소프트웨어 안에서 창조되는 객체도 상태, 행동, 식별자를 지닌다.

객체란, 식별 가능한 개체 또는 사물이다. 객체는 자동차처럼 만질 수 있는 구체적인 사물일 수도 있고, 시간처럼 추상적인 개념일 수도 있다. 객체는 구별 가능한 식별자, 특징적인 행동, 변경 가능한 상태를 가진다. 소프트웨어 안에서 객체는 상태와 실행 가능한 코드를 통해 구현된다.

상태

왜 상태가 필요한가?

객체가 주변 환경과의 상호작용에 어떻게 반응하는가는 그 시점까지 객체에 어떤 일이 발생했느냐에 좌우된다.

엘레베이터가 움직이기 위해서는 먼저 원하는 층의 버튼을 눌러야 한다.

앨리스가 문을 통과하기 위해서는 부채질을 하거나 버섯의 한쪽을 먹어 문을 통과하기에 충분할 정도로 자신의 키를 작게 줄여야만 한다.

따라서 문을 통과한다는 행동의 결과를 예상할 수 있는 한 가지 방법은 앨리스가 과거에 케이크나 버섯을 먹었던 적이 있는지를 살펴보는 것이다.

그러나 이 방법은 앨리스가 과거에 했던 모든 행동을 기억해야만 가능하기 때문에 행동의 결과를 설명하는 것을 매우 어렵게 만든다.

일반적으로 과거에 발생한 행동의 이력을 통해 현재 발생한 행동의 결과를 판단하는 방식은 복잡하고 번거로우며 이해하기 어렵다.

따라서 인간은 행동의 과정과 결과를 단순하게 기술하기 위해 상태라는 개념을 도입했다.

상태를 이용하면 과거의 모든 이력을 설명하지 않고도 행동의 결과를 쉽게 예측하고 설명할 수 있다.

앨리스의 경우 키와 문의 높이라는 두 가지 상태만 알면 문을 통과하는 행동의 결과를 쉽게 예측할 수 있는 것이다.

상태와 프로퍼티

앨리스는 객체다.

앨리스의 키를 줄이기 위해 사용하는 음료, 케이크, 부채, 버섯, 토끼, 문 모두 객체다.

이들은 뚜렷한 경계를 가지며 식별 가능하고 상태와 행동을 지니고 있다.

그러나 세상에 존재하는 모든 것들이 객체인 것은 아니다.

분명하게 인식할 수 있음에도 객체의 영역에 포함시킬 수 없는 것들도 존재한다.

앨리스의 ‘키’와 ‘위치’는 객체가 아니다.

음료와 케이크의 ‘양’도 객체가 아니다.

숫자, 문자열, 양, 속ㄷ, 시간, 날짜, 참/거짓과 같은 단순한 값들은 객체가 아니다.

C#에선 문자열은 객체이자만. 여기서 말하는 개념이 그 개념을 말하는 것이 아니라는 것에 집중!

때로는 단순한 값이 아니라 객체를 사용해 다른 객체의 상태를 표현해야 할 때가 있다.

앨리스가 음료를 들고 있는지 여부는 앨리스라는 객체가 음료라는 객체와 연결돼 있는지 여부로 표현할 수 있다.

결론적으로 모든 객체의 상태는 단순한 값과 객체의 조합으로 표현할 수 있다.

이때 객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티라고 한다.

앨리스의 경우 키, 위치, 음료가 앨리스의 프로퍼티가 된다.

일반적으로 프로퍼티는 변경되지 않고 고정되기 때문에 ‘정적’이다.

반면 프로퍼티 값은 시간이 흐름에 따라 변경되기 때문에 ‘동적’이다.

객체와 객체 사이의 의미 있는 연결을 링크라고 한다.

객체와 객체 사이에는 링크가 존재해야만 요청을 보내고 받을 수 있다.

즉, 객체의 링크를 통해서만 메시지를 주고받을 수 있다.

객체를 구성하는 단순한 값은 속성이라고 한다.

앨리스의 키와 위치는 단순한 값으로 표현되기 때문에 속성이다.

따라서 객체의 프로퍼티는 단순한 값인 속성과 다른 객체를 가리키는 링크라는 두 가지 종류의 조합으로 표현할 수 있다.

상태는 특정 시점에 객체가 가지고 있는 정보의 집합으로 객체의 구조적 특징을 표현한다. 객체의 상태는 객체에 존재하는 정적인 프로퍼티와 동적인 프로퍼티 값으로 구성된다. 객체의 프로퍼티는 단순한 값과 다른 객체를 참조하는 링크로 구성된다.

객체는 자율적인 존재라는 점을 명심하라.

객체지향의 세계에서 객체는 다른 객체의 상태에 직접적으로 접근할 수도, 상태를 변경할 수도 없다.

자율적인 객체는 스스로 자신의 상태를 책임져야 한다.

외부의 객체가 직접적으로 객체의 상태를 주무를 수 없다면 간접적으로 객체의 상태를 변경하거나 조회할 수 있는 방법이 필요하다.

이때 사용하는 것이 행동이다.

행동은 다른 객체로 하여금 간접적으로 객체의 상태를 변경하는 것을 가능하게 한다.

객체지향의 기본 사상은 상태와 상태를 조작하기 위한 행동을 하나의 단위로 묶는 것이라는 점을 기억하라.

객체는 스스로의 행동에 의해서만 상태가 변경되는 것을 보장함으로써 객체의 자율성을 유지한다.

행동

상태와 행동

객체의 상태는 저절로 변경되지 않는다.

객체의 상태를 변경하는 것은 객체의 자발적인 행동뿐이다.

앨리스의 키가 작아진 이유는 앨리스가 음료를 마셨기 때문이다.

객체의 행동에 의해 객체의 상태가 변경된다는 것은 행동이 부수 효과를 초래한다는 것을 의미한다.

앞에서 말했듯이 객체의 행동은 객체의 상태를 변경시키지만 행동의 결과는 객체의 상태에 의존적이다.

따라서 상태와 행동 사이에는 다음과 같은 관계가 있음을 알 수 있다.

• 객체의 행동은 상태에 영향을 받는다.
• 객체의 행동은 상태를 변경시킨다.

이것은 상태라는 개념을 이용해 다음의 두 가지 관점에서 서술할 수 있음을 의미한다.

• 상호작용이 현재에 어떤 방식으로 의존하는가
• 상호작용이 어떻게 현재의 상태를 변경시키는가

협력과 행동

어떤 객체도 섬이 아니다.

켄트 벡

객체는 자신에게 주어진 책임을 완수하기 위해 다른 객체를 이용하고 다른 객체에게 서비스를 제공한다.

객체는 다른 객체와 적극적으로 상호작용하며 ‘협력하는 객체들의 공동체’에 참여하기 위해 노력한다.

객체가 다른 객체와 협력하는 유일한 방법은 다를 객체에 요청을 보내는 것이다.

객체가 다른 객체와 메시지를 통해서만 의사소통할 수 있다는 것을 기억하라.

객체가 어떤 행동을 하도록 만드는 것은 객체가 외부로부터 수신한 메시지다.

객체는 수신된 메시지에 따라 적절히 행동하면서 협력에 참여하고 그 결과로 자신의 상태를 변경한다.

객체는 협력에 참여하는 과정에서 자기 자신의 상태뿐만 아니라 다른 객체의 상태 변경을 유발할 수도 있다.

• 객체 자신의 상태 변경
• 행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송

행동이란 외부의 요청 또는 수신된 메시지에 응답하기 위해 동작하고 반응하는 활동이다. 행동의 결과로 객체는 자신의 상태를 변경하거나 다른 객체에서 메시지를 전달할 수 있다. 객체는 행동을 통해 다른 객체와의 협력에 참여하므로 행동은 외부에 가시적이어야 한다.

상태 캡슐화

현실세계와 객체지향 세계의 중요한 차이점은 현실 속 앨리스는 스스로 음료를 마시는 능동적인 존재지만 음료로는 아무것도 할 수 없는 수동적인 존재다.

현실세계라면 음료의 양을 줄여 상태를 변경시키는 주체는 음료를 목 안으로 밀어 넣은 앨리스가 될 것이다.

그러나 객체지향의 세계에서 모든 객체는 자신의 상태를 스스로 관리하는 자율적인 존재다.

음료객체의 양을 줄이는 것은 음료 자신이어야 한다.

앨리스는 단지 음료에게 자신이 음료를 마셨다는 메시지를 전달할 수 있을 뿐이다.

앨리스가 음료를 마시는 행동은 앨리스 자신의 키를 작게 만든다.

따라서 앨리스 자신의 상태를 변경한다.

메시지를 앨리스에게 전송하는 객체이건 음료에게 메시지를 전송하는 앨리스 객체이건 메시지 송신자는 수신자의 상태 변경에 대해서는 전혀 알지 못한다.

이것이 캡슐화가 의미하는 것이다.

객체가 외부로 노출하는 것은 행동뿐이며, 상태를 캡슐에 감춰둔 채 외부로 노출하지 않는다.

상태를 외부에 노출시키지 않고 행동을 경계로 캡슐화하는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다.

왜 캡슐화해야 하는가? 에대한 답변

식별자

객체란 인간의 인지 능력을 이용해 식별 가능한 경계를 가진 모든 사물을 의미한다.

식별 가능하다는 것은 객체를 서로 구분할 수 있는 특정한 프로퍼티가 객체 안에 존재한다는 것을 의미한다.

이 프로퍼티를 식별자라고 한다. (모든 객체는 식별자를 가지며 이를 이용해 객체를 구분한다.)

모든 객체가 식별자를 가진다는 것은 단순한 값들은 식별자를 가지지 않는다는 것을 의미한다.

값과 객체의 가장 큰 차이점은 값은 식별자를 가지지 않지만 객체는 식별자를 가진다는 점이다.

그리고 시스템을 설계할 때는 이런 단순한 값과 객체의 차이점을 명확하게 구분하고 명시적으로 표현하는 것이 매우 중요하다.

값은 숫자, 문자열, 날짜, 시간, 금액 등과 같이 변하지 않는 양을 모델링한다.

흔히 값의 상태는 변하지 않기 때문에 불변 상태를 가진다고 말한다.

값의 상태가 같으면 두 인스턴스는 동일한 것으로 판단하고 상태가 다르면 두 인스턴스는 다른 것으로 판단한다.

이 처럼 상태를 이용해 두 값이 같은지 판단할 수 있는 성질을 동등성이라고 한다.

상태를 이용해 동등성을 판단할 수 없는 이유는 값의 상태가 변하지 않기 때문이다.

객체는 시간에 따라 변경되는 상태를 포함하며, 행동을 통해 상태를 변경한다.

따라서 객체는 가변 상태를 가진다.

타입이 같은 두 객체의 상태가 완전히 똑같더라도 두 객체는 독립적인 별개의 객체로 다뤄야 한다.

어린 시절의 나와 지금의 나는 동일인물이지만 상태는 다르다.

객체 역시 사람과 유사하게 상태와 무관하게 두 객체를 동일하거나 다르다고 판단할 수 있는 프로퍼티를 가진다.

두 객체의 상태가 다르더라도 식별자가 같다면 두 객체를 같은 객체로 판단할 수 있다.

이 처럼 식별자를 기반으로 객체가 같은지 판단할 수 있는 성질을 동일성이라고 한다.

상태를 기반으로 객체의 동일성을 판단할 수 없는 이유는 시간이 흐름에 따라 객체의 상태가 변하기 때문이다.

식별자란 어떤 객체를 다른 객체와 구분하는 데 사용하는 객체의 프로퍼티다. 값은 식별자를 가지지 않기 때문에 상태를 이용한 동등성 검사를 통해 두 인스턴스를 비교해야 한다. 객체는 상태가 변경될 수 있기 때문에 식별자를 이용한 동일성 검사를 통해 두 인스턴스를 비교할 수 있다.

객체 식별자의 개념은 상속, 캡슐화, 다형성과 같은 좀 더 두드러진 개념에 비해 간과하기 쉽다.

그러나 식별자는 객체지향 패러다임의 표현력을 높이는 데 중요한 역할을 한다.

지금까지 다룬 객체의 특성을 다시한번 요약해보면 다음과 같다.

• 객체는 상태를 가지며 상태는 변경가능하다.
• 객체의 상태를 변경시키는 것은 객체의 행동이다.
  • 행동의 결과는 상태 의존적이며 상태를 이용해 서술할 수 있다.
  • 행동의 순서가 실행 결과에 영향을 미친다.
• 객체는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.

기계로서의 객체

객체지향 세계를 창조하는 개발자의 주된 업무는 객체의 상태를 조회하고 객체의 상태를 변경하는 것이다.

일반적으로 조회하는 작업을 쿼리라고 하고 객체의 상태를 변경하는 작업을 명령이라고 한다.

간단한 예시로 블랙박스나 티비의 동작에 대해서 내부 동작을 모르고 버튼을 누르는 사람의 예시이다.

앨리스 객체를 3D형태의 디바이스로 객체화한 모습을 보면 이해가 쉽다.

상태를 조회하고, 상태를 변경하는 명령을 수행한다.

버튼을 눌러서만 상태에 접근할 수 있다는 점을 기억해라

상태와 형태까지 동일하지만 둘은 다른 객체다.

행동이 상태를 결정한다

객체지향에 갓 입문한 사람들이 가장 쉽게 빠지는 함정은 상태를 중심으로 객체를 바라보는 것이다.

초보자들은 먼저 객체에 필요한 상태가 무엇인지를 결정하고 그 상태에 필요한 행동을 결정한다.

앨리스 객체를 설계할 때 초보자는 앨리스 객체에 필요한 상태가 무엇인지를 찾고 키와 위치를 앨리스에 추가한다. 그러고 나서야 키와 위치를 변경하거나 조회할 수 있는 행동이 무엇인지 고민한다.

상태를 먼저 결정하고 행동을 나중에 결정하는 방법은 설계에 나쁜 영향을 끼친다.

첫째, 상태를 먼저 결정할 경우 캡슐화가 저해된다.

상태에 초점을 맞출 경우 상태가 객체 내부로 깔끔하게 캡슐화되지 못하고 공용 인터페이스에 그대로 노출되어버릴 확률이 높아진다.

둘째, 객체를 협력자가 아닌 고립된 섬으로 만든다.

객체가 필요한 이유는 애플리케이션의 문맥 내에서 다른 객체와 협력하기 위해서다.

불행하게도 상태를 먼저 고려하는 방식은 협력이라는 문맥에서 멀리 벗어난 채 객체를 설계하게 함으로써 자연스럽게 협력에 적합하지 못한 객체를 창조하게 된다.

셋째, 객체의 재사용성이 저하된다.

객체의 재사용성은 다양한 협력에 참여할 수 있는 능력에서 나온다.

상태에 초점을 맞춘 객체는 다양한 협력에 참여하기 어렵기 때문에 재사용성이 저하될 수밖에 없다.

협력에 참여하는 훌룡한 객체 시민을 양성하기 위한 가장 중요한 덕목은 상태가 아니라 행동에 초점을 맞추는 것이다.

객체는 다른 객체와 협력하기 위해 존재한다.

객체의 행동은 객체가 협력에 참여하는 유일한 방법이다.

설계자로서 우리는 협력의 문맥에 맞는 적절한 행동을 수행하는 객체를 발견하거나 창조해야 한다.

객체의 적합성을 결정하는 것은 상태가 아니라 행동이다.

객체지향 설계는 애플리케이션에 필요한 협력을 생각하고 협력에 참여하는 데 필요한 행동을 생각한 후 행동을 수행할 객체를 선택하는 방식으로 수행된다.

앞서 커피 공화국을 객체지향 설계의 관점에서 다시 살펴보자.

커피를 손님이 받기 위해서 이뤄지는 협력은 다음과 같다.

1. 손님이 주문한다.
2. 캐시어는 주문을 받는다.
3. 캐시어는 바리스타에게 주문을 전달한다.
4. 바리스타는 커피를 만든다.
5. 바리스타는 커피를 캐시어에게 전달한다.
6. 캐시어는 커피를 손님에게 전달한다.

위와 같은 협력을 통해 커피를 주문하고 받는다.

위 협력에 참여하기 위한 행동은 다음과 같다.

손님 : 주문한다.
캐시어 : 커피 주문을 받는다. 커피 주문을 전달한다.
바리스타 : 커피를 만든다.

위 협력에 참여하기 위한 객체는 다음과 같다.

손님, 캐시어, 바리스타

위 행동에 필요한 상태를 추출한다.

손님 : 원하는 커피
캐시어 : 주문받은 커피
바리스타 : 만들어야 할 커피, 자신만의 레시피에 필요한 재료

위 개념으로 간단한 예제 프로그램을 만들어봐도 좋을 듯하다.

개인적인 생각이지만 요구사항이나 도메인이 예제와 같이 간단하다면 이를 설계하기 위해 객체지향으로 굳이 가지않고 구조적 프로그래밍으로 3가지 메서드를 통해 커피숍을 만들 수도 있을 것 같다. (메서드 3개로)

협력 안에서 객체의 행동은 결국 객체가 협력에 참여하면서 완수해야 하는 책임을 의미한다.

따라서 어떤 책임이 필요한가를 결정하는 과정이 전체 설계를 주도해야 한다.

이 책에선 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design)를 통해 문맥 안에서 객체의 행동을 생각하도록 도움으로써 응집도 높고 재사용 가능한 객체를 만들 수 있게 한다.

행동이 상태를 결정한다.

은유와 객체

두 번째 도시전설

두 번째 도시전설은 ‘객체지향이란 현실 세계의 모방’이라는 것이다.

객체지향을 현실 세계의 모방이라고 보는 관점은 객체지향 분석/설계란 현실 세계에 존재하는 다양한 객체를 모방한 후 필요한 부분만 취해 소프트웨어 객체로 구현하는 과정을 설명한다.

흔히 객체지향을 현실 세계의 추상화라고 한다.

여기서 추상화란 실제의 사물에서 자신이 원하는 특성만 취하고 필요 없는 부분을 추려 핵심만 표현하는 행위를 말한다.

이런 관점의 중심에는 객체지향 애플리케이션을 분석하고 설계하고 구현하기 위해서는 현실 세계를 면밀히 관찰하고 그 안에 존재하는 실제 객체들의 특징을 감추리고 요약해서 소프트웨어 객체로 추상화할 수 있는 능력이 중요하다는 생각이 자리 잡고 있다.

그러나 계속 강조하는 객체지향은 현실 세계의 모방이 아니다. 새로운 세계의 창조다.

의인화

현실 속의 객체와 소프트웨어 객체 사이의 가장 큰 차이점은 현실 속에서는 수동적인 존재가 소프트웨어 객체로 구현될 때는 능동적으로 변한다는 것이다.

소프트웨어 객체를 창조할 때 결코 현실 세계를 모방하지 않는다.

현실 객체가 가지지 못하는 추가적인 능력을 보유하게 된다.

현실 속의 카드는 스스로 뒤집을 수 없다.

이러한 특징을 의인화라고 한다.

은유

객체지향 분석/설계에 대한 전통적인 조언은 현실 세계의 객체를 자세히 관찰하고 그중에서 소프트웨어 객체에 적합한 속성만 추려내라는 것이다.

위와 같은 전통적인 조언은 개발에 실제적인 도움이 되지 못한다.

모방같은 단어보다 좀 더 명확하게 설명할 수 있는 은유가 적합하다.

은유란 실제로는 적용되지 않는 한 가지 개념을 이용해 다른 개념을 서술하는 대화의 한 형태다.

‘시간은 돈이다.’

벤저민 프랭클린

이 같은 관계는 객체지향적 모델링에서 발견되는 현실 객체와 소프트웨어 객체의 관계와 일치한다.

은유는 표현적 차이또는 의미적 차이라는 논점과 관련성이 깊다.

은유 관계에 있는 실제 객체의 이름을 소프트웨어 객체의 이름으로 사용하면 표현적 차이를 줄여 소프트웨어 구조를 쉽게 예측할 수 있다.

이상한 나라를 창조하라

우리는 현실세계를 만드는 것이 아니다. (만들 수 없다. 모방도 불가능하다. 추상적 모방만 흉내낼뿐)

그림과 같이 현실 속 객체를 바탕으로 은유를 통해 이상한 나라의 객체를 묘사한다.

느낀점

확실히 한국분이 쓴 책이라 오역이나 오용될 만한 부분이 없어서 좋았다.

객체지향 사고프로세스 책에선 좀 더 코드에 가까웠다면 이 책은 객체지향 설계 철학에 가깝다.

논의사항

• 객체지향이 항상 정답일까요?

3장 타입과 추상화

일단 컴퓨터를 조작하는 것이 추상화를 구축하고, 조직하고, 추론하는 것에 관한 모든 것이라는 것을 깨닫고 나면 (훌륭한) 컴퓨터 프로그램을 작성하기 위한 중요한 전제 조건은 추상화를 정확하게 다루는 능력이라는 것이 명확해진다.

• 키스 데블린

영국 지하철 사례로 이야기를 시작하는데 책과 관련은 없지만 개발자가 꼭 알아야 하는 사례와 같은 계획 오류라는 개념이 있다.

누구나 경험해봤을 이야기지만 책에 잘 정리된 내용이 있어서 첨부한다.

지하철 노선도 디자인에서 가장 중요한 것은 얼마나 사실적으로 지형을 묘사했느냐가 아니라 역과 역 사이의 연결성을 얼마나 직관적으로 표현했느냐다.

추상화를 통한 복잡성 극복

현실은 매우 복잡하며 예측 불가능한 혼돈 덩어리다.

현실에 존재하는 다양한 현상 및 사물과 상호작용하기 위해서는 우선 현실을 이해해야 한다.

문제는 복잡성의 총제인 현실이라는 괴물을 그대로 수용하기에는 인간이 지니고 있는 능력과 저장 공간이 너무나도 보잘것없다는 점이다.

따라서 사람들은 본능적으로 이해하기 쉽고 예측 가능한 수준으로 현실을 분해하고 단순화하는 전략을 따른다.

따라서 진정한 의미에서 추상화란 현실에서 출발하되 불필요한 부분을 도려내가면서 사물의 놀라운 본질을 드러나게 하는 과정이라고 할 수 있다.

추상화의 목적은 불필요한 부분을 무시함으로써 현실에 존재하는 복잡성을 극복하는 것이다.

좀 더 단순하게 본다는 점에서 코페르니쿠스와 같은 개념을 가진다.

“현상은 복잡하다. 법칙은 단순하다. 버릴 게 무엇인지 알아내라.”

• 리처드 파인만

따라서 추상화는 다음과 같다.

• 추상화
  • 어떤 양상, 세부 사항, 구조를 좀 더 명확하게 이해하기 위해 특정 절차나 의도적으로 생략하거나 감춤으로써 복잡도를 극복하는 방법이다.
  • 복잡성을 다루기 위해 추상화는 두 차원에서 이뤄진다.
    • 첫 번째 차원은 구체적인 사물들 간의 공통점은 취하고 차이점은 버리는 일반화를 통해 단순화하는 것이다.
    • 두 번째 차원은 중요한 부분을 강조하기 위해 불필요한 세부 사항을 제거함으로써 단순화하는 것이다.
  • 모든 경우에 추상화의 목적은 복잡성을 이해하기 쉬운 수준으로 단순화하는 것이라는 점을 명심해라

객체지향 패러다임은 객체라는 추상화를 통해 현실의 복잡성을 극복한다.

그리고 객체지향 패러다임을 이용해 유용하고 아름다운 애플리케이션을 개발하기 위한 첫걸음은 추상화의 두 차원을 올바르게 이해하고 적용하는 것이다.

객체지향과 추상화

모두 트럼프일 뿐

“기껏해야 트럼프에 불과해. 무서워할 필요 없어”

정원사, 클로버 병사들 모두 객체이지만 앨리스는 이를 하나로 아울러 생각하고 있다.

앨리스는 객체들 중에서 하얀 토끼를 제외하고 모든 객체를 ‘트럼프’라는 하나의 개념으로 단순화해서 바라보고 있다.

그들의 나이, 계급, 성격을 무시한 채 트럼프라는 유사성을 기반으로 추상화하여 바라보고 있는 것이다.

그룹으로 나누어 단순화하기

명확한 경계를 가지고 서로 구별할 수 있는 구체적인 사람이나 사물을 객체지향 패러다임에서 객체라고 한다.

앨리스 이야기에서 다양한 인물들을 ‘트럼프’라는 한 단어로 줄여 지칭할 수 있는 이유는 ‘트럼프’라고 했을 때 떠오르는 일반적인 외형과 행동 방식을 지니고 있기 때문이다.

결과적으로 앨리스는 정원에 있는 인물들을 두 개의 그룹으로 나눠서 바라본다.

트럼프 그룹과 하얀 토끼 그룹으로 나누어서 바라보고 있다.

이 이야기에서 토끼는 하나로 존재하지만 다수의 개별적인 인물이 아닌 그룹을 통해 정원을 바라보기 때문에 정원에 내재된 복잡성을 효과적으로 감소시킨다.

앨리스뿐만 아니라 우리도 그러하다. 지나가는 사람의 모든 정보를 해석하지 않고 사람으로 추상화하기 때문이다.

개념

앨리스는 인물들의 차이점을 의도적으로 무시하고 공통점만을 강조함으로써 ‘트럼프’라는 그룹에 속할 수 있는 인물들을 취사선택한 것이다.

앨리스가 인물들의 차이점을 무시하고 공통점만을 취해 트럼프라는 개념으로 단순화한 것은 추상화의 일종이다.

객체지향 패러다임의 중심에는 구체적이고 실제적인 객체가 존재하지만 수많은 객체들을 개별적인 단위로 취급하기에는 인간이 지닌 인지능력은 턱없이 부족하다. (본능적인 추상화를 한다.)

이처럼 공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 그릇을 개념이라고 한다. (관념이나 아이디어)

개념을 이용하면 객체를 여러 그룹으로 분류할 수 있다.

결과적으로 개념은 공통점을 기반으로 객체를 분류할 수 있는 일종의 체라고 할 수 있다.

결국 각 객체는 특정한 개념을 표현하는 그룹의 일원으로 포함된다.

하트 여왕은 트럼프라는 개념 그룹의 일원이고 하얀 토끼는 토끼라는 개념 그룹의 일원이다.

이처럼 객체에 어떤 개념을 적용하는 것이 가능해서 개념 그룹의 일원이 될 때 객체를 그 개념의 인스턴스라고 한다.

개념은 세상의 객체들을 거르는 데 사용하는 정신적인 렌즈를 제공한다.

이 렌즈를 통해 세상을 바라보면 수백 수천 개의 다양한 객체가 존재하는 복잡한 세상을 몇 개의 개념만으로 단순화할 수 있다.

개념의 세 가지 관점

개념은 특정한 객체가 어떤 그룹에 속할 것인지를 결정한다. (어떤 개념의 인스턴스인지를 결정한다.)

일반적으로 객체의 분류 장치로서 개념을 이야기할 때는 아래의 세 가지 관점을 함께 언급한다.

• 심볼(symbol): 개념을 가리키는 간략한 이름이나 명칭
• 내연(intension): 개념의 완전한 정의를 나타내며 내연의 의미를 이용해 객체가 개념에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
• 외연(extension): 개념에 속하는 모든 객체의 집합

먼저 심볼이란 앨리스 이야기에서 ‘트럼프’에 해당된다.

‘내연’이란 개념의 의미를 나타낸다. 앨리스 이야기에선 몸이 납작하고, 두 손과 발이 네모난 몸 모서리에 달려 있는지 여부를 판단하기 위한 조건이라는 점에 주목하자.

마지막으로 ‘외연’은 개념에 속하는 객체들, 즉 개념의 인스턴스들이 모여 이뤄낸 집합을 가리킨다.

개념을 이용해 공통점을 가진 객체들을 분류할 수 있다는 아이디어는 객체지향 패러다임이 복잡성을 극복하는 데 사용하는 가장 기본적인 인지 수단이다.

객체를 분류하기 위한 틀

어떤 객체와 마주했을 때 객체에게 적용할 개념을 결정하는 것은 결국 해당 객체를 개념이 적용된 객체 집합의 일원으로 맞아들인다는 것을 의미한다.

어떤 객체가 개념에 적합하지 않을 경우 해당 객체는 해당 개념의 객체 집합에 포함되지 않을 것이다.

분류란 객체에 특정한 개념을 적용하는 작업이다. 객체에 특정한 개념을 적용하기로 결심했을 때 우리는 그 객체를 특정한 집합의 멤버로 분류하고 있는 것이다.

분류는 객체지향의 가장 중요한 개념 중 하나다. 어떤 객체를 어떤 개념으로 분류할지가 객체지향의 품질을 결정한다.

객체를 적절한 개념에 따라 분류하지 못한 애플리케이션은 유지보수가 어렵고 변화에 쉽게 대처하지 못한다.

반면에 객체를 적절한 개념에 따라 분류한 애플리케이션은 유지보수가 용이하고 변경에 유연하게 대처할 수 있다.

더 중요한 것은 절절한 분류 체계는 애플리케이션을 다루는 개발자의 머릿속에 객체를 쉽게 찾고 조작할 수 있는 정신적 지도를 제공한다는 점이다.

분류는 추상화를 위한 도구다

개념은 객체들의 복잡성을 극복하기 위한 추상화 도구다.

그리고 오늘을 살아가는 우리는 매 순간 세상에 존재하는 무수한 사물들을 개념의 틀로 걸러가며 세상을 추상화한다.

추상화를 사용함으로써 우리는 극도로 복잡한 이 세상을 그나마 제어 가능한 수준으로 단순화할 수 있는 것이다.

타입

타입은 개념이다

타입의 정의는 개념의 정의와 완전히 동일하다.

타입의 개념과 동일하다. 따라서 타입이란 우리가 인식하고 있는 다양한 사물이나 객체에 적용할 수 있는 아이디어나 관념을 의미한다. 어떤 객체에 타입을 적용할 수 있을 때 그 객체를 타입의 인스턴스라고 한다. 타입의 인스턴스는 타입을 구성하는 외연인 객체 집합의 일원이 된다.

물론 타입이 이렇게 쉽게 정의된다면 좋겠지만, 컴퓨터에서 다루는 타입은 좀 더 기계적인 의미로 윤색될 수밖에 없다.

기계적인 의미는 종종 개발자들의 머리를 혼란스럽게 한다.

데이터 타입

실제 메모리를 들여다 보면 그 안에는 끝없이 펼처진 0과 1의 행렬만이 존재한다.

실제로 ‘타입이 없다’는 말은 메모리 안의 데이터를 다룰 수 있는 단 하나의 타입만이 존재한다는 것을 의미한다.

타입이 없는 체계 안에서 모든 데이터는 일련의 비트열로 구성된다.

어떤 메모리 조각에 들어 있는 값의 의미는 그 값을 가져다 자신의 용도에 맞게 사용하는 외부의 해석가에 의해 결정된다.

흔히 애플리케이션이라고 부르는 프로그램이 바로 그런 해석가의 일종이다.

타입은 데이터가 어떻게 사용하느냐에 관한 것이다.

숫자형 데이터가 숫자형인 이유는 데이터를 더하거나 빼거나 곱할 수 있기 때문이다.

타입에 속한 데이터를 메모리에 어떻게 표현하는지는 외부로부터 철처하게 감춰진다.

데이터 타입의 표현은 연산을 작업을 수행하기에 가장 효과적인 형태가 선택되며, 개발자는 해당 데이터 타입을 사용하기 위해 단지 데이터 타입에 적용할 수 있는 연산자만 알고 있으면 된다.

데이터 타입은 메모리 안에 저장된 데이터의 종류를 분류하는 데 사용하는 메모리 집합에 관한 메타데이터다. 데이터에 대한 분류는 암시적으로 어떤 종류의 연산이 해당 데이터에 대해 수행될 수 있는지를 결정한다.

객체와 타입

객체를 타입에 따라 분류하고 그 타입에 이름을 붙이는 것은 결국 프로그램에서 사용할 새로운 데이터 타입을 선언하는 것과 같다.

객체는 행위에 따라 변할 수 있는 상태를 가지고 있다는 사실을 기억하라.

그렇다면 객체는 데이터인가? 그렇지 않다.

객체에서 가장 중요한 것은 객체의 행동이다.

상태는 행동의 결과로 초래된 부수효과를 쉽게 표현하기 위해 도입한 추상적인 개념일 뿐이다.

객체를 창조할 때 가장 중요하게 고려해야 하는 것은 객체가 이웃하는 객체와 협력하기 위해 어떤 행동을 해야 할지를 결정하는 것이다.

즉 객체가 협력을 위해 어떤 책임을 지녀야 하는지를 결정하는 것이 객체지향 설계의 핵심이다.

• 어떤 객체가 어떤 타입에 속하는지를 결정하는 것은 객체가 수행하는 행동이다.
• 객체의 내부적인 표현은 외부로부터 철저하게 감춰진다.

인터페이스와 동일하다.

행동이 우선이다

위에서 말한 객체가 어떤 행동을 하느냐에 따라 객체의 타입이 결정된다.

그리고 객체의 타입은 객체의 내부 표현과 아무런 상관이 없다.

따라서 객체의 내부 표현 방식이 다르더라도 어떤 객체들이 동일하게 행동한다면 그 객체들은 동일한 타입에 속한다.

결과적으로 동일한 책임을 수행하는 일련의 객체는 동일한 타입에 속한다고 할 수 있다.

어떤 객체를 다른 객체와 동일한 타입으로 분류하는 기준은 무엇인가?

그 객체가 타입에 속한 다른 객체와 동일한 행동을 하기만 하면 된다. (인터페이스)

결론적으로 객체의 타입을 결정하는 것은 객체의 행동뿐이다. (어떤 데이터를 가지고 있는지는 중요하지 않다.)

타입이 데이터가 아니라 행동에 의해 결정된다는 사실은 객체지향 패러다임을 특징 짓는 중요한 몇 가지 원리와 원칙에 의미를 부여한다.

같은 타입에 속한 객체는 행동만 동일하다면 서로 다른 데이터를 가질 수 있다.

동일한 책임이란 동일한 메시지 수신을 의미한다.

따라서 동일한 타입에 속한 객체는 내부의 데이터 표현 방식이 다르더라도 동일한 메시지를 수신하고 이를 처리할 수 있다.

다만 내부 표현 방식이 다르기 때문에 동일한 메시지를 처리하는 방식은 서로 다를 수밖에 없다.

이것은 다형성에 의미를 부여한다.

이를 통해 행동만을 외부에 노출하고 데이터를 숨김으로써 캡슐화를 이룰 수 있다.

캡슐화는 행동에 따라 분류하기 위해 지켜야 하는 기본적인 원칙으로 데이터가 캡슐의 벽을 뚫고 객체의 인터페이스를 오염시키는 순간 객체의 분류 체계는 급격히 위험에 노출되고 결과적으로 유연하지 못한 설계로 이어진다.

정리하자면 객체가 외부에 제공해야 하는 책임을 먼저 결정하고 그 책임을 수행하는 데 적합한 데이터를 나중에 결정한 후, 데이터를 책임을 수행하는 데 필요한 외부 인터페이스 뒤로 캡슐화해야 한다.

이를 흔히 책임-주도 설계(RDD)라고 한다. (데이터를 먼저 생각하는 DDD의 단점을 개선하고자 나온 개념)

다시 돌아가서 앨리스가 그들을 동일한 타입으로 분류한 이유는 그들이 동일한 방식에 따라 행동했기 때문이다.

객체를 결정하는 것은 행동이다.

데이터는 단지 행동을 따를 뿐이다.

이것이 객체를 객체답게 만드는 가장 핵심적인 원칙이다.

타입의 계층

트럼프 계층

그렇다면 정원사, 병사, 여왕등들은 정말로 트럼프인가?

앨리스는 그들을 정말로 트럼프라고 생각한 적은 없다.

단지 트럼프와 몇 가지 특성을 공유하기 때문에 트럼프라고 불렀을 뿐이다.

더 정확하게 말하면 앨리스는 등장인물들을 트럼프가 아니라 ‘트럼프 인간’으로 봤던 것이다.

트럼프 인간 타입의 객체는 트럼프 타입의 객체가 할 수 있는 모든 행동을 할 수 있을뿐만 아니라 추가적으로 걸어다니는 행동을 더 할 수 있다.

다시 말하면 트럼프 인간은 트럼프가 할 수 있는 모든 것을 할 수 있지만 트럼프보다 좀 더 특화된 행동을 할 수 있다.

집합이라는 관점에서 보자면 트럼프 인간의 타입의 외연은 트럼프 타입의 외연의 부분 집합으로 볼 수 있다.

이 과점에선 트럼프는 트럼프 인간을 포괄하는 좀 더 일반적인 개념이다.

트럼프 인간은 트럼프보다 좀 더 특화된 행동을 하는 특수한 개념이다.

이 두 개념 사이의 관계를 일반화/특수화 관계라고 한다.

일반화/특수화 관계

트럼프는 트럼프 인간보다 더 일반적인 개념이다.

더 일반적이라는 말은 더 포괄적이라는 의미를 내포하기 때문에 트럼프는 트럼프 인간에 속하는 객체를 포함한다.

일반화는 특수화는 동시에 일어난다. 트럼프 인간은 트럼프를 좀 더 특수하게 표현한 것이다.

더 특수하다는 것은 일반적인 개념보다 범위가 더 좁다는 것을 의미하므로 트럼프 인간에 속하는 객체는 트럼프에 속하는 객체보다 더 적을 수밖에 없다.

여기서 중요한 것은 객체지향에서 일반화/특수화 관계를 결정하는 것은 객체의 상태를 표현하는 데이터가 아니라 행동이라는 것이다.

어떤 객체가 다른 객체보다 더 일반적인 상태를 표현하거나 더 특수한 상태를 표현한다고 해서 두 객체가 속하는 타입 간에 일반화/특수화 관계가 성립하는 것은 아니다.

두 타입 간에 일반화/특수화 관계가 성립하려면 한 타입이 다른 타입보다 더 특수하게 행동해야 하고 반대로 한 타입은 다른 타입보다 더 일반적으로 행동해야 한다.

결국 객체의 일반화/특수화 관계에 있어서도 중요한 것은 객체가 내부에 보관한 데이터가 아니라 개체가 외부에 제공하는 행동이다.

행동의 관점에서 더 일반적인 타입이란 무엇이고 더 특수한 타입이란 무엇인가? 일반적인 타입이란 특수한 타입이 가진 모든 행동들 중에서 일부 행동만을 가지는 타입을 가리킨다.

특수한 타입이란 일반적인 타입이 가진 모든 행동을 포함하지만 거기에 더해 자신만의 행동을 추가하는 타입을 말한다.

앨리스가 트럼프가 트럼프 인간의 일반화인 이유는 트럼프가 가진 모든 행동을 트럼프 인간이 공통적으로 수행할 수 있기 때문이다.

슈퍼타입과 서브타입

일반화/특수화 관계를 좀 더 일반적인 한 타입과 좀 더 특수한 한 타입 간의 관계다. (is-a 관계)

이때 좀 더 일반적인 타입을 슈퍼타입이라고 하고 좀 더 특수한 타입을 서브타입이라고 한다.

강조하지만 슈퍼타입과 서브타입에서 중요한 것은 두 타입 간의 관계가 행동에 의해 결정된다는 점이다.

즉, 어떤 타입이 다른 타입의 서브타입이 되기 위해서는 행위적 호환성을 만족시켜야 한다.

일반적으로 서브타입은 슈퍼타입의 행위와 호환되기 때문에 슈퍼타입을 대체할 수 있어야 한다.

결국 트럼프 인간은 트럼프이므로 행위(납작 엎드리거나 뒤집어지기만 하는 경우)만 만족한다면 대체하더라도 무방하다.

일반화는 추상화를 위한 도구다

추상화의 두 번째 차원인 불필요한 세부사항 제거는 객체지향 패러다임에서 두 번째 차원을 적절하게 활용하는 예로 일반화/특수화 관계를 들 수 있다.

앨리스가 ‘기껏해야 트럼프에 불과해’라고 말하는 것은 앨리스 머릿속에서 트럼프 인간의 특수한 능력을 제거하고 단순한 종이 조각의 트럼프의 특성에 집중한 것이다.

여기서 두 가지 추상화 기법이 함께 사용됐다는 점에 주목한다.

• 정원에 있던 등장인물들의 차이점을 배제하고 공통점만을 강조함으로써 이들을 공통의 타입인 트럼프 인간으로 분류했다.
• 트럼프 인간을 좀 더 단순한 관점에서 바라보기 위해 불필요한 세부사항을 배제하고 좀 더 포괄적인 의미를 지닌 트럼프로 일반화했다.

정적모델

타입의 목적

왜 타입을 사용해야 하는가? (객체지향이니 객체만 다루면 되는거 아님?)

타입을 사용하는 이유는 인간의 인지 능력으로는 시간에 따라 동적으로 변하는 객체의 복잡성을 극복하기가 너무 어렵기 때문이다.

앨리스의 이야기로 돌아가서 앨리스라고 하는 객체의 상태는 변하지만 앨리스를 다른 객체와 구별할 수 있는 식별성은 동일하게 유지된다.

단지 앨리스가 변경되는 키라는 상태만 가진다고 단순화하면 그만이라는 것

결국 앨리스의 상태를 표현하는 키는 앨리스가 어떤 행동을 하느냐에 따라 100센치가 될 수도, 30센치가 될 수도 있다.

타입은 시간에 따라 동적으로 변하는 앨리스의 상태를 시간과 무관하게 정적인 모습으로 다룰 수 있게 해준다.

그래서 결국 타입은 추상화다

이런 관점에서 타입은 추상화다.

타입 자체도 추상화라고 생각안해봤는데, 다시 생각해보니 맞는 말이다.

어떤 시점에 앨리스에 관해 생각할 때 불필요한 시간이라는 요소와 상태 변화라는 요소를 제거하고 철저하게 정적인 관점에서 앨리스이 모습을 묘사하는 것을 가능하게 해준다. (행동으로 뽑아냈기 때문에)

타입은 추상화다.

타입을 이용하면 객체의 동적인 특성을 추상화할 수 있다.

결국 타입은 시간에 따른 객체의 상태 변경이라는 복잡성을 단순화할 수 있는 효과적인 방법인 것이다.

동적 모델과 정적 모델

지금까지 논의를 통해 객체를 생각할 때 두 가지 모델을 고려한다는 사실을 알 수 있다.

하나는 객체가 특정 시점에 구체적으로 어떤 상태를 가지느냐다. (스냅샷)

다른 하나는 객체가 가질 수 있는 모든 상태와 모든 행동을 시간에 독립적으로 표현하는 것이다. (타입 모델, 정적 모델)

객체지향 애플리케이션을 설계하고 구현하기 위해서는 객체 관점의 동적 모델과 객체를 추상화한 타입 관점의 정적 모델을 적절히 혼용해야 한다.

동적 모델과 정적 모델의 구분은 실제로 프로그래밍이라는 행위와도 관련이 깊다.

객체지향 프로그래밍 언어를 이용해 클래스를 작성하는 시점에는 시스템의 정적인 관점에서 접근하는 것이고 실제 애플리케이션을 실행해 객체의 상태 변경을 추적하고 디버깅하는 동안에는 객체의 동적인 모델을 탐험하고 있는 것이다.

클래스

객체지향 프로그래밍 언어에서 정적인 모델은 클래스를 이용해 구현된다.

따라서 타입을 구현하는 가장 보편적인 방법은 클래스를 이용하는 것이다.

‘타입을 구현한다.’

클래스와 타입은 동일한 것이 아니다.

타입은 객체를 분류하기 위해 사용하는 개념이다.

반면 클래스는 단지 타입을 구현할 수 있는 여러 구현 메커니즘 중 하나일 뿐이다.

실제로 자바스크립트와 같은 프로토타입 기반의 언어는 클래스가 존재하지 않는다.

클래스와 타입을 구분하는 것은 설계를 유연하게 유지하기 위한 바탕이 된다.

클래스는 타입의 구현 외에도 코드를 재사용하는 용도로도 사용되기 때문에 클래스와 타입을 동일시하는 것은 수많은 오해와 혼란을 불러일으킨다.

지금은 객체를 분류하는 기준은 타입이며, 타입을 나누는 기준은 객체가 수행하는 행동이라는 사실이다.

결국 객체지향에서 중요한 것은 동적으로 변하는 객체의 ‘상태’와 상태를 변경하는 ‘행위’다.

클래스는 타입을 구현하기 위해 프로그래밍 언어에서 제공하는 구현 메커니즘이라는 사실을 기억하라.

느낀점

저자가 읽는 사람이 가지고 있는 객체지향에 오해를 깨기 위해 많은 노력을 한 것 같다고 느낀 챕터였다. (실제로 도움이 되었다.)

추상화개념에 대한 이해도 더 생긴 것 같다고 느낀 부분은 2가지 차원을 통해서 시간을 제외하여 행위만 봤을 때 좀 더 단순화하여 바라볼 수 있다는 점을 실제 코드로 옮겨봤을 때 확실히 느낄 수 있었다.

논의사항

• 읽었을 때 가장 새롭다고 느낀 부분이 어딘가요?

4장 역할, 책임, 협력

우리 모두를 합친 것보다 더 현망한 사람은 없다.

켄 블랜차드

전통적인 경제학은 인간을 완벽하게 이기적인 동시에 합리적인 존재라고 가정한다.

이 관점에 따르면 인간은 항상 자신에게 최대의 이익이 돌아올 수 있도록 합리적으로 의사결정을 내리려고 노력한다.

하지만 책에서 나온 ‘최후통첩 게임’의 사례에서 볼 수 있듯이 인간은 “가지려면 받고 아니면 말라”식의 인색한 최우 통첩에 대해 인간은 합리적인 선택을 하지 못하고 감정적으로 대응한다.

이 사례는 인간이 가지고 있는 본연의 특성이라는 관점에서 인간은 이기적이고 합리적인 존재다.

그러나 타인과 관계를 맺는 과정 속에서 인간은 본연의 특성을 배제하고 자신의 이익을 최소화하는 불합리한 선택을 하게 된다.

결론적으로 인간이 어떤 본질적인 특성을 지니고 있느냐가 아니라 어떤 상황에 처해 있느냐가 인간의 행동을 결정한다.

즉, 각 개인이 처해 있는 정황 또는 문맥이 인간의 행동 방식을 결정한다는 것이다.

여기서 인간의 행동을 결정하는 문맥은 타인과의 협력이다.

협력이라는 문맥을 무시한 채 각 개인의 반응을 독립적으로 예상하고 관찰하는 것은 무의미하다.

협력에 얼마나 적절한지에 따라 행동의 적합성이 결정되며 협력이라는 문맥이 인간의 행동 방식을 결정하는 것이다.

객체의 세계에서도 협력이라는 문맥이 객체의 행동 방식을 결정한다.

객체지향에 갓 입문한 사람들의 가장 흔한 실수는 협력이라는 문맥을 고려하지 않은 채 객체가 가져야할 상태와 행동부터 고민하기 시작한다는 것이다.

중요한 것은 개별 객체가 아니라 객체들 사이에 이뤄지는 협력이다.

객체지향 설계의 전체적인 품질을 결정하는 것은 개별 객체의 품질이 아니라 여러 객체들이 모여 이뤄내는 협력의 품질이다.

훌륭한 객체지향 설계자는 객체들 간의 요청과 응답 속에서 창발하는 협력에 초점을 맞춰 애플리케이션을 설계한다.

협력이 자리를 잡으면 저절로 객체의 행동이 드러나고 뒤이어 적절한 객체의 상태가 결정된다.

객체의 모양을 빚는 것은 객체가 참여하는 협력이다.

어떤 협력에 참여하는지가 객체에 필요한 행동을 결정하고, 필요한 행동이 객체의 상태를 결정한다.

개별적인 객체의 행동이나 상태가 아니라 객체들 간의 협력에 집중하라.

협력

요청하고 응답하며 협력하는 사람들

1장에서 설명했던 것처럼 일상생활 속에서 이뤄지는 협력의 본질은 요청과 응답으로 연결되는 사람들의 네트워크다.

일반적으로 우리가 직면하게 되는 문제는 혼자만으로 힘으로는 해결이 어렵기 때문에 해결 과정에서 여러 사람이 참여하게 된다.

이 과정 속에서 요청과 응답의 연쇄적인 흐름이 발생한다.

협력은 한 사람이 다른 사람에게 도움을 요청할 때 시작된다.

자신에게 할당된 일이나 업무를 처리하던 중에 스스로 해결하기 어려운 문제에 부딪히게 되면 문제를 해결하는데 필요한 지식을 알고 있거나 도움을 받을 수 있는 누군가에게 도움을 요청하게 된다.

요청을 받은 사람은 일을 처리한 후 요청한 사람에게 필요한 지식이나 서비스를 제공하는 것으로 요청에 응답한다.

다른 사람으로부터 요청을 받은 사람 역시 자신에게 주어진 일을 처리하던 중에 다른 사람의 도움이 필요한 경우가 있다. (연쇄적)

결과적으로 협력은 다수의 요청과 응답으로 구성되며 전체적으로 협력은 연쇄적인 요청과 응답의 흐름으로 구성된다.

누가 파이를 훔쳤지?

이상한 나라의 앨리스의 사례로 돌아가서 이번엔 법정공방의 장면이다.

파이를 훔친 하트 잭에 대한 공판이 열리고 있는 법정의 장면에서 재판을 주관하는 왕과 증언하는 모자 장수, 재판을 구경하기 위해 법정을 찾은 앨리스를 비롯해 수많은 인물들이 등장한다.

이 재판의 목적은 하트 잭에게 죄가 있는지 판단하고 죄가 있다면 어떠한 형량을 부과할지 결정하기 위해서다.

객체지향 패러다임으로 바라보면 동일한 목적을 달성하기 위해 협력하는 객체들의 공동체라는 사실을 기억할 수 있다.

이 장면에서 모든 등장인물은 객체이며 동일한 목적(하트 잭의 재판)을 달성하기 위해 협력한다.

재판 속의 협력

앨리스의 이야기에서 왕이 모자 장수로부터 증언을 듣는 과정을 요청과 응답이라는 관점에서 살펴보자.

• 누군가가 왕에게 재판을 요청함으로써 재판이 시작된다.
• 왕이 하얀 토끼에게 증인을 부를 것을 요청한다.
• 왕의 요청을 받은 토끼는 모자 장수에게 증인석으로 입장할 것을 요청한다.
• 모자 장수는 증인석에 입장함으로써 토끼의 요청에 응답한다.
• 모자 장수의 임장은 왕이 토끼에게 요청했던 증인 호출에 대한 응답이기도 하다.
• 이제 왕은 모자 장수에게 증언할 것을 요청한다.
• 모자 장수는 자신이 알고 있는 내용을 증언함으로써 왕의 요청에 응답한다.

이 협력안에서 요청과 응답에 초점을 맞춰 보자.

누군가 왕에게 재판을 해달라는 요청을 보냈다는 말은 왕이 재판을 수행할 의무가 있으며, 재판에 필요한 지식을 가지고 있음을 의미한다.

왕이 하얀 토끼에게 목격자를 불러오라고 요청한 이유는 토끼가 목격자에 대해 알고 있으며 동시에 목격자를 부를 의무가 있기 때문이다.

왕이 모자 장수에게 증언하라고 요청한 이유는 모자 장수가 재판에 도움이 될 만한 사건의 내용에 대해 조금이라도 알고 있으며 증언할 의무가 있기 때문이다.

결국 어떤 등장인물들이 특정한 요청을 받아들일 수 있는 이유는 그 요청에 대해 적절한 방식으로 응답하는 데 필요한 지식과 행동 방식을 가지고 있기 때문이다.

그리고 요청과 응답은 협력에 참여하는 객체가 수행할 책임을 정의한다.

책임

객체지향의 세계에서는 어떤 객체가 어떤 요청에 대해 대답해 줄 수 있거나, 적절한 행동을 할 의무가 있는 경우 해당 객체가 책임을 가진다고 말한다.

위 이야기에서 왕은 재판의 책임, 토끼는 목격자를 부를 책임, 모자 장수는 증언할 책임을 가진다.

결국 어떤 대상에 대한 요청은 그 대상이 요청을 처리할 책임이 있음을 암시한다.

객체지향 개발에서 가장 중요한 능력은 책임을 능숙하게 소프트웨어 객체에 할당하는 것

책임을 어떻게 구현할 것인가 하는 문제는 객체와 책임이 제자리를 잡은 후에 고려해도 늦지 않다.

객체와 책임이 이리저리 부유하는 상황에서 성급하게 구현에 뛰어드는 것은 변경에 취약하고 다양한 협력에 참여할 수 없는 비자율적인 객체를 낳게 된다.

책임의 분류

책임은 객체에 의해 정의되는 응집도 있는 행위의 집합으로, 객체가 알아야 하는 정보와 객체가 수행할 수 있는 행위에 대해 개략적으로 서술한 문장이다.

즉, 객체의 책임은 ‘객체가 무엇을 알고 있는가’와 ‘무엇을 할 수 있는가’로 구성된다.

• 하는 것
  • 객체를 생성하거나 계산을 하는 등의 스스로 하는 것
  • 다른 객체의 행동을 시작시키는 것
  • 다른 객체의 활동을 제어하고 조절하는 것
• 아는 것
  • 개인적인 정보에 관해 아는 것
  • 관련된 객체에 관해 아는 것
  • 자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것

다시 앨리스의 이야기를 책임의 분류로 정리하면 다음과 같다.

• 왕은 재판 집행이라는 책임을 수행하기 위해 먼저 토끼에게 목격자를 부를 것을 요청한다. 이후 목격자인 모자장수에게 증언을 요청한다. 이 경우 왕은 재판에 참여하는 다른 객체들의 활동을 제어하고 조율한다. 따라서 왕은 하는 것과 관련된 책임을 수행한다.
• 하얀 토끼는 목격자가 모자 장수라는 사실을 알고 있으며, 동시에 모자 장수가 증인석에 입장하도록 요청한다. 첫 번째 책임은 “관련된 객체에 대해 아는 것”에 해당하고 두 번째 책임은 “다른 객체의 행동을 시작시키는 것”에 해당한다. 따라서 토끼는 아는 것과 하는 것의 두 가지 종류의 책임을 모두 수행하고 있다.
• 모자 장수의 경우 스스로 입장해야 하는 책임과 자신이 알고 있는 사실을 증언해야 할 책임을 가지고 있다. 첫 번째 책임은 “객체를 생성하거나 계산하는 등의 스스로 하는 것”의 범주에 해당하고 두 번째 책임은 “자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것”에 해당한다. 따라서 모자장수는 재판이라는 협력 안에서 아는 것과 하는 것의 두 가지 종류의 책임을 모두 수행하고 있다.

책임은 객체지향 설계의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소다.

책임이 불분명한 객체들은 애플리케이션의 미래 역시 불분명하게 만든다. 명확한 책임이 애플리케이션의 미래를 결정짓는다는 것을 명심하라

객체의 책임을 이야기할 때는 일반적으로 외부에서 접근 가능한 공용 서비스의 관점에서 이야기한다.

즉, 책임은 외부에 제공해줄 수 있는 정보(아는 것)와 외부에 제공해줄 수 있는 서비스(하는 것)의 목록이다.

따라서 책임은 객체의 공용 인터페이스를 구성한다.

책임과 메시지

협력 안에서 객체는 다른 객체로부터 요청이 전송됐을 경우에만 자신에게 주어진 책임을 수행한다.

하얀 토끼가 모자 장수를 증인석으로 불러들이는 때는 왕으로부터 목격자를 부르라는 요청을 받았을 때뿐이다.

모자 장수가 자신의 책임을 완수하기 위해 증언 하는 이유는 왕으로부터 요청이 수신됐기 때문이다.

결국 한 객체가 다른 객체에게 전송한 요청은 그 요청을 수신한 객체의 책임이 수행되게 한다.

이처럼 객체에게 주어진 책임을 수행하도록 요청을 보내는 것을 메시지 전송이라고 한다.

따라서 두 객체간의 협력은 메시지를 통해 이뤄진다.

책임이 협력이라는 문맥 속에서 요청을 수신하는 한 쪽의 객체 관점에서 무엇을 할 수 있는지를 나열하는 것이라면 메시지는 협력에 참여하는 두 객체 사이의 관계를 강조한 것이다.

책임의 관점에서 모자 장수는 증언을 해야 할 책임이 있다.

이것은 다른 객체의 존재 여부와 상관없이 모자 장수가 외부에 제공할 수 있는 행위의 일부다.

반면에 메시지라고 이야기할 때는 항상 메시지를 전송하는 객체와 메시지를 수신하는 객체가 상호 협력이라는 문맥을 강조한다. (왕과 모자장수간의 인터페이스가 동일함)

한 가지 주의할 점은 책임과 메시지의 수준이 같지 않다는 점이다.

책임은 객체가 협력에 참여하기 위해 수행해야 하는 행위를 상위 수준에서 개략적으로 서술한 것이다.

책임을 결정한 후 실제로 협력을 정제하면서 이를 메시지로 변환할 때는 하나의 책임이 여러 메시지로 분할되는 것이 일반적이다.

설계를 시작하는 초반에는 어떤 객체가 어떤 책임을 가지고 어떤 방식으로 서로 협력 해야 하는지에 대한 개요를 아는 것만으로 충분하다.

책임과 협력의 구조가 자리를 잡기 전까지는 책임을 구현하는 방법에 대한 고민은 잠시 뒤로 미뤄두는 것이 좋다.

물론 언젠가는 모자 장수가 어떻게 증언할 것인지를 고민해야 하겠지만 재판이라는 협력에 참여하기 위해 왕과 모자 장수가 상호 협력해야 하고, 이를 위해 ‘증언하라’라는 메시지를 송신하고 수신할 수 있다는 것을 결정하는 것이 더 중요하다.

책임에 대한 구현 방법을 먼저 생각하는 것이 아닌 어떤 책임을 가지고 어떤 방식으로 상호 협력할 것인지를 먼저 생각하라.

객체지향 설계는 협력에 참여하기 위해 어떤 객체가 어떤 책임을 수행해야 하고 어떤 객체로부터 메시지를 수신할 것인지를 결정하는 것으로부터 시작된다.

어떤 클래스가 필요하고 어떤 메서드를 포함해야 하는지를 결정하는 것은 책임과 메시지에 대한 대략적인 윤곽을 잡은 후에 시작해도 늦지 않다.

따라서 애플리케이션을 설계할 때, 기능을 설계할 때 책임과 메시지에 대한 대략적인 윤곽을 먼저 잡은 후 시작하는 것이 좋다. (글로 작성해서)

역할

책임의 집합이 의미하는 것

협력의 관점에서 어떤 객체가 어떤 책임의 집합을 수행한다는 것이 무엇을 의미하는지 생각해 보자.

모자 장수가 재판이라는 협력 안에서 ‘증인석에 입장한다’와 ‘증언한다’라는 책임을 가진다는 것은 ‘증인’이라는 역할을 수행하고 있음을 의미한다.

결론적으로 어떤 객체가 수행하는 책임의 집합은 객체가 협력 안에서 수행하는 역할을 암시한다.

이는 역할이라는 추상화를 통해 재사용이 가능하고 유연한 설계를 가질 수 있는 매우 중요한 요소이다.

1장의 내용과 같다.

판사와 증인

모자 장수의 증언에 이어 요리사와 앨리스의 증언이 이어진다.

내용에선 차이점과 유사점을 발견할 수 있는데, 가장 중요한 부분은 모자 장수 대신 요리사와 앨리스가 증인이 되었다는 점과 판사의 역할인 왕이 자신의 역할을 여왕에게 위임했다는 것이다.

이를 글로 적어보면 재판의 과정이 전부 동일하다는 것을 알 수 있다.

차이점이라곤 역할을 수행하는 객체의 실제 타입이 다르다는 것 뿐이다.

역할이 답이다

정리하자면 판사와 증인이라는 역할을 사용하면 세 가지 협력을 모두 포괄할 수 있는 하나의 협력으로 추상화할 수 있다.

• 누군가가 “판사”에게 재판을 요청함으로써 재판이 시작된다.
• “판사”는 하얀 토끼에게 증인을 부를 것을 요청한다.
• “판사”의 요청을 받은 토끼는 “증인”에게 증인석으로 입장할 것을 요청한다.
• “증인”은 증인석에 입장함으로써 토끼의 요청에 응답한다.
• “증인”의 입장은 연쇄적으로 토끼에 대한 “판사”의 요청에 대한 응답이기도 하다.
• 이제 “판사”는 “증인”에게 증언할 것을 요청한다.
• “증인”은 자신이 알고 있는 내용을 증언함으로써 “판사”의 요청에 응답한다.

역할은 협력 내에서 다른 객체로 대체할 수 있음을 나타내는 일종의 표식이다.

협력 안에서 역할은 “이 자리는 해당 역할을 수행할 수 있는 어떤 객체라도 대신할 수 있다”라고 말하는 것과 같다.

역할을 이용해 협력을 추상화했기 때문에 판사나 증인의 역할을 수행할 수 있는 어떤 객체라도 협력에 참여할 수 있다.

역할을 대체하기 위해서는 각 역할이 수신할 수 있는 메시지를 동일한 방식으로 이해해야 한다.

따라서 역할을 대체할 수 있는 객체는 동일한 메시지를 이해할 수 있는 객체로 한정된다.(인터페이스)

결국 동일한 역할을 수행할 수 있다는 것은 해당 객체들이 협력 내에서 동일한 책임의 집합을 수행할 수 있다는 것을 의미한다.

다시 말해서 역할의 개념을 사용하면 유사한 협력을 추상화해서 인지 과부화를 줄일 수 있다.

또한 다양한 객체들이 협력에 참여할 수 있기 때문에 협력이 좀 더 유연해지며 다양한 객체들이 동일한 협력에 참여할 수 있기 때문에 재사용성이 높아진다.

협력의 추상화

역할의 가장 큰 가치는 하나의 협력 안에 여라 종류의 객체가 참여할 수 있게 함으로써 협력을 추상화할 수 있다는 것이다.

협력의 추상화는 설계자가 다뤄야 하는 협력의 개수를 줄이는 동시에 구체적인 객체를 추상적인 역할로 대체함으로써 협력의 양상을 단순화한다.

즉, 인터페이스를 통한 객체간의 협력관계를 만든다. 역할의 설계 -> 책임의 분배 (이때는 동적 모델)

이후에 클래스를 설계하여 각 상황에 맞는 객체를 생성한다. (이때는 정적 모델)

따라서 역할을 이용하면 협력을 추상화함으로써 단순화할 수 있다.

구체적인 객체로 추상적인 역할을 대체해서 동일한 구조의 협력을 다양한 문맥에서 재상용할 수 있는 능력은 과거의 전통적인 패러다임과 구분되는 객체지향만의 힘이다.

대체 가능성

역할은 협력 안에서 구체적인 객체로 대체될 수 있는 추상적인 협력자다.

따라서 본질적으로 역할은 다른 객체에 의해 대체 가능함을 의미한다.

객체가 역할을 대체하기 위해서는 행동이 호환돼야 한다는 점을 기억하자.

어떤 객체가 증인이라는 역할을 대체할 수 있는 이유는 그 객체가 증인석에 입장할 수 있고 증언할 수 있기 때문이다.

결국 객체는 협력 안에서 역할이 수행할 수 있는 행동을 그대로 수행할 수 있어야 한다. (바인딩, 인터페이스)

객체가 역할에 주어진 책임 이외에 다른 책임을 수행할 수도 있다는 사실에 주목하라.

판사의 역할을 수행하는 왕은 재판을 할 책임뿐만 아니라 국정을 돌봐야 할 추가적인 책임을 가지고 있다. (인터페이스 다중 상속)

본연의 책임외에 배우가 연기하듯이 다른 역할을 할 수 있다는 것은 객체가 협력 안에서 다양한 역할을 수행할 수 있음을 의미한다.

따라서 대부분의 경우 객체의 타입과 역할 사이에는 일반화/특수화 관계가 성립하는 것이 일반적이다.

일반화/특수화 관점에서 좀 더 일반적인 개념을 의미하는 역할은 일반화이며 좀 더 구체적인 개념을 의미하는 객체의 타입은 특수화다.

역할이 협력을 추상적으로 만들 수 있는 이유는 역할 자체가 객체의 추상화이기 때문이다.

정리하자면, 역할의 대체 가능성은 행위 호환성을 의미하고, 행위 호환성은 동일한 책임의 수행을 의미한다.

객체의 모양을 결정하는 협력

흔한 오류

많은 사람들은 시스템에 필요한 데이터를 저장하기 위해 객체가 존재한다는 선입견을 가지고 있다.

물론 객체가 상태의 일부로 데이터를 포함하는 것은 사실이지만 데이터는 단지 객체가 행위를 수행하는 데 필요한 재료일 뿐이다.

객체가 존재하는 이유는 행위를 수행하며 협력에 참여하기 위해서다.

따라서 실제로 중요한 것은 객체의 행동, 즉 책임이다.

같은 말의 연속이다.

두 번째 선입견은 객체지향이 클래스와 클래스간의 관계를 표현하는 시스템의 정적인 측면에 중점을 둔다는 것이다.

중요한 것은 정적인 클래스가 아니라 협력에 참여하는 동적인 객체이며, 클래스는 단지 시스템에 필요한 객체를 표현하고 생성하기 위해 프로그래밍 언어가 제공하는 구현 메커니즘이라는 사실이다.

객체지향의 핵심은 클래스를 어떻게 구현할 것인가가 아니라 객체가 협력 안에서 어떤 책임과 역할을 수행할 것인지를 결정하는 것이다.

객체지향 입문자들이 데이터나 클래스를 중심으로 애플리케이션을 설계하는 이유는 협력이라는 문맥을 고려하지 않고 각 객체를 독립적으로 바라보기 때문이다.

사례 정리

왕의 인스턴스를 모델링할 경우 사람들은 왕관을 쓰고 근엄한 모습의 왕을 떠올린다.

그리고 머릿속에 떠오른 왕의 모습을 기반으로 클래스를 개발하기 시작할 것이다.

처음에는 전형적인 왕의 모습을 빌려 소프트웨어 객체를 창조하는 것이 합리적이고 적절해 보일지 모르지만 실제로 동작하는 애플리케이션을 구축하기 위해서는 왕이 참여하는 협력을 우선적으로 고려해야 한다.

왕관을 쓰고 멋진 수염을 기른 채 근엄한 표정으로 왕좌에 앉아 있는 모습은 중요하지 않다. (필요 없다.)

앨리스 이야기에서 왕이 중요한 이유는 재판이라는 협력에 '판사'의 역할로 참여해서 죄인의 죄를 판결하는 책임을 수행할 수 있기 때문이다.

협력을 따라 흐르는 객체의 책임

올바른 객체를 설계하기 위해서는 먼저 견고하고 깔끔한 협력을 설계해야 한다.

협력을 설계한다는 것은 설계에 참여하는 객체들이 주고받을 요청과 응답의 흐름을 결정한다는 것을 의미한다.

이렇게 결정된 요청과 응답의 흐름은 객체가 협력에 참여하기 위해 수행될 책임이 된다.

즉, 객체지향적으로 설계하려면 협력을 설계해야 하는데, 이는 객체간의 응답과 흐름의 유기적 관계를 설정하고 각 흐름들은 객체들의 책임이 된다.

일단 객체에 책임이 할당되고 나면 책임은 객체가 외부에 제공하게 될 행동이 된다.

협력이라는 문맥에서 객체가 수행하게 될 적절한 책임, 즉 행동을 결정한 후에 그 행동을 수행하는 데 필요한 데이터를 고민해야 한다.

그리고 객체가 협력에 참여하기 위해 필요한 데이터와 행동이 어느 정도 결정된 후에 클래스의 구현 방법을 결정해야 한다.

결과적으로 클래스와 데이터는 협력과 책임의 집합이 결정된 후에야 무대위에 등장할 수 있다.

일단 협력이라는 견고한 문맥이 갖춰지면 우리의 초점은 협력을 위해 필요한 책임의 흐름으로 옮겨진다.

그리고 협력에 필요한 책임을 결정하고 객체에게 책임을 할당하는 과정을 얼마나 합리적이고 적절하게 수행했는지가 객체지향 설계의 품질을 결정한다.

객체의 행위에 초점을 맞추기 위해서는 협력이라는 실행 문맥 안에서 책임을 분배해야 한다.

각 객체가 가져야 하는 상태와 행위에 대해 고민하기 전에 그 객체가 참여할 문맥인 협력을 정의하라.

객체지향 시스템에서 가장 중요한 것은 충분히 자율적인 동시에 충분히 협력적인 객체를 창조하는 것이다.

이 목표를 달성할 수 있는 가장 쉬운 방법은 객체를 충분히 협력적으로 만든 후에 협력이라는 문맥 안에서 객체를 충분히 자율적으로 만드는 것이다.

객체지향 설계 기법

역할, 책임, 협력이 견고하고 유연한 객체지향 설계를 낳기 위한 가장 중요한 요소라는 사실을 다시 한번 기억하자.

이제 역할, 책임, 협력의 관점에서 애플리케이션을 설계하는 유용한 세 가지 기법을 살펴보자.

맨 처음 살펴볼 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design) 방법은 협력에 필요한 책임들을 식별하고 적합한 객체에게 책임을 할당하는 방식으로 애플리케이션을 설계한다.

두 번째는 디자인 패턴(Dessign Pattern)으로 전문가들이 반복적으로 사용하는 해결방법을 정의해 놓은 설계 탬플릿의 모음이다. (필요로 하는 역할, 책임, 협력이 패턴에 이미 존재한다.)

디자인 패턴의 경우엔 당장 공부하기 보다 필요에 의해 선택적으로 공부하는 것이 유리하다.

세 번째 기법은 테스트-주도 개발(Test-Driven Development)이다. (테스트를 먼저 작성하고 테스트를 통과하는 코드를 작성하는 방식)이다.

TDD에 관한 자세한 내용이나 내가 경험한 정보에 관한 내용은 따로 링크로 첨부한다.

TDD의 개발의 핵심은 테스트 작성이 아니다.

테스트는 단지 TDD를 통해 얻을 수 있는 별도의 보너스 같은 것이며, 실제 목적은 구체적인 코드를 작성해나가면서 역할, 책임, 협력을 식별하고 식별된 역할, 책임, 협력이 적합한지 피드백을 받는 것이다.

책임-주도 설계

객체지향 시스템은 역할과 책임을 수행하는 자율적인 객체들의 공동체이다.

객체는 고립된 존재가 아니며 시스템의 더 큰 목표를 달성하기 위해 다른 객체와 협력하는 사회적인 존재다.

결국 객체지향 설계란 애플리케이션의 기능을 구현하기 위한 협력 관계를 고안하고, 협력에 필요한 역할과 책임을 식별한 후 이를 수행할 수 있는 절절한 객체로 바라보는 관점은 유연하고 견고한 객체지향 시스템을 설계하는 데 필요한 강력한 개념적인 프레임워크를 제공한다.

객체지향 설계의 핵심은 올바른 책임을 올바른 객체에 할당하는 것이다.

단순하게 프로그래밍 과정에서 언어를 사용하거나 UML같은 모델링을 하여 설계하는 것이 효율적이고 견고한 객체지향 시스템을 보장하는 것은 아니다.

좋은 테스트 커버리지가 좋은 제품을 보장하는 것은 아니다.

설계를 하기 위해선 가장 먼저 글로 작성해보는 것이 좋다. 지금까지 저자가 말한 협력을 생각하고 그 관계를 설계 후 책임을 할당하는 과정을 인터페이스 적으로 접근한다.

이를 위해서 전체 개발 단게에 걸쳐 객체의 역할과 책임, 협력을 도드라지게 만드는 기법과 체계를 따르는 것이 중요하다. (가이드 라인)

현재는 가장 널리 받아들여지는 객체지향 설계 방법은 레베카 워프스브록이 고안한 책임-주도 설계방법이다. (말 그대로 책임을 중심으로 시스템을 구축)

시스템의 기능은 더 작은 규모의 책임으로 분할되고 각 책임은 책임을 수행할 적절한 객체에게 할당된다.

객체가 책임을 수행하는 도중에 스스로 처리할 수 없는 정보나 기능이 필요한 경우 적절한 객체를 찾아 필요한 작업을 요청한다.

요청한 작업을 수행하는 일은 이제 작업을 위임받은 객체의 책임으로 변환된다.

객체가 다른 객체에게 작업을 요청하는 행위를 통해 결과적으로 객체들 간의 협력관계가 만들어지게 된다.

이처럼 RDD는 시스템의 책임을 객체의 책임으로 변환하고, 각 객체가 책임을 수행하는 중에 필요한 정보나 서비스를 제공해줄 협력자를 찾아 해당 협력자에게 책임을 할당하는 순차적인 방식으로 객체들의 협력 공동체를 구축한다.

지금까지 저자가 강조한 클래스, 데이터가 아닌 행위, 책임에 집중하라는 말과 같다.

협조적이고 성실한 객체 시민들로 구성된 객체지향 시스템을 설계하는 절차는 다음과 같이 요약할 수 있다.

• 시스템이 사용자에게 제공해야 하는 기능인 시스템 책임을 파악한다.
• 시스템 책임을 더 작은 책임으로 분할한다.
• 분할된 책임을 수행할 수 있는 적절한 객체 또는 역할을 찾아 책임을 할당한다.
• 객체가 책임을 수행하는 중에 다른 객체의 도움이 필요한 경우 이를 책임질 적절한 객체 또는 역할을 찾는다.
• 해당 객체 또는 역할에 책임을 할당함으로써 두 객체가 협력하게 된다.

역할, 책임, 협력은 유연하고 견고한 객체지향 시스템을 만드는 데 필요한 가장 중요한 재료다.

그 외의 장치는 단지 역할, 책임, 협력을 보완하고 애플리케이션의 복잡도를 줄이기 위해 필요한 보조 재료일 뿐이다.

디자인 패턴

디자인 패턴은 책임-주도 설계의 결과를 표현한다.

효과적으로 일하는 사람의 특징은 아무것도 없는 상태에서 시작하지 않고 이전의 훌룡한 결과물을 모방하고 약간의 수정을 거쳐 원하는 결과물을 만들어 낸다는 것이다.

패턴은 특정한 상황에서 설계를 돕기 위해 모방하고 수정할 수 있는 과거의 설계 경험이다.

일반적으로 디자인 패턴은 반복적으로 발생하는 문제와 그 문제에 대한 해법의 쌍으로 정의된다.

디자인 패턴의 예시로 대부분의 디자인 패턴을 설명하는 UML그림에서 중요한 점은 클래스와 메서드가 아닌 협력에 참여하는 역할과 책임이라는 것이다.

게임에선 시퀀스 개발할 때 많이 사용되는 듯 하다.

디자인 패턴은 유사한 상황에 반복적으로 사용할 수 있는 책임-주도 설계의 결과물이라고 할 수 있다.

테스트-주도 개발

TDD는 기본 흐름은 실패하는 테스트 코드를 작성하고, 테스트를 통과하는 가장 간단한 코드를 작성한 후 리팩터링을 통해 중복을 제거하는 것이다. (TDD를 통해 깔끔한 코드를 얻을 수 있다.)

테스트-주도 개발이 응집도가 높고 결합도가 낮은 클래스로 구성된 시스템을 개발할 수 있게 해주는 최상의 프랙티스인 것은 맞지만 객체지향에 대한 경험이 적은 초보자들은 개발을 주도하기 위해 어떤 테스트를 어떤 식으로 작성해야 하는지를 결정하는 데 큰 어려움을 느낀다. (위에 링크에 나의 실패경험이 담겨 있다.)

TDD는 객체가 이미 존재한다고 가정하고 객체에게 어떤 메시지를 전송할 것인지에 관해 먼저 생각하라고 충고한다.

그러나 이 같은 종류의 충고는 역할, 책임, 협력의 관점에서 객체를 바라보지 않을 경우 무의미하다.

TDD를 전혀 이해하지 못하는 사람들의 공통점은 책임과 협력의 관점에서 객체를 바라보는 훈련이 부족다는 것이다.

요점은 TDD는 다양한 설계 경험과 패턴에 대한 지식이 없는 사람들의 경우에는 온전한 혜택을 누리기가 어렵다는 것이다.

TDD는 객체지향에 대한 깊이 있는 지식을 요구한다.

테스트를 작성하기 위해 객체의 메서드를 호출하고 반환값을 검증하는 것은 순간적으로 객체가 수행해야 하는 책임에 관해 생각한 것이다.

TDD가 아니더라도 테스트 코드는 해당 객체의 책임을 검증하는 것이다.

느낀점

1장의 내용을 좀 더 세분화하여 풀어내서 이해가 잘 되었던 챕터이다.

어떻게 보면 내가 지금까지 알고 있던 지식을 한번 더 래퍼로 감싼, 추상화한 지식을 받아들이는 과정인 것 같기도 하다.

읽기만 해서는 아무런 소용이 없으니 빨리 프로젝트에 적용해보며 설계경험을 만들고 싶다.

논의사항

• 읽고 나서 가장 먼저 해보고 싶은 건 뭔가요?(실행해보고 싶은 것)

5장 책임과 메시지

의도는 “메시징”이다. 훌륭하고 성장 가능한 시스템을 만들기 위한 핵심은 모듈내부의 속성과 행동이 어떤가보다는 모듈이 어떻게 커뮤니케이션하는가에 달려있다.

앨런 케이

책에서 나오는 사례의 교훈은 명확한 책임과 역할을 지닌 참가자들이 협력에 참여해야 한다는 것이다.

이것은 객체의 세계에서도 마찬가지로 훌륭한 객체지향의 세계는 명확하게 정의된 역할과 책임을 지닌 객체들이 상호 협력하는 세계다.

역할과 책임이 흐릿할수록 발작을 일으키는 객체를 도와줄 어떤 협력자도 찾지 못할 것이다.

자율적인 책임

설계의 품질을 좌우하는 책임

객체지향 공동체를 구성하는 기본 단위는 ‘자율적’인 객체다.

객체들은 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 협력하고, 협력 과정에서 각자 맡은 바 책임을 다하기 위해 자율적으로 판단하고 행동한다.

여기서 키워드는 ‘자율성’이다.

자율성의 사전적 의미는 ‘자기 스스로의 원칙에 따라 어떤 일을 하거나 자신을 통제해서 절제하는 성질이나 특성’이다. 자율성의 반대말은 타율성으로 ‘자신의 의지와 관계없이 정해진 규율이나 원칙에 따라서만 움직이는 성질’을 의미한다. (마치 싱글톤과 같은)

따라서 자율적인 객체란 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체다.

타인이 정한 규칙이나 명령에 따라 판단하고 행동하는 객체는 자율적인 객체라고 부르기 어렵다.

객체가 어떤 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체로부터 요청을 수신했기 때문이다.

요청을 처리하기 위해 객체가 수행하는 행동을 책임이라고 한다.

따라서 자율적인 객체란 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체를 의미한다.

객체지향 설계의 아름다움은 적절한 책임을 적절한 객체에게 할당하는 과정 속에서 드러난다.

객체지향 애플리케이션을 설계하는 가장 널리 알려진 방법을 책임-주도 설계라고 부르는 이유는 적절한 책임의 선택이 전체 설계의 방향을 결정하기 때문이다.

적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는다.

따라서 협력에 참여하는 객체가 얼마나 자율적인지가 전체 애플리케이션의 품질을 결정한다.

자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유

객체가 책임을 자율적으로 수행하기 위해서는 객체에게 할당되는 책임이 자율적이어야 한다.

책임이 자율적이지 않다면 객체가 아무리 발버둥친다고 하더라도 자율적으로 책임을 수행하기 어렵다.

왕의 입장에서 모자 장수가 어떤 방법으로 증언하는지는 중요하지 않다는 것이다.

왕은 단지 모자 장수가 증언하기를 바랄 뿐이다. (두 번째 현상에 경우 자율성을 제한한다.)

객체지향 세계는 자율적인 객체들의 공동체라는 점을 명심하자.

객체가 자율적이기 위해서는 객체에게 할당되는 책임의 수준 역시 자율적이어야 한다.

너무 추상적인 책임

포괄적이고 추상적인 책임을 선택한다고 해서 무조건 좋은 것은 아니다.

책임이 수행방법을 제한할 정도로 너무 구체적인 것도 문제지만 협력의 의도를 명확하게 표현하지 못할 정도로 추상적인 것 역시 문제다.

왕이 모자장수에게 설명하라라는 요청에 대해서 모자장수는 무엇을 설명해야 할까?

추상적이고 포괄적인 책임은 협력을 좀 더 다양한 환경에서 재사용할 수 있도록 유연성이라는 축복을 내려주지만, 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다.

‘증언하라’라는 책임이 훌륭한 책임인 이유는 모자 장수의 자율성을 보장할 수 있을 정도로 충분히 추상적인 동시에 협력의 의도를 뚜렷하게 표현할 수 있을 정도로 충분히 구체적이기 때문이다.

어떤 책임이 자율적인지를 판단하는 기준은 문맥에 따라 다르다는 사실에 유의하라.

재판이라는 협력 안에서는 ‘증언하라’라는 책임이 모자 장수의 자율권을 보장하는 가장 적절한 수준의 책임이지만 다른 상황에서는 오히려 ‘설명하라’라는 책임이 자율권을 보장하는 최선의 선택이 될 수 있다.

이런 모호함이 객체지향 설계를 난해하면서도 매력적인 예술로 만드는 이유다.

성급한 일반화의 오류를 피하고 현재의 문맥에 가장 적합한 책임을 선택할 수 있는 날카로운 안목을 기르기 바란다.

‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을

자율적인 책임의 특징은 객체가 ‘어떻게(how)’ 해야 하는가가 아닌 ‘무엇(what)’을 해야 하는가를 설명하는 것이다.

‘증언한다’라는 책임은 모자 장수가 협력을 위해 ‘무엇’을 해야 하는지는 결정하지만 ‘어떻게’해야 하는지에 대해서는 전혀 언급하지 않는다.

세부사항을 나타내며, 내부 구현은 자율적으로 선택한다.

증언할 방법은 모자 장수가 자율적으로 선택할 수 있다.

책임을 자극하는 메시지

책임이라는 말 속에는 어떤 행동을 수행한다는 의미가 포함돼 있다.

실세계의 사람이나 동물과 다르게 객체지향 공동체 안에 거주하는 객체는 다른 객체로부터 전송된 요청을 수신할 때만 어떤 행동을 시작한다.

따라서 객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청이다.

객체가 섬이라면 이는 불가능하다.

사실 객체가 다른 객체에게 접근할 수 있는 유일한 방법은 요청을 전송하는 것뿐이다. 그리고 이 요청을 우리는 메시지라고 부른다.

메시지와 메서드

메시지

하나의 객체는 메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근한다.

사용자에 대한 객체의 독립성과 객체지향 개념을 구현한 초기 언어들의 일부 문법 때문에 객체의 행동을 유발하는 행위를 가리켜 메시지-전송이라고 한다.

앨리스 세계의 ‘증언하라’, ‘입장하라’와 같은 것을 메시지로 볼 수 있다.

왕이 모자 장수에게 전송하는 메시지를 가리키는 ‘증언하라’라는 부분을 메시지 이름이라고 한다.

메시지를 전송할 때 추가적인 정보가 필요한 경우 메시지의 인자를 통해 추가 정보를 제공할 수 있다.(메서드와 동일)

증언하라(어제, 왕국)이렇게 인자를 통해 구체화할 수도 있다.

메시지 전송은 수신자와 메시지의 조합이다. (메시지 전송은 수신자, 메시지 이름, 인자의 조합)

모자장수.증언하라(어제, 왕국)

메시지를 수신받은 객체는 우선 자신이 해당 메시지를 처리할 수 있는지 확인한다.

메시지를 처리할 수 있다는 이야기는 객체가 해당 메시지에 해당 행동을 수행해야 할 책임이 있다는 것을 의미한다.

따라서 근본적으로 메시지의 개념은 책임의 개념과 연결된다.

모자 장수는 ‘입장하라’, ‘증언하라’라는 메시지를 수신했을 때 이를 처리하는 방법을 자유롭게 선택할 수 있다. (왕과 토끼는 모자장수에 대해 메시지를 제외한 어떤 것도 볼 수 없다.)

따라서 모자 장수가 메시지를 변경하지만 않는다면 책임을 수행하는 방법을 변경하더라도 왕은 그 사실을 알 수 없다.

이것은 객체의 외부와 내부가 메시지를 기준으로 분리된다는 것을 의미한다.

메시지를 처리하기 위해 책임을 수행하는 방법은 외부의 다른 객체가 볼 수 없는 객체 자신의 영역에 속한다.

요약하자면 메시지는 객체들이 서로 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 의사소통 수단이다.

메서드

앞 메시지로 인해 객체가 수신할 수 있는 메시지와 메시지를 처리하기 위해 선택할 수 있는 방법이라는 두 가지 개념이 존재한다는 사실을 알 수 있다.

왕은 ‘증언하라’라는 메시지를 전송하면, 모자 장수는 수신된 메시지를 처리할 방법을 선택한다. (외부와 내부가 분리)

모자 장수가 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드라고 한다.

모자 장수의 예에서 왕이 전송한 ‘증언하라’라는 메시지를 처리하기 위해 모자 장수가 내부적으로 선택하는 증언 방법이 바로 메서드다.

객체는 메시지를 수신하면 먼저 해당 메시지를 처리할 수 있는지 여부를 확인한다.

메시지를 처리할 수 있다고 판단되면 자신에게 주어진 책임을 다하기 위해 메시지를 처리할 방법인 메서드를 선택하게 된다.

객체지향 프로그래밍 언어에서 메서드는 클래스안에 포함된 함수 또는 프로시저를 통해 구현된다.

따라서 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다.

다형성

다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다.

좀 더 구체적으로 말해 서로 다른 타입에 속하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 경우 서로 다른 메서드를 이용해 메시지를 처리할 수 있는 메커니즘을 가리킨다.

메시지는 ‘무엇’이 실행될지는 명시하지만 메시지를 ‘어떻게’실행할 것인지는 전적으로 수신자가 결정할 수 있다.

메시지에는 처리 방법과 관련된 어떤 제약도 없기 때문에 동일한 메시지라고 하더라도 서로 다른 방식의 메서드를 이용해 처리할 수 있다. (다형성)

다형성은 역할, 책임, 협력과 깊은 관련이 있다.

서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것을 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것을 의미한다.

다형성에서 중요한 것은 메시지 송신자의 관점이다.

즉, 송신자의 관점에서 다형적인 수신자들을 구별할 필요가 없으며 자신의 요청을 수행할 책임을 지닌다는 점에서 모두 동일하다.

다형성은 메시지 송신자의 관점에서 동일한 역할을 수행하는 다양한 타입의 객체와 협력할 수 있게 한다.

왕은 자신이 전송한 메시지의 수신자가 어떤 종류인지에 관심이 없다.

어떤 객체라도 왕이 전송한 메시지를 처리할 수만 있다면 그것으로 만족한다. (왕의 입장에선 ‘증언하라’라는 메시지를 이해할 수 있는 모든 객체는 동일하다.)

기본적으로 다형성은 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미한다.

왕의 입장에서 요리사와 앨리스는 모자 장수를 대신해서 증언할 수 있다.

이것은 모자 장수, 요리사, 앨리스가 협력 안에서 대체 가능한 존재라는 사실을 의미한다.

이들이 대체 가능한 이유는 왕의 관점에서 동일한 메시지를 처리할 수 있기 때문이다.

다형성은 객체들의 대체 가능성을 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만든다.

다형성을 사용하면 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지를 전송할 수 있다.

즉, 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다.

객체지향 용어로 설명하면 송신자와 수신자 간의 객체 타입에 대해 결합도를 메시지에 대한 결합도로 낮춤으로써 달성된다.

유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미

송신자가 수신자에 대해 매우 적은 정보만 알고 있더라도 상호 협력이 가능하다는 사실은 설계의 품질에 큰 영향을 미친다.

첫째, 협력이 유연해진다. 송신자는 수신자가 메시지를 이해한다면 누구라도 상관하지 않는다.

둘째, 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다. 송신자에게 아무런 영향도 미치지 않고 서도 수신자를 교체할 수 있기 때문에 협력의 세부적인 수행 방식을 쉽게 수정할 수 있다.

셋째, 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다. 협력에 영향을 미치지 않고서도 다양한 객체들이 수신자의 자리를 대체할 수 있기 때문에 다양한 문맥에서 협력을 재사용할 수 있다.

송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지

무엇이 유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력을 가능하게 하는가?

얼핏 보기에는 모든 것은 다형성의 축복처럼 느껴지지만 이 모든 것은 다형성을 지탱하는 메시지가 있기 때문에 가능한 것이다.

메시지는 송신자와 수신자 사이의 결합도를 낮춤으로써 설계를 유연하게 하고, 확장 가능하게 하고, 재사용 가능하게 만든다.

송신자는 오직 메시지만 바라보고, 수신자는 정확한 타입을 모르더라도 상관이 없다.

메시지를 따르라

객체지향의 핵심, 메시지

객체지향의 기본 개념은 책임을 수행하는 자율적인 객체들의 협력을 통해 애플리케이션을 구축하는 것이다.

객체지향의 세계에서 객체들이 서로 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 방법은 메세지를 전송하는 것이다. (벌써 4번째인 것 같은..?)

객체지향 애플리케이션의 중심 사상은 연쇄적으로 메시지를 전송하고 수신하는 객체들 사이의 협력 관계를 기반으로 사용자에게 유용한 기능을 제공하는 것이다.

클래스가 코드를 구현하기 위해 사용할 수 있는 중요한 추상화 도구인 것은 사실이지만 객체지향의 강력함은 클래스가 아닌 객체들이 주고 받는 메시지로부터 나온다.

객체지향 애플리케이션은 클래스를 이용해 만들어지지만 메시지를 통해 정의된다.

실제로 애플리케이션을 살아있게 만드는 것은 클래스가 아니라 객체이다.

그리고 이런 객체들의 윤곽을 결정하는 것이 바로 객체들이 주고 받는 메시지이다.

클래스는 단지 동적인 객체들의 특성과 행위를 정적인 텍스트로 표현하기 위해 사용할 수 있는 추상화 도구일 뿐이다. (중요!)

클래스를 정의하는 것이 먼저가 아니라 객체들의 속성과 행위를 식별하는 것이 먼저다.

클래스는 객체의 속성과 행위를 담는 틀일 뿐이다.

심지어는 클래스를 사용하지 않고도 객체의 속성과 행위를 표현할 수도 있다.

클래스를 중심에 두는 설계는 유연하지 못하고 확장이 어렵다.

객체지향 패러다임으로의 전환은 시스템을 정적인 클래스들의 집합이 아닌 메시지를 주고 받는 동적인 객체들의 집합으로 바라보는 것에서 시작된다.

클래스에 담길 객체들의 공통적인 행위와 속성을 포착하기 위해서는 먼저 협력하는 객체들의 관점에서 시스템을 바라봐야 한다.

클래스를 객체지향 세계의 왕좌에서 끌어내렸다고 해서 모든 문제가 해결되는 것이 아닌 진정한 객체지향은 메시지를 주고 받는 객체들 사이의 커뮤니케이션에서 나온다.

비록 데이터를 저장하는 상태와 메서드를 수행하는 행위를 조합한 단위로 객체를 정의한다고 하더라도 이 정의에 지나치게 매몰될 경우 견고하고 유연한 객체들의 협력 관계를 얻을 기회를 잃어버릴 수도 있다.

객체 자체에 초점을 맞출 경우 가장 흔히 범하게 되는 실수는 협력이라는 문맥을 배제한 채 객체 내부의 데이터 구조를 먼저 생각한 후 데이터 조작에 필요한 오퍼레이션을 나중에 고려하는 것이다.

메시지가 아니라 데이터를 중심으로 객체를 설계하는 방식은 객체의 내부 구조를 객체 정의의 일부로 만들기 때문에 객체의 자율성이 저해된다. (데이터 주도 설계)

데이터에 대한 결정을 뒤로 미루면서 객체의 행위를 고려하기 위해선 객체를 독립된 단위가 아니라 협력이라는 문맥 안에서 생각해야 한다.

결국 객체를 이용하는 중요한 이유는 객체가 다른 객체가 필요로 하는 행위를 제공하기 때문이다.

협력 관계 속에서 다른 객체에게 무엇을 제공해야 하고 다른 객체로부터 무엇을 얻어야 하는가라는 관점에서 접근할 때만 훌륭한 책임을 수확할 수 있다.

독립된 객체의 상태와 행위에 대해 고민하지 말고 시스템의 기능을 구현하기 위해 객체가 다른 객체에게 제공해야 하는 메시지에 대해 고민하라.

책임-주도 설계 다시 살펴보기

객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하기 위해서는 다른 객체와 협력해야 한다.

객체가 책임을 완수하기 위해 자신이 보유하고 있지 않은 정보를 필요로 한다면 그 정보를 제공할 책임을 담당하고 있는 다른 객체에게 메시지를 전송해 정보를 제공해줄 것을 요청해야 한다.

객체지향 설계는 적절한 책임을 적절한 객체에게 할당하면서 메시지를 기반으로 협력하는 객체들의 관계를 발견하는 과정이다.

책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것이다.

책임-주도 설계 방법에서 역할, 책임, 협력을 식별하는 것은 애플리케이션이 수행하는 기능을 시스템의 책임으로 보는 것으로부터 시작된다.

시스템이 수행할 책임을 구현하기 위해 협력 관계를 시작할 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다.

객체가 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다고 판단되면 도움을 요청하기 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정한다.

메시지를 결정한 후에는 메시지를 수신 하기에 적합한 객체를 선택한다.

수신자는 송신자가 메시지를 보내면서 기대한 바를 충족시켜야 한다.

즉, 수신자는 송신자가 기대한 대로 메시지를 처리할 책임이 있다.

결과적으로 메시지가 수신자의 책임을 결정한다.

객체는 자신에게 할당된 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다면 또 다른 메시지를 전송할 수 있다. (연쇄적)

What/Who 사이클

책임-주도 설계의 핵심은 어떤 행위가 필요한지를 먼저 결정한 후에 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다.

이 과정을 흔히 What/Who 사이클이라고 한다.

객체 사이의 협력 관계를 설계하기 위해서는 먼저 ‘어떤 행위’를 수행할 것인지를 결정한 후에 ‘누가’ 그 행위를 수행할 것인지를 결정한다는 것이다.

여기서 어떤 행위가 바로 메시지이다.

객체의 행위를 결정하는 것은 객체 자체의 속성이 아니라는 점을 생각하자!

결론적으로 협력이라는 문맥 안에서 필요한 메시지를 먼저 결정한 후에 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다.

그리고 수신된 메시지가 객체의 책임을 결정한다.

협력이라는 문맥 안에서 객체의 책임을 결정하는 것은 메시지다.

책임이 먼저 오고 객체가 책임을 따른다.

결과적으로 시스템이 수행해야 하는 전체 행위는 협력하는 객체들의 책임으로 분배된다.

수신 가능한 메시지가 모여 객체의 인터페이스를 구성한다.

What/who 사이클이라는 용어는 역할을 수행할 객체의 인터페이스를 발견하기 위해 메시지를 이용하는 책임-주도 설계의 핵심 아이디어를 명확하게 표현한다.

정리하면 객체가 어떤 메시지를 수신하고 처리할 수 있느냐가 객체의 책임을 결정한다.

책임-주도 설계 방법에서는 What/Who 사이클에 따라 협력에 참여할 객체를 결정하기 전에 협력에 필요한 메시지를 먼저 결정한다.

메시지가 결정된 후에야 메시지를 수신할 후보를 선택하는 것으로 초점이 이동한다.

묻지 말고 시켜라

객체가 메시지를 따르게 하는 설계 방식은 객체가 외부에 제공하는 인터페이스가 독특한 스타일을 따르게 한다.

이 스타일은 묻지 말고 시켜라(Tell, Don’t Ask)스타일 또는 테메테르 법칙이라고 한다.

RDD에서는 객체가 아니라 객체들이 주고받는 메서지에 초점을 맞추게 함으로써 객체지향의 장점을 극대화한다.

What/Who 사이클은 어떤 객체가 필요한지를 생각하지 말고 어떤 메시지가 필요한지를 먼저 고민하라고 조언한다.

메시지를 결정하기 전까지는 객체에 관해 고민하지 말아야 한다.

일단 메시지가 결정된 후에야 이 메시지를 처리할 객체를 선택한다.

메시지를 결정하는 시점에서는 어떤 객체가 메시지를 수신할 것인지를 알 수 없기 때문에 당연히 메시지 송신자는 메시지 수신자의 캡슐화를 증신시킨다.

또한 송신자가 수신자의 내부 상태를 미리 알 수 없기 때문에 송신자와 수신자가 느슨하게 결합된다.

메시지를 먼저 결정하고 메시지에 적합한 객체를 선택하는 방식을 따르다 보면 객체 사이의 협력 방식을 특징짓는 한 가지 스타일에 이르게 된다.

송신자는 수신자가 어떤 객체인지 모르기 때문에 객체에 관해 물을 수 없다. (알아서 처리할 것이라는 확신)

이런 스타일의 협력 패턴을 ‘묻지 말고 시켜라’라는 이름으로 잘 알려져 있다.

객체는 다른 객체의 상태를 묻지 말아야 한다.

객체가 다른 객체의 상태를 묻는다는 것은 메시지를 전송하기 이전에 객체가 가져야 하는 상태에 관해 너무 많이 고민하고 있었다는 증거다.

‘어떻게’에서 ‘무엇’으로 전환하는 것은 객체 인터페이스의 크기를 급격하게 감소시킨다.

인터페이스의 크기가 작다는 것은 외부에서 해당 객체에게 의존해야 하는 부분이 적어진다는 것을 의미한다.

결과적으로 메시지 송신자와 수신자 간의 결합도가 낮아지기 때문에 설계를 좀 더 유연하게 만들 여지가 많아지고 의도 역시 명확해진다.

메시지를 믿어라

객체지향 시스템은 협력하는 객체들의 연결망이다.

전체 시스템은 메시지를 전송하는 객체와 전송된 메시지를 이해할 수 있는 객체를 연결하고 상호 관련짓는 과정을 통해 구축된다.

메시지를 전송하는 객체의 관점에서 자신이 전송하는 메시지를 수신할 수 있다면 협력하는 객체의 종류가 무엇인지는 중요하지 않다.

중요한 것은 매시지를 수신하는 객체가 메시지의 의미를 이해하고 메시지를 전송한 객체가 의도한 대로 요청을 처리할 수 있는지 여부다.

객체의 구체적인 타입과 무관하게 전송된 메시지를 이해할 수 있는 객체들을 서로 연결하고 상호 협력도 가능하게 만드는 것은 유연하고 재사용 가능한 설계를 낳는 토양이다.

객체 인터페이스

인터페이스

일반적으로 인터페이스란 어떤 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치를 의미한다.

인터페이스는 세상 어느 곳에나 존재하며 텔레비전 리모컨, 사람들의 말과 글, 마우스 등등 모든 것은 인터페이스이다.

인터페이스는 다음과 같은 세 가지 특성을 지닌다.

• 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
• 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동 방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
• 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.

메시지가 인터페이스를 결정한다

객체가 다른 객체와 상호작용할 수 있는 유일한 방법은 메시지 전송이다.

따라서 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되며 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스의 모양을 빚는다.

공용 인터페이스

인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공개된 인터페이스와 내부에서만 접근할 수 있는 감춰진 인터페이스로 구분된다.

내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스라고 한다.

고용 인터페이스건 사적인 인터페이스건 상관 없이 모든 인터페이스는 메시지 전송을 통해서만 접근할 수 있다.

단지 메시지 송신자가 다른 객체인지 아니면 객체 자신인지만 다를 뿐이다.

앨리스 세계에서 공용 인터페이스는 ‘증언하라’라는 메시지를 전송하는 것뿐이다.

따라서 왕과 모자 장수 사이에는 ‘증언하라’라는 메시지를 전송하고 수신할 수 있는 인터페이스가 존재한다.

따라서 이런 메시지는 외부에 공개되어 있다.

그리고 지금까지 이야기한 것처럼 객체는 인터페이스 통해 메시지가 수신됐을 때 증언하거나 증인석에 입장할 책임을 자율적으로 수행한다.

결과적으로 객체가 협력에 참여하기 위해 수행하는 메시지가 객체의 공용 인터페이스의 모양을 암시한다.

이것은 앞에서 설명한 책임-주도 설계 방식의 What/Who 사이클과도 관련이 깊다.

먼저 메시지를 결정하고 이 메시지를 수행할 객체를 나중에 결정하기 때문에 메시지가 수신자의 인터페이스를 결정할 수밖에 없다.

공용 인터페이스를 자극해서 책임을 수행하게 하는 것은 객체에게 전송되는 메시지다.

책임은 객체가 메시지를 수신했을 때 수행해야 하는 객체의 행동이며, 실제로 객체의 공용 인터페이스를 구성하는 것은 객체가 외부로부터 수신할 수 있는 메시지의 목록이다.

책임, 메시지 그리고 인터페이스

지금까지 알아본 사항을 정리해보자.

• 협력에 참여하는 객체의 책임은 자율적이어야 한다.
• 한 객체가 다른 객체에 요청을 전송할 때 사용하는 메커니즘인 메시지가 있다. (메시지만을 사용)
• 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 채워진다.
• 객체가 메시지를 수신했을 때 적절한 객체의 책임이 수행된다.
• 메서드란 메시지를 수신했을 때 책임을 수행하는 방법을 의미한다.
• 메시지와 메서드의 구분은 객체를 외부와 내부라는 두 개의 명확하게 분리된 영역으로 구분하는 동시에 다형성을 통해 다양한 타입의 객체를 수용할 수 있는 유연성을 부과한다.
• 객체가 책임을 수행하기 위해 외부로부터 메시지를 받기 위한 통로인 인터페이스가 있다.

객체지향의 힘은 대부분 객체의 외부와 내부를 구분하는 것에서 나온다.

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

객체지향 사고 방식을 위한 3가지 원칙

• 좀 더 추상적인 인터페이스
  • 지나치게 상세한 수준의 메시지는 객체의 자율성을 저해한다.
  • 여기서 세부사항을 제거하고 메시지의 의도를 표현하기 이해 사용한 기법이 추상화다.
• 최소 인터페이스
  • 최소로 유지하여 내부 동작에 대해 가능한 적은 정보만 노출할 수 있다.
  • 따라서 객체의 내부를 수정하더라도 외부에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
• 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식

구현

객체지향의 세계에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 고유의 용어는 구현이다.

객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것이 구현에 포함된다.

객체는 상태를 가진다. 상태는 어떤 식으로든 객체에 포함되겠지만 객체 외부에 노출되는 공용 인터페이스의 일부는 아니다.

따라서 상태를 어떻게 표현할 것인가는 객체의 구현에 해당한다.

객체는 행동을 가진다.

행동은 메시지를 수신했을 때만 실행되는 일종의 메시지 처리 방법이다.

이 처리 방법을 메서드라고 한다.

메서드를 구성하는 코드 자체는 객체 외부에 노출되는 공용 인터페이스의 일부는 아니기 때문에 객체의 구현 부분에 포함된다.

객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 결국 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라는 말과 동일하다.

인터페이스와 구현의 분리 원칙

훌륭한 객체란 구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용할 수 있는 객체를 의미한다.

이것은 객체를 설계할 때 객체 외부에 노출되는 인터페이스와 객체의 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리해서 고려해야 한다는 것을 의미한다.

이를 인터페이스와 구현의 분리 원칙이라고 한다.

결론적으로 객체 설계의 핵심은 외부에 공개되는 인터페이스와 내부에 감춰지는 구현이다.

인터페이스와 구현의 분리 원칙이 중요한 이유는 소프트웨어의 변동성 때문이다.

수많은 객체들이 물고 물리며 돌아가는 객체지향 공동체에서 어떤 객체를 수정했을 때 어떤 객체가 영향을 받는지를 판단하는 것은 거의 곡예에 가깝다.

그래서 더욱 협력이 중요한 것 같다. 동적 모델로 추상적으로 바라볼 수 있어야 한다.

객체의 모든 것이 외부에 공개돼 있다면 아무리 작은 부분을 수정하더라도 변경에 의한 파급효과가 객체 공동체의 구석구석까지 파고들 것이다.

적절한 구현을 선택하고 이를 인터페이스 뒤로 감추는 것은 객체의 자율성을 향상시킬 수 있는 가장 기본적인 방법이다.

다시 정리하자면 객체가 가져야 할 상태와 메서드 구현은 객체 내부에 속한다.

이 부분을 수정해도 객체 외부에 영향을 미쳐서는 안 된다.

객체 외부에 영향을 미치는 변경은 객체의 공용 인터페이스를 수정할 때뿐이다.

캡슐화

객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 캡슐화라고 한다.

객체는 상태와 행위를 함께 캡슐화함으로써 충분히 협력적이고 만족스러울 정도로 자율적인 존재가 될 수 있다.

객체지향의 세계에서 캡슐화는 두 가지 관점에서 사용된다.

• 상태와 행위의 캡슐화
• 사적인 비밀의 캡슐화

상태와 행위의 캡슐화

객체는 상태와 행위의 조합이다.

객체는 스스로 자신의 상태를 관리하며 상태를 변경하고 외부에 응답할 수 있는 행동을 내부에 함께 보관한다.

객체의 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 자율적인 실체다.

이 관점에서의 캡슐화를 데이터 캡슐화라고 한다.

객체는 상태와 행위를 한데 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출한다.

따라서 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현을 분리하기 위한 전제 조건이다. (자율적인 객체)

프로그래밍에선 상태는 주로 데이터로 구현되고 행동은 프로세스로 구현된다.

사적인 비밀의 캡슐화

객체는 외부의 객체가 자신의 내부 상태를 직접 관찰하거나 제어할 수 없도록 막기 위해 의사소통 가능한 특별한 경로만 외부에 노출한다.

이처럼 외부에서 객체와 의사소통할 수 있는 고정된 경로를 공용 인터페이스라고 한다.

캡슐화를 통해 변경이 빈번하게 일어나는 불안정한 비밀을 안정적인 인터페이스 뒤로 숨길 수 있다.

일반적으로 불안정한 비밀은 구현과 관련된 세부 사항을 의미한다.

객체를 자율적인 존재로 바라보는 것은 결국 객체의 내부와 외부를 엄격하게 분리한다는 것을 의미한다.

책임의 자율성이 협력의 품질 결정한다

객체들이 동일한 목적을 달성하기 위해 협력하는 방법의 가짓수는 수도 없이 많을 수 있다.

100개의 설계에 따라 결과는 같을 수 있지만 과정은 다르다.

어떤 협력이 다른 협력보다 더 나은 설계인 이유는 더 이해하기 쉽고 변경에 유연하기 때문이다.

• 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다.
  • 자율적인 책임은 세부사항을 무시하고 의도를 드러내는 하나의 문장으로 표현함으로써 협력을 단순하게 만든다. (적절하게 추상화)
• 자율적인 책임은 모자 장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.
  • ‘증언하라’와 같은 요청(책임)을 받은 모자장수는 증언할 방식을 자율적으로 선택할 수 있다.
• 책임이 자율적인 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.
  • 책임이 자율적일수록 변경에 의해 수정돼야 하는 범위가 좁아지고 명확해진다.
  • 파급효과가 객체 내부로 캡슐화 되기 때문에 두 객체 간의 결합도가 낮아진다.
• 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
  • 책임이 자율적일수록 협력이 좀 더 유연해지고 다양한 문맥에서 재활용될 수 있다.
  • 설계가 유연해지고 재사용성이 높아진다.
• 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다.
  • 객체가 수행하는 책임들이 자율적이면 자율적일수록 객체의 존재 이유를 명확하게 표현할 수 있다.
  • 객체는 동일한 목적을 달성하는 강하게 연관된 책임으로 구성되기 때문이다.
  • 책임이 자율적일수록 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기가 쉬워진다.

책임이 자율적일수록 협력이 이해하기 쉬어지고, 객체의 외부와 내부의 구분이 명확해지며, 변경에 의한 파급효과를 제한할 수 있고, 유연하게 변경할 수 있는 동시에 다양한 문맥에서 재활용할 수 있게 된다.

책임이 자율적일수록 적절하게 ‘추상화’되며, ‘응집도’가 높아지고 ‘결합도’가 낮아지며, ‘캡슐화’가 증진되고, ‘인터페이스와 구현이 명확히 분리’되며, 설계의 ‘유연성’과 ‘재사용성’이 향상된다.

느낀점

확실이 전 챕터부터 인터페이스의 기본 원리를 매우 강조한다는 느낌을 받았는데 역시 인터페이스로 귀결된다.

하지만 책에선 왜 그래야 하는지를 사례를 명확하게 설명해줘서 이해하기 좀 더 편했다.

논의사항

• 반대로 결합도를 높이며, 응집도가 낮아지는 사례에 대해서 이야기 해보면 좋을 것 같습니다.

6장 객체 지도

유일하게 변하지 않는 것은 모든 것이 변한다는 사실뿐이다.
:헤라클레이토스

여행 중 길을 찾을 때 사람에게 직접 물어보는 방법과 지도를 이용해 길을 찾는 방법으로 나눈다면 각각의 방법에 따라 과정과 난이도는 확연하게 차이가 난다.

다른 사람에게 길을 물어보는 것은 ‘기능적이고 해결책 지향적인 접근법’이다.

길을 가르쳐 주는 사람이 해당 목적지까지의 경로를 단계별로 상세히 설명한다.

이러한 방법은 일반적이지도 않고, 재사용 가능하지도 않다.

이에 비해 지도는 실세계의 지형을 기반으로 만들어진 추상화된 모델이다.

지도를 이용해 길을 찾는 방법은 길을 묻는 방법보다 쉽고 간단하다. (시작점과 목적지를 이음)

지도는 길을 찾는 데 필요한 주변 지형을 추상적으로 표현하고 있기 때문에 실세계의 환경과 지식을 통해 밀접하게 연관지어 이해할 수 있게 해준다.

정리하자면 지도를 이용한 방법은 ‘구조적이고 문제 지향적인 접근법‘이다.

지도는 길을 찾는 데 필요한 구체적인 기능이 아니라 길을 찾을 수 있는 ‘구조’를 제공한다.

길을 묻는 방법은 해결책 지향적이기 때문에 현재 위치와 목적지의 요구만 만족시킬 수 있는 반면, 지도는 현재뿐 아니라 다양한 목적을 위해 재사용이 가능하다. (더 범용적)

지도를 제작한 사람들도 지도를 이용할 사람들이 구체적으로 어떤 목적으로 지도를 이용할지 모른다.

지도가 범용적인 이유는 지도를 사용하려는 사람들이 원하는 ‘기능’에 비해 지도에 표시된 ‘구조’가 더 안정적이기 때문이다.

수명또한 더 길다.

지도 은유의 핵심은 기능이 아니라 구조를 기반으로 모델을 구축하는 편이 좀 더 범용적이고 이해하기 쉬우며 변경에 안정적이라는 것이다.

사람들의 요구사항은 계속 변하기 때문에 모델이 제공해야 하는 기능 역시 이에 따라 지속적으로 변할 수밖에 없다.

따라서 기능을 중심으로 구조를 종속시키는 접근법은 범용적이지 않고 재사용이 불가능하며 변경에 취약한 모델을 낳게 된다.

이와 달리 안정적인 구조를 중심으로 기능을 종속시키는 접근법은 범용적이고 재사용 가능하며 변경에 유연하게 대처할 수 있는 모델을 만든다.

사람에게 묻는 것은 기능에 구조를 종속시키는 것이며 지도는 구조에 기능을 종속시키는 것이다.

전통적인 개발 방법은 전자에 가깝고, 객체지향 개발 방법은 후자에 가깝다.

객체지향은 자주 변경되는 기능이 아니라 안정적인 구조를 기반으로 시스템을 구조화한다.

자율적인 객체들로 시스템을 분할하는 객체지향이 강력한 이유는 사람들이 실세계의 현상을 인지하고 이해하는 관점을 그대로 소프트웨어에 투영할 수 있기 때문이다.

이번 장은 기능이 아닌 구조를 바탕으로 시스템을 분할하는 객체지향의 또 다른 측면에 관해 설명한다.

자주 변경되는 기능이 아니라 안정적인 구조를 기반으로 시스템을 분할하는 객체지향적인 접근법은 역할, 책임, 협력을 기반으로 시스템의 기능을 구현하는 책임-주도 설계의 본질을 이해하는 데도 도움이 될 것이다.

기능 설계 대 구조 설계

모든 소프트웨어 제품에는 두 가지 측면이 존재한다.

하나는 ‘기능’측면의 설계이고, 다른 하나는 ‘구조’측면의 설계이다.

기능 측면의 설계는 제품이 사용자를 위해 무엇을 할 수 있는지에 초점을 맞춘다.

구조 측면의 설계는 제품의 형태가 어떠해야 하는지에 초점을 맞춘다.

설계의 가장 큰 도전은 기능과 구조라는 두 가지 측면을 함께 녹여 조화를 이루도록 만드는 것이다.

소프트웨어가 사용자에게 가치 있는 이유는 사용자가 필요로 하는 기능을 제공하기 때문이다.

이런 관점에서 소프트웨어를 개발하는 일차적인 이유는 사용자에게 훌륭한 기능을 제공하기 위해서다.

개발 초기에는 사용자의 요구사항(도메인)에 맞게 기능을 개발하는 것이 중요하다.

훌륭한 기능이 훌륭한 소프트웨어를 만드는 충분조건이라고 한다면 훌륭한 구조는 훌륭한 소프트웨어를 만드는 필요조건이다.

성공적인 소프트웨어들이 지닌 공통적인 특징은 훌륭한 기능을 제공하는 동시에 사용자가 원하는 기능을 빠르고 안정적으로 추가할 수 있다는 것이다.

깔끔하고 단순하며 유지보수하기 쉬운 설계는 사용자의 변하는 요구사항을 반영할 수 있도록 쉽게 확장 가능한 소프트웨어를 창조할 수 있는 기반이 된다.

생각보다 더 깔끔하고 단순한 구조가 중요하다고 요즘은 느낀다. 기술적으로 뛰어난 구조도 있을 수 있지만 프로젝트 규모에 맞는 깔끔하고 단순한 구조..

만약 유지보수가 없었다면, 요구사항의 변동이 없다면 구조는 크게 중요하지 않을 것이다.

하지만 소프트웨어 개발에서 불확실성은 항상 존재하며 이를 해결하기 위해 좋은 구조를 가져가야 함은 모든 개발자가 알고 있을 것이다.

개발자의 삶이 고단하면서 흥미로운 이유는 요구사항이 예측 불가능하게 변경되기 때문이다.

훌륭한 설계자는 사용자가 만족할 수 있는 훌륭한 기능을 제공하는 동시에 예측 불가능한 요구사항 변경에 유연하게 대처할 수 있는 안정적인 구조를 제공하는 능력을 갖춰야 한다.

설계가 어려운 이유는 어제 약속했던 기능을 제공하는 동시에 내일 변경될지도 모르는 요구사항도 수용할 수 있는 코드를 창조해야 하기 때문이다.

요구사항을 만족시킬 수 있는 다양한 설계안들을 저울질하면서 그 결과로 단순하면서도 유연한 설계를 창조하는 것은 공학이라기보다 예술에 가깝다. (기예)

하지만 불확실한 미래의 변경을 예측하고 이를 성급하게 설계에 반영하는 것은 불필요하게 복잡한 설계를 낳을 뿐이다.

우리는 미래를 예측할 수 없다. 단지 대비할 수 있을 뿐이다.

미래에 대비하는 가장 좋은 방법은 변경을 예측하는 것이 아니라 변경을 수용할 수 있는 선택의 여지를 마련해 놓는 것이다.

훌륭한 설계자는 미래에 구체적으로 어떤 변경이 발생할 것인지를 예측하지 않는다.

단지 언젠가는 변경이 발생할 것이며 아직까지는 그것이 무엇인지 모른다는 사실을 겸허하게 받아들인다.

좋은 설계는 나중에라도 변경할 수 있는 여지를 남겨 놓는 설계다.

설계를 하는 목적은 나중에 설계하는 것을 허용하는 것이며, 일차적인 목표는 변경에 소요되는 비용을 낮추는 것이다.

안정적인 구조를 중심으로 설계하는 지도 은유와 반대로 전통적인 기능 분해는 자주 변경되는 기능을 중심으로 설계한 후 구조가 기능에 따르게 한다.

이것이 바로 전통적인 기능 분해 방법이 변경에 취약한 이유다.

객체지향 접근방법은 자주 변경되지 않는 안정적인 객체 구조를 바탕으로 시스템 기능을 객체 간의 책임으로 분배한다.

객체지향은 구조에 집중하고 기능이 객체의 구조를 따르게 만든다.

시스템 기능은 더 작은 책임으로 분할되고 적절한 객체에게 분배되기 때문에 기능이 변경되더라도 객체 간의 구조는 그대로 유지된다.

이것이 객체를 기반으로 책임과 역할을 식별하고 메시지를 기반으로 객체들의 협력 관계를 구축하는 이유다.

안정적인 객체 구조는 변경을 수용할 수 있는 유일한 소프트웨어를 만들 수 있는 기반을 제공한다.

두 가지 재료: 기능과 구조

객체지향 세계를 구축하기 위해서는 사용자에게 제공할 ‘기능’과 기능을 담을 안정적인 ‘구조’라는 재료가 준비돼 있어야 한다.

기능은 사용자가 자신의 목표를 달성하기 위해 사용할 수 있는 시스템의 서비스다.

구조는 시스템의 기능을 구현하기 위한 기반으로, 기능 변경을 수용할 수 있도록 안정적이어야 한다.

이 두 재료를 구하기 위해서는 다양한 경험과 연구를 통해 도출된 두 가지 기법을 사용한다.

• 구조는 사용자나 이해관계자들이 도메인에 관해 생각하는 개념들 간의 관계로 표현한다.
• 기능은 사용자의 목표를 만족시키기 위해 책임을 수행하는 시스템의 행위로 표현한다.

일반적으로 기능을 수집하고 표현하기 위한 기법을 유스케이스 모델링이라고 하고 구조를 수집하고 표현하기 위한 기법을 도메인 모델링이라고 한다.

쉽게 예상할 수 있는 것처럼 두 가지 모델링 활동의 결과물을 각각 유스케이스와 도메인 모델이라고 한다.

안정적인 재료: 구조

도메인 모델

모든 소프트웨어 사용자는 필요성을 충족시키기 위해 존재한다.

무료한 시간을 달래기 위해 게임 소프트웨어를 사용한다.

사용자가 프로그램을 사용하는 대상 분야를 도메인이라고 한다.

도메인 모델에서 모델이란 대상을 단순화해서 표현한 것으로 모델은 지식을 선택적으로 단순화하고 의식적으로 구조화한 형태다.

모델은 복잡성의 바다에서 길을 잃지 않고 중요한 문제에 집중할 수 있도록 필요한 지식만 재구성한 것이다.

즉, 대상을 추상화하고 단순화한 것이다. (현재 문제에 집중 가능)

모델은 복잡성을 관리하기 위해 사용하는 기본적인 도구다.

도메인과 모델의 정의를 연결하면 도메인 모델을 쉽게 정의할 수 있다.

도메인 모델이란 사용자가 프로그램을 사용하는 대상 영역에 관한 지식을 선택적으로 단순화하고 의식적으로 구조화한 형태다.

도메인 모델은 소프트웨어가 목적하는 영역 내의 개념과 개념 간의 관계, 다양한 규칙이나 제약 등을 주의 깊게 추상화한 것이다.

도메인 모델은 소프트웨어 개발과 관련된 이해관계자들이 도메인에 대해 생각하는 관점이다.

게임 플레이어들은 게임 도메인을 캐릭터와 몬스터, 그리고 몬스터가 떨구는 아이템 간의 관계로 파악한다.

도메인 모델은 단순히 다어이그램이 아닌 멘탈 모델을 의미한다.

멘탈 모델이란, 사람들이 자기 자신, 다른 사람, 환경, 자신이 상호작용하는 사물들에 대해 갖는 모형이다.

소프트웨어 사용자들 역시 도메인에 존재하는 현상을 이해하고 현상에 반응하기 위해 도메인과 관련된 멘탈 모델을 형성한다.

• 도널드 노먼
  • 제품을 설계할 때 제품에 관한 모든 것이 사용자들이 제품에 대해 가지고 있는 멘탈 모델과 정확하게 일치해야 한다고 주장한다.
  • 사용자들은 자신의 멘탈 모델과 유사한 방식으로 제품이 반응하고 움직일 것이라고 기대하기 때문에 훌륭한 디자인이란 사용자가 예상하는 방식에 따라 정확하게 반응하는 제품을 만드는 것이다.
  • 멘탈 모델을 3가지로 구분
    • 사용자 모델: 사용자가 제품에 대해 가지고 있는 개념들의 모습
    • 디자인 모델: 설계자가 갖고 있는 시스템에 대한 개념화다.
    • 시스템 이미지: 최종 제품

설계자는 디자인 모델을 기반으로 만든 시스템 이미지가 사용자 모델을 정확하게 반영하도록 노력해야 한다.

도메인 모델은 도메인에 대한 사용자 모델, 디자인 모델, 시스템 이미지를 포괄하도록 추상화한 소프트웨어 모델이다.

따라서 도메인 모델은 소프트웨어에 대한 멘탈 모델이다.

도메인의 모습을 담을 수 있는 객체지향

최종 제품은 사용자의 관점을 반영해야 한다. :도널드 노먼

이것은 소프트웨어 개발에도 동일하게 적용할 수 있다. 최종 코드는 사용자가 도메인을 바라보는 관점을 반영해야 한다.

이것은 곧 애플리케이션이 도메인 모델을 기반으로 설계되어야 한다는 것을 의미한다.

도메인 모델이란 사용자들이 도메인을 바라보는 관점이며, 설계자가 시스템의 구조를 바라보는 관점인 동시에 소프트웨어 안에 구현된 코드의 모습 그 자체이기 때문이다.

따라서 도메인 모델의 세 가지 측면을 모두 모델링할 수 있는 유사한 모델링 패러다임을 사용할수록 소프트웨어 개발이 쉬워질 것이다.

객체지향은 이런 요구사항을 가장 범용적으로 만족시킬 수 있는 거의 유일한 모델링 패러다임이다.

객체지향은 동적인 객체가 가진 복잡성을 극복하기 위해 정적인 타입을 이용해 세상을 단순화할 수 있으며 클래스라는 도구를 이용해 타입을 코드 안으로 옮길 수 있다.

객체지향 패러다임은 사용자의 관점, 설계자의 관점, 코드의 모습을 모두 유사한 형태로 유지할 수 있게 하는 유용한 사고 도구와 프로그래밍 기법을 제공한다.

결과적으로 객체지향을 이용하면 도메인에 대한 사용자 모델, 디자인 모델, 시스템 이미지 모두가 유사한 모습을 유사한 모습을 유지하도록 만드는 것이 가능하다.

객체지향의 이러한 특성을 연결완전성, 또는 표현적 차이라고 한다.

표현력 차이

다시 한 번 강조하지만 소프트웨어 객체는 현실 객체에 대한 추상화가 아니다.

소프트웨어 객체와 현실 객체사이의 관계를 가장 효과적으로 표현할 수 있는 단어는 은유다.

앞 장에서 여러번 나왔지만, 소프트웨어 객체는 현실 객체를 모방한 것이 아니라 은유를 기반으로 재창조한 것이다.

따라서 소프트웨어 객체는 현실 객체가 갖지 못한 특성을 가질 수도 있고 현실 객체가 하지 못하는 행동을 할 수도 있다.

비록 소프트웨어 객체가 현실 객체를 왜곡한다고 하더라도 소프트웨어 객체는 현실 객체의 특성을 토대로 구축된다.

이처럼 소프트웨어 객체와 현실 객체 사이의 의미적 거리를 가리켜 표현적 차이 또는 의미적 차이라고 한다.

핵심은 은유를 통해 현실 객체와 소프트웨어 객체 사이의 차이를 최대한 줄이는 것이다.

안타깝게도 대부분의 소프트웨어 도메인은 현실에 존재하지 않는 가상의 세계를 대상으로 한다.

게임 도메인은 현실에는 존재하지 않는 강력한 마법과 괴물들의 천국이다.

우리가 은유를 통해 투영해야 하는 대상은 바로 사용자가 도메인에 대해 생각하는 개념들이다.

즉, 소프트웨어 객체를 창조하기 위해 우리가 은유해야 하는 대상은 바로 도메인 모델이다.

따라서 소프트웨어 객체는 그 대상이 현실적인지, 현실적이지 않은지에 상관없이 도메인 모델을 통해 표현되는 도메인 객체들을 은유해야 한다.

도메인 모델을 기반으로 설계하고 구현하는 것은 사용자가 도메인을 바라보는 관점을 그대로 코드에 반영할 수 있어야 한다.

결과적으로 표현적 차이는 줄어들 것이며, 사용자의 멘탈 모델이 그대로 코드에 녹아 스며들게 될 것이다.

표현적 차이가 중요한 이유는 소프트웨어를 이해하고 수정하기 쉽게 만들어주기 때문이다.

코드의 구조 자체가 도메인의 구조를 반영하기 때문에 도메인을 이해하면 코드를 이해하기가 훨씬 수월해진다.

결국 도메인 모델은 코드 안에 존재하는 미로를 헤쳐나갈 수 있는 지도를 제공한다.

불안전항 기능을 담는 안정적인 도메인 모델

도메인 모델을 기반으로 코드를 작성하는 두 번째 이유는 도메인 모델이 제공하는 구조가 상대적으로 안정적이기 때문이다.

도메인 모델의 핵심은 사용자가 도메인을 바라보는 관점을 반영하여 소프트웨어를 설계하고 구현하는 것이다.

사용자 관점을 반영해야 하는 이유는 사용자들이 누구보다 도메인의 ‘본질적인’ 측면을 가장 잘 이해하고 있기 때문이다.

본질적이라는 것은 변경이 적고 비교적 그 특성이 오랜 시간 유지된다는 것을 의미한다.

소프트웨어 개발의 가장 큰 적은 변경이며 변경은 항상 발생한다는 사실을 기억하라.

사용자 모델에 포함된 개념과 규칙은 비교적 변경될 확률이 적기 때문에 사용자 모델을 기반으로 설계와 코드를 만들면 변경에 쉽게 대처할 수 있을 가능성이 커진다.

이것은 도메인 모델이 기능을 담을 수 있는 안정적인 구조를 제공할 수 있음을 의미한다.

도메인 모델은 소프트웨어 구조의 기반을 이룬다.

그리고 안정적인 구조를 기반으로 자주 변경되는 기능을 배치함으로써 기능의 변경에 대해 안정적인 소프트웨어를 구현할 수 있다.

결론적으로 안정적인 구조를 제공하는 도메인 모델을 기반으로 소프트웨어의 구조를 설계하면 변경에 유연하게 대응할 수 있는 탄력적인 소프트웨어를 만들 수 있다.

비록 도메인 모댈이 도메인과 관련된 중요한 개념과 관계를 보여준다고 해도 실제로 사용자에게 중요한 것은 도메인 모델이 아니라 소프트웨어의 기능이다.

소프트웨어의 존재 이유는 사용자가 원하는 목표를 달성할 수 있는 다양한 기능을 제공하는 것이다.

따라서 사용자에게 제공할 기능을 기술한 정보가 필요하다.

불안정한 재료: 기능

유스케이스

기능적 유구사항이란 시스템이 사용자에게 제공해야 하는 기능의 목록을 정리한 것이다.

우리는 사용자들이 시스템을 통해 달성하고자 하는 ‘목표’가 존재하기 때문에 기능을 제공한다.

따라서 훌륭한 기능적 요구사항을 얻기 위해서는 목표를 가진 사용자와 목표를 만족시키기 위해 일련의 절차를 수행하는 시스템 간의 ‘상호작용’ 관점에서 시스템을 바라봐야 한다.

사용자는 자신의 목표를 달성하기 위해 시스템과의 상호작용을 시작한다.

사용자가 작업을 요청하면 시스템은 요청을 처리한 후 사용자에게 원하는 결과를 제공한다.

사용자는 시스템의 응답을 기반으로 또 다른 작업을 요청하고, 시스템은 요청을 다시 처리한 후 사용자에게 응답한다.

이처럼 사용자의 목표를 달성하기 위해 사용자와 시스템 간에 이뤄지는 상호작용 흐름을 텍스트로 정리한 것을 유스케이스라고 한다.

• 앨리스 코오번의 유스케이스
  • 유스케이스는 시스템의 이해관계자들 간의 계약을 행위 중심으로 파악한다.
  • 유스케이스는 이해관계자들 중에서 일차 액터라 불리는 행위자의 요청에 대한 시스템의 응답으로서, 다양한 조건하에 있는 시스템의 행위를 서술한다.
  • 일차 액터는 어떤 목표를 달성하기 위해 시스템과의 상호작용을 시작한다.
  • 시스템의 모든 이해관계자들의 요구에 응답하고 이해관계자를 보호해야 한다.
  • 특별한 요청과 관계되는 조건에 따라 서로 다른 일련의 행위 혹은 시나리오가 전개될 수 있다.
  • 유스케이스는 이렇게 서로 다른 시나리오를 묶어 준다.

일차 액터란 시스템의 서비스 중 하나를 요청하는 이해관계자로, 하나의 목표를 가지고 유스케이스를 시작하는 액터를 의미한다.

졸라맨..

유스케이스의 가치는 사용자들의 목표를 중심으로 시스템의 기능적인 요구사항들을 이야기 형식으로 묶을 수 있다는 점이다.

산발적으로 흩어져 있는 기능에 사용자 목표라는 문맥을 제공함으로써 각 기능이 유기적인 관계를 지닌 체계를 이룰 수 있게 한다.

유스케이스의 특성

첫째, 유스케이스는 사용자와 시스템 간의 상호작용을 보여주는 ‘텍스트’다.

유스케이스 다이어그램이 아니다.

중요한 것은 유스케이스 안에 포함돼 있는 상호작용의 흐름이다.

다이어그램에 노력을 쏟지 말라. 중요한 것은 유스케이스에 담겨 있는 이야기다.

둘째, 유스케이스는 하나의 시나리오가 아니라 여러 시나리오들의 집합이다. (협력의 모습)

셋째, 유스케이스는 단순한 피처 목록과 다르다.

피처는 시스템이 수행해야 하는 기능의 목록을 단순하게 나열한 것이다.

단순 기능의 목록을 나열하기 때문에 두 피처를 서로 연관이 없는 독립적인 기능으로 보이게끔 만든다는 점이다.

두 피처를 유스케이스로 묶고 사용자와의 흐름 속에서 두 피처를 포함하는 이야기를 제공함으로써 시스템의 기능에 대해 의사소통할 수 있는 문맥을 얻을 수 있다.

넷째, 유스케이스는 사용자 인터페이스와 관련된 세부 정보를 포함하지 말아야 한다.

유스케이스는 자주 변경되는 사용자 인터페이스 요소는 배제하고 사용자 관점에서 시스템의 행위에 초점을 맞춘다.

이처럼 사용자 인터페이스를 배제한 유스케이스 형식을 본질적인 유스케이스라고 한다.

다섯째, 유스케이스는 내부 설계와 관련된 정보를 포함하지 않는다.

유스케이스의 목적은 연관된 시스템의 기능을 이야기 형식으로 모으는 것이지 내부 설계를 설명하는 것이 아니다.

유스케이스는 설계 기법도, 객체지향 기법도 아니다

유스케이슥 단지 사용자가 바라보는 시스템의 외부 관점만을 표현한다는 점에 주목하라.

유스케이스는 시스템의 내부 구조나 실행 메커니즘에 관한 어떤 정보도 제공하지 않는다.

단지 사용자가 시스템을 통해 무엇을 얻을 수 있고 어떻게 상호작용할 수 있느냐에 관한 정보만 기술된다.

유스케이스는 시스템이 외부에 제공해야 하는 행위만 포함하기 때문에 유스케이스로부터 시스템의 내부 구조를 유추할 수 있는 방법은 존재하지 않는다.

사실 유스케이스는 객체지향과도 상관이 없다. (다른 패러다임에도 동일하게 적용)

또한, 어떠한 객체의 구조나 책임에 대한 정보도 제공하지 않는다.

재료 합치기: 기능과 구조의 통합

도메인 모델, 유스케이스, 그리고 책임-주도 설계

불안정한 기능을 안정적인 구조 안에 담음으로써 변경에 대한 파급효과를 최소화하는 것은 훌륭한 객체지향 설계자가 갖춰야 할 기본적인 설계 능력이다.

도메인 모델은 안정적인 구조를 개념화하기 위해, 유스케이스는 불안정한 기능을 서술하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 도구다.

변경에 유연한 소프트웨어를 만들기 위해서는 유스케이스에 정리된 시스템의 기능을 도메인 모델을 기반으로 한 객체들의 책임으로 분배해야 한다.

객체지향 패러다임은 모든 것이 객체라는 사상에서 출발하기에 유스케이스에 명시된 기능을 구현하는 프로그래머는 시스템을 사용자로부터 전송된 메시지를 수행하는 거대한 자율적인 객체로 본다.

시스템은 사용자와 만나는 경계에서 사용자의 목표를 만족시키기 위해 사용자와의 협력에 참여하는 커다른 객체이다.

사용자에게 시스템이 수행하기로 약속한 기능은 결국 시스템의 책임으로 볼 수 있다.

사용자의 관점에서 시스템은 자신이 전송한 메시지에 응답하는 데 필요한 책임을 수행하는 일종의 객체다.

시스템이라는 객체 안에는 더 작은 규모의 객체가 포함될 수 있다. (구성, 합셩)

이제 시스템이 수행해야 하는 커다른 규모의 책임은 시스템 안에 살아가는 더 작은 크기의 객체들의 협력을 통해 구현될 수 있다.

여기서부터 책임-주도 설계가 적용되는데 지금까지는 시스템이 사용자에게 제공할 기능이 있다는 가정하에 객체들 간의 협력을 설계했지만 사실 협력의 출발을 장식하는 첫 번째 메시지는 시스템의 기능을 시스템의 책임으로 바꾼 후 얻어진것이다.

시스템에 할당된 커다란 책임은 이제 시스템 안의 작은 규모의 객체들이 수행해야 하는 더 작은 규모의 책임으로 세분화한다.

이때 객체를 선택하기 위해 도메인 모델을 참고한다.

도메인 모델에 포함된 개념을 은유하는 소프트웨어 객체를 선택해야 한다.

이것은 소프트웨어와 코드 사이의 표현적 차이를 줄이는 첫걸음이다.

협력을 완성하는 데 필요한 메시지를 식별하면서 객체들에게 책임을 할당해 나간다.

마지막으로 협력에 참여하는 객체를 구현하기 위해 클래스를 추가하고 속성과 함께 메서드를 구현하면 시스템의 기능이 완성된 것이다.

이제 코드는 불안정한 기능을 수용할 수 있는 안정적인 구조에 기반한다.

• 요구사항들을 식별하고 도메인 모델을 생성한 후, 소프트웨어 클래스에 메서드를 추가하고, 요구사항을 충족시키기 위해 객체들 간의 메시지 전송을 정의하라.

메세지를 먼저 정의하여 객체의 책임과 역할을 분명히 하고 이후에 메서드와 속성을 구현하는 순서가 아닌가?

유스케이스는 사용자에게 제공할 기능을 시스템의 책임으로 보게 함으로써 객체 간의 안정적인 구조에 책임을 분배할 수 있는 출발점을 제공한다.

책임-주도 설계는 유스케이스로부터 첫 번째 메시지와 사용자가 달성하려는 목표를, 도메인 모델로부터 기능을 수용할 수 있는 안정적인 구조를 제공받아 실제로 동작하는 객체들의 협력 공동체를 창조한다.

책임-주도 설계 방법은 시스템의 기능을 역할과 책임을 수행하는 객체들의 협력 관계로 바라보게 함으로써 두 가지 기본 재료인 유스케이스와 도메인 모델이 반드시 필요한 것은 아니고 유스케이스와 도메인 모델이 책임-주도 설계에서만 사용되는 것은 아니다.

실세계의 기능을 객체지향적으로 보기 좋은 면은 있지만 반드시 필요하거나 사용해야 하는 것도 아니다.

여기서 중요한 것은 견고한 객체지향 애플리케이션을 개발하기 위해서는 사용자의 관점에서 시스템의 기능을 명시하고, 사용자와 설계자가 공유하는 안정적인 구조를 기반으로 기능을 책임으로 변환하는 체계적인 절차츨 따라야 한다는 것이다.

도메인 모델에 명시된 개념들을 스스로 상태와 행위를 관리하는 자율적인 객체로 간주한다는 사실에 주목하라.

실세계에서는 수동적인 존재라고 하더라도 소프트웨어 객체로 구현될 때는 스스로 판단하고 행동하는 자율적인 존재로 변한다.

각 객체는 자신의 책임을 완수하는 데 필요한 정보나 서비스가 필요한 경우 이를 제공할 수 있는 다른 객체에게 책임을 요청한다. (협력 관계)

객체의 이름은 도메인 모델에 포함된 개념으로부터 차용하고, 책임은 도메인 모델에 정의한 개념의 정의에 부합하도록 할당한다.

• 이자를 계산하는 책임을 가진 객체는 이자율이 될 것이며, 이자는 이자율에 의해 생성될 것이다.
• 책임 할당의 기본 원칙은 책임을 수행하는 데 필요한 정보를 가진 객체에게 그 책임을 할당하는 것이기 때문이다.
• 결국 이것은 관련된 상태와 행동을 함께 캡슐화하는 자율적인 객체를 낳는다.

유스케이스에서 출발해 객체들의 협력으로 이어지는 일련의 흐름은 객체 안에 다른 객체를 포함하는 재귀적 함성이라는 객체지향의 기본 개념을 잘 보여준다.

큰 객체는 더 작은 객체로 나눠질수 있고, 크기와 상관없이 모든 객체는 메시지를 전송하거나 수신할 수 있고 메시지에 응답하기 위해 자율적으로 메서드를 선택할 수 있다.

객체에 대한 재귀는 객체지향의 개념을 모든 추상화 수준에서 적용 가능하게 하는 동시에 객체지향 패러다임을 어떤 곳에서도 일관성 있게 적용할 수 있게 한다.

기능 변경을 흡수하는 안정적인 구조

도메인 모델이 안정적인 이유는 도메인 모델을 구성하는 요소가 다음과 같은 특징을 띠기 때문이다.

• 도메인 모델을 구성하는 개념은 비즈니스가 없어지거나 완전히 개편되지 않는 한 안정적으로 유지된다.
• 도메인 모델을 구성하는 개념 간의 관계는 비즈니스 규칙을 기반으로 하기 때문에 비즈니스 정책이 크게 변경되지 않는 한 안정적으로 유지된다.

도메인 모델의 이같은 특징은 도메인 모델을 중심으로 객체 구조를 설계하고 유스케이스의 기능을 객체의 책임으로 분배하는 기본적인 객치지향 설계 방식의 유연함을 잘 보여준다.

비즈니스 정책이나 규칙이 크게 변경되지 않는 한 시스템의 기능이 변경되더라도 객체 간의 관계는 일정하게 유지된다.

기능적인 요구사항이 변경될 경우 책임과 객체 간의 대응 관계만 수정될 뿐이다.

안정적인 도메인 모델을 기반으로 시스템의 기능을 구현할 경우 시스템의 기능이 변경되더라도 비즈니스의 핵심 정책이나 규칙이 변경되지 않는 한 전체적인 구조가 한 번에 흔들리지 않는다.

이것이 일반적으로 객체지향이 기능의 변경에 대해 좀 더 유연하게 대응할 수 있는 패러다임이라고 일컬어지는 이유다.

객체지향의 가장 큰 장점은 도메인을 모델링하기 위한 기법과 프로그래밍 하기 위해 사용하는 기법이 동일하다는 점이다.

따라서 도메인 모델링에서 사용한 객체와 개념을 프로그래밍 설계에서의 객체와 클래스로 매끄럽게 변환할 수 있다.

이를 연결완전성이라 한다.

이러한 연결완전성은 객체지향에서 역방향도 성립하게 된다. (가역성)

즉, 코드의 변경으로부터 도메인 모델의 변경 사항을 유추할 수 있다.

계속 강조하지만 도메인 모델은 문서나 다이어그램이 아니다.

도메인 모델은 사람들의 머릿속에 들어있는 동유된 멘탈 모델이다.

느낀점

정말 많이 배워가는 챕터라는 생각이 든다.

책에선 설명과 이해를 위해 도메인 모델과 유스케이스를 시각적으로 보여줬지만, 본질은 기능과 구조를 실세계의 은유를 통한 재창조라는 것이다.

각 객체들의 협력을 설계할 때 도메인 모델을 참고하고, 유스케이스를 통해 기능을 책임으로 분배한다.

즉, 설계라는 복잡한 단계를 방법을 통해 단순화하고, 이해하기 쉽게 만들어준다.

논의사항

• 간단한 예제를 가지고 두 가지 재료로 나눠서 한번 이야기 해보면 좋을 것 같습니다.
  • 작성하신 프로그램에 대해서 간략하게 설명해주시면 좋을 것 같습니다.

7장 함께 모으기

코드와 모델을 밀접하게 연관시키는 것은 코드에 의미를 부여하고 모델을 적절하게 한다.
:에릭 에반스

마틴 파울러는 객체지향 설계 안에 존재하는 세 가지 상호 연관된 관점에 관해 설명한다.

각각 개념 관점, 명세 관점, 구현 관점이다.

• 개념 관점: 설계는 도메인 안에 존재하는 개념과 개념들 사이의 관계를 표현한다.
  • 도메인이란 사용자들이 관심을 가지고 있는 특정 분야나 주제를 말하며 소프트웨어는 도메인에 존재하는 문제를 해결하기 위해 개발된다. 이 관점은 사용자가 도메인을 바라보는 관점을 반영한다.
  • 따라서 실제 도메인의 규칙과 제약을 최대한 유사하게 반영하는 것이 핵심이다.
• 명세 관점: 사용자의 영역인 도메인을 벗어나 개발자의 영역인 소프트웨어 초점이 옮겨진다.
  • 명세 관점은 도메인의 개념이 아니라 실제로 소프트웨어 안에서 살아 숨쉬는 객체들의 책임에 초점을 맞추게 된다 즉, 객체의 인터페이스를 바라보게 된다.
  • 명세 관점에서 프로그래머는 객체가 협력을 위해 ‘무엇’을 할 수 있는가에 초점을 맞춘다.
  • 인터페이스와 구현을 분리하는 것은 훌륭한 객체지향 설계를 낳는 가장 기본적인 원칙이라는 점을 기억하자.
• 구현 관점: 프로그래머인 우리에게 가장 익숙한 관점으로, 실제 작업을 수행하는 코드와 연관돼 있다.
  • 구현 관점의 초점은 객체들이 책임을 수행하는 데 필요한 동작하는 코드를 작성하는 것이다.
  • 따라서 프로그래머는 객체의 책임을 어떻게 수행할 것인가에 초점을 맞추며 인터페이스를 구현하는 데 필요한 속성과 메서드를 클래스에 추가한다.

앞의 설명이 마치 개념 관점, 명세 관점, 구현 관점의 순서대로 소프트웨어를 개발한다는 의미로 들릴 수도 있지만 이것은 사실이 아니다.

개념, 명세, 구현 관점은 동일한 클래스를 세 가지 다른 방향에서 바라보는 것을 의미한다.

클래스는 세 가지 관점이라는 안경을 통해 설계와 관련된 다양한 측면을 드러낼 수 있다.

• 클래스가 은유하는 개념은 도메인 관점을 반영한다.
• 클래스의 공용 인터페이스는 명세 관점을 반영한다.
• 클래스의 속성과 메서드는 구현 관점을 반영한다.

이것은 클래스를 어떻게 설계해야 하느냐에 대한 중요한 힌트를 암시한다.

클래스는 세 가지 관점을 모두 수용할 수 있도록 개념, 인터페이스, 구현을 함께 드러내야 한다.

동시에 코드 안에서 세 가지 관점을 식별할 수 있도록 깔끔하게 분리해야 한다.

지금까지 역할, 책임, 협력을 이용해 객체의 인터페이스를 식별했다.

협력에 참여하기 위해 객체가 수신해야 하는 메시지를 결정하고 메시지들이 모여 객체의 인터페이스를 구성한다는 점을 기억하라.

따라서 협력 안에서 메시지를 선택하고 메시지를 수신할 객체를 선택하는 것은 객체의 인터페이스, 즉 명세 관점에서 객체를 바라보는 것이다.

커피 전문점 도메인

커피 주문

커피 전문점에서 커피를 주문하는 과정 예제 설명.

커피 전문점이라는 세상

객체지향 패러다임의 가장 중요한 도구는 객체이므로 커피 전문점을 객체들로 구성된 작은 세상으로 바라보자.

커피 전문점 안에는 메뉴판이 존재하며 아메리카노, 카푸치노, 카라멜 마끼아또, 에스프레소의 네 가지 커피 메뉴가 적혀 있다.

객체지향의 관점에서 메뉴판이 하나의 객체이다.

또한 네 개의 메뉴 항목으로 구성돼 있기 때문에 메뉴 항목들 역시 객체로 볼 수 있다.

따라서 메뉴판은 네 개의 항목 객체들을 포함하는 객체라고 볼 수 있다.

손님은 메뉴판을 보고 바리스타에게 원하는 커피를 주문한다.

객체의 관점에서 보면 손님 역시 하나의 객체다.

손님 객체는 메뉴판 객체 안에 적힌 메뉴 항목 객체들 중에서 자신이 원하는 메뉴 항목 객체 하나를 선택해 바리스타 객체에게 전달할 것이다.

바리스타는 주문을 받은 메뉴에 따라 적절한 커피를 제조한다. (바리스타가 제조할 수 있는 커피의 종류는 4가지이다.)

바리스타는 자율적으로 커피를 제조하는 객체로 볼 수 있으며, 바리스타가 제조하는 커피 역시 메뉴판, 메뉴 항목, 바리스타와 구별되는 자신만의 경계를 가지므로 객체로 볼 수 있다.

종합해 보면 객체지향의 관점에서 커피 전문점이라는 도메인은 손님 객체, 메뉴 항목, 메뉴판 객체, 바리스타 객체, 커피 객체로 구성된 작은 세상이다.

객체들의 관계를 살펴보자.

• 손님은 메뉴판에서 주문할 커피를 선택할 수 있어야 한다.
• 손님은 어떤 식으로 메뉴판을 알아야 하며, 이것은 두 객체 사이에 관계가 존재한다는 것을 암시한다.
• 손님은 바리스타에게 주문을 해야 하므로 손님과 바리스타 사이에도 관계가 존재한다.
• 바리스타는 커피를 제조하는 사람이므로 당연히 자신이 만든 커피와 관계를 맺는다.

인간의 두뇌는 세상을 이해하기 위해 객체를 직접적으로 다룰 수 있을 만큼 효율적이지 못하기에 동적인 객체를 정적인 타입으로 추상화해서 복잡성을 낮추는 것이다.

타입은 분류를 위해 사용된다는 것을 기억하라.

상태와 무관하게 동일하게 행동할 수 있는 객체들은 동일한 타입의 인스턴스로 분류할 수 있다.

• 손님 객체는 ‘손님 타입’의 인스턴스로 볼 수 있다.
• 바리스타 객체는 ‘바리스타 타입’의 인스턴스로 볼 수 있다.
• 커피 객체는 ‘커피 타입’의 인스턴스로 볼 수 있다.
• 메뉴판 객체는 ‘메뉴판 타입’의 인스턴스로 볼 수 있다.
• 메뉴 항목 객체를 포함할 할 수 있다. 네 개의 메뉴 항목 객체 역시 모두 동일한 ‘메뉴 항목 타입’의 인스턴스로 모델링할 수 있다.

하나의 메뉴판 객체는 다수의 메뉴 항목 객체로 구성돼 있다.

메뉴판과 메뉴 항목 객체는 따로 떨어져 존재하지 않으며 하나의 단위로 움직인다.

이런 관점에서 메뉴 항목 객체가 메뉴판 객체에 포함돼 있다고 할 수 있는데 이를 메뉴판 타입과 메뉴 항목 타입 간의 합성 관계로 단순화하면 좀 더 보기 수월할 것이다.

메뉴판 타입에서 메뉴 항목 타입 쪽으로 향하는 선에 그려진 속이 찬 마름모는 포함 관계 또는 합성 관계를 나타내는 것으로, 메뉴 항목이 메뉴판에 포함된다는 사실을 표현한다.

손님 타입은 메뉴판 타입을 알고 있어야 원하는 커피를 선택할 수 있다.

메뉴판 타입은 손님의 일부가 아니므로 이 관계는 합성 관계로 볼 수 없다.

따라서 단순한 선으로 연결한다.

이처럼 한 타입의 인스턴스가 다른 타입의 인스턴스를 포함하지는 않지만 서로 알고 있어야 할 경우 이를 연관 관계라고 한다.

바리스타 타입은 커피를 제조해야 하므로 커피 타입을 알고 있어야 한다.

메뉴판 타입과 커피 타입 중 어떤 것도 바리스타의 일부가 아니므로 이 관계 역시 포함관계는 아니다.

이처럼 소프트웨어가 대상으로 하는 영역인 도메인을 단순화해서 표현한 모델을 도메인 모델이라고 한다.

커피 전문점이라는 도메인을 단순화하여 이해했다면 이제 초점을 소프트웨어로 옮길 때다.

객체지향의 세계는 협력하는 자율적인 객체들의 공동체라는 점을 기억하라.

다음 단계는 지금까지 배운 지식을 총동원해서 협력을 설계하는 것이다.

즉, 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것이다.

실제로 도메인 모델을 작성하는 단계에서 어떤 관계가 포함 관계이고 어떤 관계가 연관 관계인지는 중요하지 않다. 초점은 어떤 타입이 도메인을 구성하느냐와 타입들 사이에 어떤 관계가 존재하는지를 파악함으로써 도메인을 이해하는 것이다. 여기서는 설명을 위해 포함 관계와 연관 관계를 구분하고 있지만 실제로는 메뉴판과 메뉴 항목 사이, 손님과 메뉴판 사이에 관계가 존재한다는 사실만 이해하는 것만으로도 충분하다.

설계에서 UML이 필수가 아닌 이유.

설계하고 구현하기

커피를 주문하기 위한 협력 찾기

객체지향 설계의 첫 번째 목표는 훌륭한 객체를 설계하는 것이 아니라 훌륭한 협력을 설계하는 것이라는 점을 잊지 말자.

훌륭한 객체는 오직 훌륭한 협력을 설계할 때만 얻을 수 있다. (협력이 객체를 결정한다.)

협력을 설계할 때는 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 해야 한다.

메시지를 먼저 선택하고 그 후에 메시지를 수신하기에 적절한 객체를 선택해야 한다는 것을 의미한다.

이제 메시지를 수신할 객체는 메시지를 처리할 책임을 맡게 되고 객체가 수신하는 메시지는 객체가 외부에 제공하는 공용 인터페이스에 포함된다.

현재 설계하고 있는 협력은 커피를 주문하는 것이다. (첫 번째 메시지 “커피를 주문하라”)

메시지 위에 붙은 화살표는 메시지에 담아 전달될 부가적인 정보인 인자를 의미한다.

이 경우 ‘아메리카노를 주문하라’ 메시지는 나중에 ‘커피를 주문하라(아메리카노)’와 같이 인자를 포함하는 형식으로 구현될 것이다.

메시지를 찾았으니 이제 메시지를 처리하기에 적합한 객체를 선택해야 한다.

소프트웨어 객체는 현실 객체의 은유라는 것을 기억하자.

이미 앞서 커피 전문점을 추상화한 도메인 모델이란느 재료를 가지고 있기 때문에 (안정적인 재료:구조) 메세지를 처리할 객체를 찾고 있다면 먼저 도메인 모델 안에 책임을 수행하기에 적절한 타입이 존재하는지 살펴보는 것이 좋다.

적절한 타입을 발견했다면 책임을 수행할 객체를 그 타입의 인스턴스로 만들어라.

현실 속의 객체와 소프트웨어 객체가 완전히 동일할 수는 없겠지만 적어도 소프트웨어 객체에게 현실 객체와 유사한 이름을 붙여 놓으면 유사성을 통해 소프트웨어 객체가 수행해야 하는 책임과 상태를 좀 더 쉽게 유추할 수 있다.

‘커피를 주문하라’라는 메시지를 수신할 객체는 무엇인가? (어떤 객체가 커피를 주문할 책임을 져야 하는가?)

당연히 손님이 커피를 주문할 책임을 져야 한다.

따라서 메시지를 처리할 객체는 손님 타입의 인스턴스다. (손님 객체는 커피를 주문할 책임을 할당받았다.)

손님이 커피를 주문하는 도중에 스스로 할 수 없는 일이 무엇일까?

손님이 할당된 책임을 수행하는 도중에 스스로 할 수 없는 일이 있다면 다른 객체에게 이를 요청해야 한다.

이 요청이 바로 손님 객체에서 외부로 전송되는 메시지를 정의한다.

손님은 메뉴 항목에 대해서는 알지 못한다. (메뉴 항목은 고객의 일부가 아니라 메뉴판의 일부라는 사실을 기억하라.)

따라서 고객은 자신이 선택한 메뉴 항목을 누군가가 제공해 줄 것을 요청한다.

‘메뉴 항목을 찾아라’라는 새로운 메시지의 등장이다.

이 경우 메뉴 이름이라는 인자를 포함하여 전송하고, 응답으론 메뉴 항목을 반환한다.

메뉴 항목을 찾을 책임을 누구에게 할당하는 것이 좋을까?

메뉴 항목을 가장 잘 알고 있는 객체에게 할당하는 것이 적절할 것이다.

메뉴판 객체는 메뉴 항목 객체를 포함하기 때문에 이 책임을 처리할 수 있는 가장 적절한 후보다.

현실 속의 메뉴판은 스스로 메뉴 항목을 찾지 않을 것이다. 현실 속에서 메뉴판은 손님에 의해 펼처지거나 닫혀지는 수동적인 존재다.
그러나 객체지향의 세계로 들어오면 수동적인 메뉴판이라는 개념은 더 이상 유효하지 않다.
객체지향 세계에서는 모든 객체가 능동적이고 자율적인 존재다. (마치 생명을 가진 존재처럼)
소프트웨어 세상 속의 메뉴판은 현실 속의 메뉴판은 현실 속의 메뉴판으로부터 모티브를 따왔지만 현실 속의 메뉴판보다 더 많은 일을 할 수 있다.
소프트웨어 안의 메뉴판은 현실 속의 메뉴판이 제공하는 개념을 기반으로 하기 때문에 어떤 일을 수행하는지를 유추하기 쉽다.
소프트웨어 객체는 현실 속의 객체를 모방하거나 추상화한 것이 아닌 은유할 뿐이다. (쉽게 유추할 수 있도록)

손님은 자신이 주문한 커피에 대한 메뉴 항목을 얻었으니 이제 항목에 맞는 커피를 제조해달라고 요청할 수 있다.

손님은 커피를 제조하는 메시지의 인자로 메뉴 항목을 전달하고 반환값으로 제조된 커피를 받아야 한다.

커피는 바리스타가 제조한다.

UML은 의사소통을 위한 표기법이지 꼭 지켜야 하는 법칙이 아니다.

바리스타는 커피를 제조하는 데 필요한 모든 정보를 알고 있다.

아메리카노를 만들어야 한다면 머릿속에는 이미 아메리카노를 만드는 데 필요한 모든 방법이 들어 있을 것이다.

바리스타는 아메리카노를 만드는 데 필요한 정보와 기술을 함께 구비하고 있는 전문가다.

아메리카노를 만들기 위한 지식은 바리스타의 상태로, 기술은 바리스타의 행동으로 간주할 수 있다.

이런 관점에서 바리스타는 스스로의 판단과 지식에 따라 행동하는 자율적인 존재다.

커피 주문을 위한 협력은 이제 바리스타가 새로운 커피를 만드는 것으로 끝난다.

협력에 필요한 객체의 종류와 책임, 주고받아야 하는 메시지에 대한 대략적인 윤곽이 잡혔다.

남은 일은 메시지를 정제함으로써 각 객체의 인터페이스를 구현 가능할 정도로 상세하게 정제하는 것이다.

인터페이스 정리하기

이런 과정을 통해 얻어낸 것이 객체의 인터페이스다.

객체가 수신한 메시지가 객체의 인터페이스를 결정한다는 사실을 기억하라.

메시지가 객체를 선택했고, 선택된 객체는 메시지를 자신의 인터페이스로 받아들인다.

각 객체를 협력이라는 문맥에서 떼어내어 수신 가능한 메시지만 추려내면 객체의 인터페이스가 된다.

객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있다는 것은 그 객체의 인터페이스 안에 메시지에 해당하는 오퍼레이션이 존재한다는 것을 의미한다.

손님 객체의 인터페이스 안에는 ‘커피를 주문하라’라는 오퍼레이션이 포함돼야 한다.

메뉴판 객체의 인터페이스는 ‘메뉴 항목을 찾아라’라는 오퍼레이션을 제공하며, 바리스타 객체의 인터페이스는 ‘커피를 제조하라’라는 오퍼레이션을, 커피 객체는 ‘생성하라’라는 오퍼레이션을 제공한다.

객체들의 협력은 실행 시간에 컴퓨터 안에서 일어나는 상황을 동적으로 묘사한 모델이다. (클래스는 정적인 모델)

실제로 소프트웨어의 구현은 동적인 객체가 아닌 정적인 타입을 이용해 이뤄진다.

따라서 객체들을 포괄하는 타입을 정의한 후 식별된 오퍼레이션을 타입의 인터페이스에 추가해야 한다.

객체의 타입을 구현하는 일반적인 방법은 클래스를 이용하는 것이다.

협력을 통해 식별된 타입의 오퍼레이션은 외부에서 접근 가능한 공용 인터페이스의 일부라는 사실을 기억하라.

따라서 인터페이스에 포함된 오퍼레이션 역시 외부에서 접근 가능하도록 공용으로 선언돼 있어야 한다.

public class Customer {
    public void Order(String menuName){}
}

public class MenuItem {
}

public class Barista {
    public Coffee MakeCoffee(MenuItem menuItem){}
}

public class Coffee {
    public Coffee(MenuItem menuItem){}
}

구현하기

클래스의 인터페이스를 식별했으므로 이제 오퍼레이션을 수행하는 방법을 메서드로 구현하면 된다.

먼저 Customer의 협력을 살표보자. Customer는 Menu에게 menuName에 해당하는 MenuItem을 찾아달라고 요청해야 한다.

문제는 Customer가 어떻게 Menu객체와 Barista 객체에 접근할 것이냐다.

객체가 다른 객체에게 메시지를 전송하기 위해서는 먼저 객체에 대한 참조를 얻어야 한다.

따라서 Customer 객체는 어떤 방법으로든 자신과 협력하는 Menu 객체와 Barista 객체에 대한 참조를 알고 있어야 한다.

객체 참조를 얻는 다양한 방법이 있지만 여기서는 Customer의 order()메서드의 인자로 Menu와 Barista 객체를 전달받는 방법으로 참조 문제를 해결하기로 한다.

이 결정은 결과적으로 Customer의 인터페이스를 변경한다.

class Customer {
    public void Orde(String menuName, Menu menu, Barista barista) {}
}

남은 것은 order()메서드를 구현하는 것이다.

class Customer {
    public void Order(String menuName, Menu menu, Barista barista) {
        MenuItem menuItem = menu.Choose(menuName);
        Coffee coffee = barista.MakeCoffee(menuItem);
    }
}

여기서 구현 도중에 객체의 인터페이스가 변경될 수 있다는 점을 눈여겨 보자.

구현하지 않고 머릿속으로만 구상한 설계는 코드로 구현하는 단게에서 대부분 변경된다. 설계 작업은 구현을 위한 스케치를 작성하는 단계까지 구현 그 자체일 수는 없다. 중요한 것은 설계가 아니라 코드다. 따라서 협력을 구상하는 단계에 너무 오랜 시간을 쏟지 말고 최대한 빨리 코드를 구현해서 설계에 이상이 없는지, 설계가 구현 가능한지를 판단해야 한다. 코드를 통한 피드백 없이는 깔끔한 설계를 얻을 수 없다.

Menu는 menuItem에 해당하는 MenuItem을 찾아야 하는 책임이 있다.

이 책임을 수행하기 위해서는 Menu가 내부적으로 MenuItem을 관리하고 있어야 한다.

간단하게 Menu가 MenuItem의 목록을 포함하게 하자.

Menu이 choose()메서드는 MenuItem의 목록을 하나씩 검사해가면서 이름이 동일한 MenuItem을 찾아 반환한다.

class Menu {
    private List<MenuItem> menuItems;

    public Menu(List<MenuItem> menuItems) {
        this.menuItems = menuItems;
    }

    public MenuItem Choose(String menuName) {
        foreach (MenuItem menuItem in menuItems) {
            if (menuItem.Name == menuName) {
                return menuItem;
            }
        }
        return null;
    }
}

MenuItem의 목록을 Menu의 속성으로 포함시킨 결정 역시 클래스를 구현하는 도중에 내려졌다는 사실에 주목하라.

객체의 속성은 객체의 내부 구현에 속하기 때문에 캡슐화돼야 한다.

객체의 속성이 캡슐화된다는 이야기는 인터페이스에는 객체의 내부 속성에 대한 어떤 힌트도 제공돼서는 안 된다는 것을 의미한다.

이를 위한 가장 훌륭한 방법은 인터페이스를 정하는 단계에서는 객체가 어떤 속성을 가지는지, 또 그 속성이 어떤 자료 구조로 구현됐는지를 고려하지 않는 것이다.

객체에게 책임을 할당하고 인터페이스를 결정할 때는 가급적 객체 내부의 구현에 대한 어떤 가정도 하지 말아야 한다.

객체가 어떤 책임을 수행해야 하는지를 결정한 후에야 책임을 수행하는 데 필요한 객체의 속성을 결정하라.

이것이 객체의 구현 세부 사항을 객체의 공용 인터페이스에 노출시키지 않고 인터페이스와 구현을 깔끔하게 분리할 수 있는 기본적인 방법이다.

Barista는 MenuItem을 이용해서 커피를 제조한다.

class Barista {
    public Coffee MakeCoffee(MenuItem menuItem) {
        Coffee coffee = new Coffee(menuItem);
        return coffee;
    }
}

Coffee는 자기 자신을 생성하기 위한 생성자를 제공한다. Coffee는 커피 이름과 가격을 속성으로 가지고 생성자 안에서 MenuItem에 요청을 보내 커피 이름과 가격을 얻은 후 Coffee의 속성에 저장한다.

class Coffee {
    private string name;
    private int price;

    public Coffee(MenuItem menuItem) {
        this.name = menuItem.Name;
        this.price = menuItem.Price;
    }
}

MenuItem은 getName()과 cost()라는 메시지에 응답할 수 있도록 메서드를 구현해야 한다.

public class MenuItem{
    public string Name { get; set; }
    public int Price { get; set; }

    public MenuItem(string name, int price) {
        Name = name;
        Price = price;
    }
}

MenuItem의 인터페이스를 구성하는 오퍼레이션들을 MenuItem을 구현하는 단계에 와서야 식별했다는 점을 눈여겨 봐야한다.

이것은 부끄러운 일이 아닌 인터페이스는 객체가 다른 객체와 직접적으로 상호작용하는 통로다.

인터페이스를 통해 실제로 상호작용을 해보지 않은 채 인터페이스의 모습을 정확하게 예측하는 것은 불가능에 가깝다.

설계를 간단히 끝내고 최대한 빨리 구현에 돌입하라.

구조가 번뜩인다면 그대로 코드를 구현하기 시작하라.

설계가 제대로 그려지지 않는다면 고민하지 말고 실제로 코드를 작성해가면서 협력의 전체적인 밑그림을 그려보자.

이 작업이 바로 테스트-주도 설계로 코드를 구현하는 사람들이 하는 작업이다.

코드와 세 가지 관점

코드는 세 가지 관점을 모두 제공해야 한다

앞 코드를 개념 관점, 명세 관점, 구현 관점에서 각기 다른 사항들을 설명해보자.

먼저 개념 관점에서 코드를 바라보면 Customer, Menu, MenuItem, Barista, Coffee클래스가 보인다.

이 클래스들을 자세히 살펴보면 커피 전문점 도메인을 구성하는 중요한 개념과 관계를 반영한다는 사실을 쉽게 알 수 있다.

소프트웨어 클래스가 도메인 개념의 특성을 최대한 수용하면 변경을 관리하기 쉽고 유지보수성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 커피를 제조하는 과정을 변경해야 한다면 어디를 수정해야 할까?

현실세계에서 커피를 제조하는 사람은 바리스타다.

따라서 현실 세계와 동일하게 소프트웨어 안에서도 Barista라는 클래스가 커피를 제조할 것이라고 쉽게 유추할 수 있다.

소프트웨어 클래스와 도메인 클래스 사이의 간격이 좁으면 좁을수록 기능을 변경하기 위해 뒤적거려야 하는 코드의 양도 점점 줄어든다.

명세 관점은 클래스의 인터페이스를 바라본다.

클래스의 public 메서드는 다른 클래스가 협력할 수 있는 공용 인터페이스를 드러낸다.

공용 인터페이스는 외부의 객체가 해당 객체에 접근할 수 있는 유일한 부분이다.

인터페이스를 수정하면 해당 객체의 협력하는 모든 객체에게 영향을 미칠 수밖에 없다.

객체의 인터페이스는 수정하기 어렵다는 사실을 명심하라.

최대한 변화에 안정적인 인터페이스를 만들기 위해서는 인터페이스를 통해 구현과 관련된 세부 사항이 드러나지 않게 해야 한다.

변화에 탄력적인 인터페이스를 만들 수 있는 능력은 객체지향 설계자의 수준을 가늠하는 중요한 척도다.

구현 관점은 클래스의 내부 구현을 바라본다.

클래스의 메서드와 속성은 구현에 속하며 공용 인터페이스의 일부가 아니다.

따라서 메서드의 구현과 속성의 변경은 원칙적으로 외부의 객체에게 영향을 미쳐서는 안 된다.

원칙적이라는 말 속에는 현실적으로 100% 파급효과가 미치는 것을 막는 것이 불가능한 경우도 있다는 사실을 암시한다.

이것은 메서드와 속성이 철저하게 클래스 내부로 캡슐화돼야 한다는 것을 의미한다. (메서드와 속성은 클래스 내부의 비밀이다)

외부의 클래스는 자신이 협력하는 다른 클래스의 비밀 때문에 우왕좌앙해서는 안 된다.

개념 관점, 명세 관점, 구현 관점은 동일한 코드를 바라보는 서로 다른 관점이다.

훌륭한 객체지향 프로그래머는 하나의 클래스 안에 세 가지 관점을 모두 포함하면서도 각 관점에 대응되는 요소를 명확하게 하고 깔끔하게 드러낼 수 있다.

다른 사람이 코드를 읽으면서 세 가지 관점을 쉽게 포착하지 못한다면 세 가지 관점을 명확하게 드러낼 수 있는 코드를 작성하지 못한 것이다. (개선하라)

도메인 개념을 참조하는 이유

어떤 메시지가 있을 때 그 메시지를 수신할 객체를 어떻게 선택하는가?

첫 번째 전략은 도메인 개념 중에서 가장 적절한 것을 선택하는 것이다.

도메인 개념 안에서 적절한 객체를 선택하는 것은 도메인에 대한 지식을 기반으로 코드의 구조와 의미를 쉽게 유추할 수 있게 한다.

이것은 시스템의 유지보수성에 커다란 영향을 미친다.

소프트웨어는 항상 변화한다. 설계는 이런 변경을 위해 존재한다.

여러 개의 클래스로 기능을 분할하고 클래스 안에서 인터페이스와 구현을 분리하는 이유는 변경이 발생했을 때 코드를 좀 더 수월하게 수정하길 원하기 때문이다.

소프트웨어 클래스가 도메인 개념을 따르면 변화에 쉽게 대응할 수 있다.

인터페이스와 구현을 분리하라

명세 관점과 구현 관점이 뒤섞여 읽는 사람에게 혼란을 주지 마라.

명세 관점은 클래스의 안정적인 측면을 드러내야 한다.

구현 관점은 클래스의 불안정한 측면을 드러내야 한다.

인터페이스가 구현 세부 사항을 노출하기 시작하면 아주 작은 변동에도 전체 협력이 요동치는 취약한 설계를 얻을 수밖에 없다.

프로그래머 입장에서 가장 많이 접하게 되는 것은 코드이므로 구현 관점을 가장 빈번하게 사용하겠지만 실제로 훌륭한 설계를 결정하는 측면은 명세 관점인 객체의 인터페이스다.

명세 관점이 설계를 주도하게 하면 설계의 품질을 향상될 수 있다는 사실을 기억하자.

중요한 것은 클래스를 봤을 때 클래스를 명세 관점과 구현 관점으로 나눠볼 수 있어야 한다는 것이고, 캡슐화를 위반해서 구현을 인터페이스 밖으로 노출해서도 안 되고, 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하지 않고 흐릿하게 섞어놓아서도 안 된다.

결국 세 가지 관점 모두에서 클래스를 바라볼 수 있으려면 훌륭한 설계가 뒷받침돼야 하는 것이다.

코드 리뷰에서도 구현 관점보다 명세 관점의 맥락을 이야기하는 것이 좋다.

느낀점

6, 7장이 가장 이해하면서 얻어간게 많은 챕터라는 생각이 들며 앞 챕터들이 전부 6과 7을 위한 사전 지식이라는 생각이 든다.

평소 작업하면서 가져야할 마음가짐에서 애매했던 부분들이 전부 해결된 것 같고, 계속 가져가야 할 부분이라는 생각이 든다.

논의사항

• 7장에서 가장 필요했던 부분이 어디인가요?

저는 개념 관점에서 도메인 모델로 바라보는 부분이 제일 필요했던 것 같습니다.

물론 게임이라 허구의 모델을 만들어야 하지만, 그래도 연관관계나 비슷한 모델을 생각하여 설계 구조를 잡아야 한다는 부분이 가장 인상 깊었습니다.

부록 A

추상화 기법

추상화는 도메인의 복잡성을 단순화하고 직관적인 모델을 만드는 데 사용할 수 있는 가장 기본적인 인지 수단이다.

사람들은 도메인에 존재하는 개념들을 구조화하고 단순화하기 위해 다양한 추상화 기법을 사용한다.

특성을 공유하는 객체들을 동일한 타입으로 분류하는 것은 객체지향 패러다임에서 사용하는 추상화 기법의 한 예다.

다음은 사람들이 세계를 이해하는 데 사용하는 중요한 추상화 기법의 종류를 나타낸 것이다.

각 추상화 기법은 복잡성을 낮추기 위해 사물의 특정한 측면을 감춘다.

• 분류와 인스턴스화: 분류는 객체의 구체적인 세부 사항을 숨기고 인스턴스 간에 공유하는 공통적인 특성을 기반으로 범주를 형성하는 과정이다. 분류의 역은 범주로부터 객체를 생성하는 인스턴스화 과정이다.
• 일반화와 특수화: 일반화는 범주 사이의 차이를 숨기고 범주 간에 공유하는 공통적인 특성을 강조한다. 일반화의 역을 특수화라고 한다.
• 집합과 분해: 집합은 부분과 관련된 세부 사항을 숨기고 부분을 사용해서 전체를 형성하는 과정을 가리킨다. 집합의 반대 과정은 전체를 부분으로 분리하는 분해 과정이다.

객체지향의 가장 큰 장점은 동일한 추상화 기법을 프로그램의 분석, 설계, 구현 단계에 걸쳐 일관성 있게 적용할 수 있다는 점이다.

분류와 인스턴스화

개념과 범주

사람들은 공통점을 바탕으로 서로 다른 객체에 대해 하나의 개념으로 분류할 수 있다. (자동차라는 개념)

객체를 분류하고 범주로 묶는 것은 객체들의 특정 집합에 공통의 개념을 적용하는 것을 의미한다.

개념이란 속성과 행위가 유사한 객체에 공통적으로 적용되는 관념이나 아이디어다.

객체들을 공통적인 특성을 기반으로 범주로 묶고 개념을 적용하는 것은 범주라는 정신적인 렌즈를 통해 세상을 바라보는 것과 유사하다.

세상에 존재하는 객체에 개념을 적용하는 과정을 분류라고 한다.

분류는 객체를 특정한 개념을 나타내는 집합의 구성 요소로 포함시킨다.

같은 범주로 묶음으로써 세상에 존재하는 복잡성을 낮출 수 있다.

사람들은 분류를 통해 개별 현상을 하나의 개념으로 다룬다. (이데아)

이때 ‘수많은 개별적인 현상들’을 객체라고 하고, ‘하나의 개념’을 타입이라고 한다.

다시 말해서 분류는 객체를 타입과 연관시키는 것이다.

분류의 역은 타입에 해당하는 객체를 생성하는 과정으로 인스턴스화 또는 예시라고 한다.

객체지향의 세계에서 개념을 가리키는 표준 용어는 타입이다.

따라서 타입은 개념과 동의어이며 속성과 행위가 유사한 객체에 공통적으로 적용되는 관념이나 아이디어를 의미한다.

이런 관점에서 분류란 객체들을 동일한 타입 또는 범주로 묶는 과정을 의미하므로 객체를 타입의 인스턴스라고 한다.

요약하자면 분류는 객체와 타입 간의 관계를 나타낸 것이다.

어떤 객체가 타입의 정의에 부합할 경우 그 객체는 해당 타입으로 분류되며 자동으로 타입의 인스턴스가 된다.

타입

객체를 타입에 따라 분류하기 위해서는 객체가 타입에 속하는지 여부를 확인할 수 있어야 한다.

어떤 객체의 타입을 말할 수 있으려면 명확한 정의가 필요하다.

• 심볼: 타입을 가리키는 간략한 이름이나 명칭
• 내연: 타입의 완전한 정의, 내연의 의미를 이용해 객체가 타입에 속하는지 여부를 확인할 수 있다.
• 외연: 타입에 속하는 모든 객체들의 집합

만약 어떤 객체가 내연을 만족한다면 그 객체는 우측 하단에 표시된 자동차 집합인 외연의 한 원소로 포함된다.

자동차라는 심볼은 내연과 외연에 모호하지 않은 이름을 붙임으로써 타입을 쉽게 참조하고 커뮤니케이션할 수 있게 한다.

이처럼 도메인을 분석하는 동안 이름과 의미, 객체들의 집합을 이용해 개념을 정의할 수 있다.

외연과 집합

타입의 외연은 타입에 속하는 객체들의 집합으로 표현한다. (집합 == 외연)

객체들은 동시에 서로 다른 집합에 포함될 수도 있다.

한 객체가 한 시점에 하나의 타입에만 속하는 것을 단일 분류라고 한다면, 한 객체가 한 시점에 여러 타입에 속할 경우 이를 다중 분류라고 한다.

대부분의 객체지향 프로그래밍 언어들은 단일 분류만을 지원한다. (C#은 단일, C++은 다중)

객체를 특정한 타입으로 분류하면 해당 객체는 타입의 집합에 포함된다.

만약 객체가 타입을 변경할 수 있다면 어떻게 될까?

객체가 한 집합에서 다른 집합의 원소로 자신이 속하는 타입을 변경할 수 있는 경우 이를 동적 분류라고 한다.

객체가 자신의 타입을 변경할 수 없는 경우 이를 정적 분류라고 한다.

컴퓨터는 교육용 컴퓨터인 동시에 사무용 컴퓨터로도 사용될 수 있다.

다중 분류와 동적 분류는 서로 배타적인 개념이 아니다.

개념적인 관점에서 다중 분류와 동적 분류를 함께 적용하는 것이 실세계의 복잡성을 모델링하는 데 유용하다.

클래스 기반의 객체지향 언어에서 타입은 클래스를 이용해서 구현된다.

대부분의 언어는 일단 클래스로부터 인스턴스를 생성한 후 클래스를 변경할 수 있는 방법을 제공하지 않는다.

즉, 객체의 타입을 변경할 수 없다.

다중 분류와 동적 분류는 개념적인 관점에서 도메인을 분석하는 데는 유용하지만 객체지향 프로그래밍 언어의 제약으로 인해 이를 구현으로 옮기기는 쉽지 않다.

개인적인 경험에 따르면 다중 분류와 동적 분류관점에서 도메인 모델의 초안을 만든 후 실제 구현에 적합하도록 단일 분류와 정적 분류 방식으로 객체들의 범주를 조정하는 편이 분석과 구현 간의 차이를 메울 수 있는 가장 현실적인 방법이다.

디자인 탬플릿을 사용하여 유연성을 강화할 수 있지만 단순함을 위해서는 항상 단일 분류와 정적 분류를 선택하는 것이 현명하다. (필요할 때만 사용)

클래스

객체지향 프로그래밍 언어를 이용해 타입을 구현하는 가장 보편적인 방법은 클래스를 이용하는 것이다. (타입 != 클래스)

클래스는 타입을 구현하는 용도 외에도 코드를 재사용하는 용도로 사용되기도 한다.

클래스 외에도 인스턴스를 생성할 수 없는 추상 클래스나 인터페이스를 이용해 타입을 구현할 수도 있다.

현재의 객체지향 패러다임은 아리스토텔레스의 분류법의 근간을 형성하는 아이디어를 기반으로 한다.

만약 객체들이 동일한 특성을 가진다면 그것들은 동일한 카테고리에 속한다.

따라서 객체들의 카테고리는 객체들이 공유하는 공통적인 특성에 의해 정의된다.

또한 아리스토텔레스는 객체의 특성을 본질적인 속성과 우연적인 속성으로 분류했다.

본질이란 한 사물의 가장 핵심적이고 필수불가결한 속성이다.

본질적이지 않은 속성을 우연적 속성이라고 한다.

한 사람이 취직하여 회사원이 되었더라도 그 사람은 여전히 사람일 뿐이다.

클래스는 객체가 공유하는 본질적인 속성을 정의한다.

대부분의 객체지향 프로그래밍 언어에서 동일한 범주에 속하는 객체는 동일한 클래스의 인스턴스여야 한다.

대부분의 객체지향 언어는 본질적인 속성을 표현할 수 있지만 우연적인 속성은 표현할 수 없다.

따라서 동일한 범주에 속하는 객체는 모두 동일한 속성을 가져야만 한다.

일반화와 특수화

범주의 계층

린네의 계층 구조는 좀 더 세부적인 범주가 계층의 하위에 위치하고 좀 더 일반적인 범주가 계층에 상위에 위치한다.

이때 계층의 상위에 위치한 범주를 계층의 하위에 위치한 범주의 일반화라고 하고, 계층의 하위에 위차한 범주는 계층의 상위에 위치한 범주의 특수화라고 한다.

서브 타입

객체지향 세계에서 범주는 개념을 의미하고, 개념은 타입을 의미하므로 일반화와 특수화는 계층 구조 안에 존재하는 타입 간의 관계를 의미한다.

따라서 좀 더 일반적인 타입을 이용해 더욱 세부적인 타입을 정의함으로써 타입 간의 계층 구조를 구축할 수 있다.

어떤 타입이 다른 타입보다 일반적이라면 이 타입을 슈퍼타입이라고 한다.

반대로 다른 타입보다 특수하다면 이를 서브타입이라고 한다.

슈퍼타입은 서브타입의 일반화이고 서브타입은 슈퍼타입의 특수화다.

새로운 범주의 속성은 자신이 정의한 본질적인 속성에 기존 범주의 본질적인 속성을 추가한 것이다.

서브타입은 슈퍼타입의 본질적인 속성을 모두 포함하기 때문에 계층에 속하는 모든 서브타입들이 슈퍼타입의 속성을 공유한다는 것을 쉽게 예상할 수 있다.

이러한 사실을 통해 복잡한 사실에 대한 논리적 추론이 가능해지게 된다. (파편화 된 사실을 모르더라도)

크레이그 라만은 어떤 타입이 다른 타입의 서브타입이 되기 위해서는 ‘100% 규칙’과 ‘is-a 규칙’을 준수해야 한다고 말한다.

• 100% 규칙: 슈퍼타입의 정의가 100% 서브타입에 적용돼야만 한다. 서브 타입의 속성과 연관관계 면에서 슈퍼타입과 100%일치해야 한다.
• is-a 규칙: 서브타입의 모든 인스턴스는 슈퍼타입 집합에 포함돼야 한다. 이는 대게 영어로 서브타입은 슈퍼타입이다라는 구문을 만듦으로써 테스트할 수 있다.

이러한 상속 관계가 코드에서 표현하기 어려운 이유는 아마 완벽한 슈퍼타입을 설계하기 어려움에서 오는 것 같다.

실세계는 규칙적이고 말에 의해서 변경될 수 있지만 코드는 불확실하고 슈퍼타입의 변경이 서브타입에 영향을 많이 주기 때문에 Depth가 깊어질수록 100%의 관계나 is-a 관계를 만족시키기 어려워진다.

상속

프로그래밍 언어를 이용해 일반화 특수화 관계를 구햔하는 가장 일반적인 방법은 클래스간의 상속을 사용하는 것이다.

그러나 모든 상속 관계가 일반화 관계인 것은 아니다.

일반화의 원칙은 한 타입이 다른 타입의 서브타입이 되기 위해서는 슈퍼타입에 순응해야 한다는 것이다.

순응에는 구조적인 순응과 행위적인 순응이 있다.

두 가지 모두 특정 기대 집합에 대해 서브타입의 슈퍼타입에 대한 대체 가능성을 의미한다.

구조적인 순응의 경우 기대 집합은 속성과 연관관계에 관한 것이며, 행위적인 순응의 경우 기대 집합은 행위가 동일한 계약을 기반으로 하느냐에 관한 것이다.

구조적인 순응은 타입의 내연과 100% 규칙을 의미한다.

즉, 서브타입은 슈퍼타입이 가지고 있는 속성과 연관관계 면에서 100% 일치해야 한다.

행위적인 순응은 타입의 행위에 관한 것이며, 서브타입은 슈퍼타입을 행위적으로 대체 가능해야 한다.

행위적인 순응을 흔히 리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)이라고 한다.

• 관련 정리 내용

상속의 또 다른 용도는 코드 중복을 방지하고 공통 코드를 재사용하기 위한 언어적 메커니즘을 제공하는 것이다.

만약 한 클래스가 상속한다면 타입은 부모 클래스의 데이터와 메서드를 사용하고, 수정하고, 확장할 수 있다.

상속은 서브타이핑과 서브클래싱의 두 가지 용도로 사용될 수 있다.

서브 클래스가 슈퍼 클래스로 대체할 수 있는 경우 이를 서브타이핑이라고 한다.

서브클래스가 슈퍼클래스를 대체할 수 없는 경우에는 서브클래싱이라고 한다.

서브타이핑은 설계의 유연성이 목표인 반면 서브클래싱은 코드의 중복 제거와 재사용이 목적이다.

흔히 서브타이핑을 인터페이스 상속이라고 하고, 서브클래싱을 구현 상속이라고 한다.

클래스가 다른 클래스를 상속받았다는 사실만으로 두 클래스 간의 관계가 서브타이핑인지, 서브클래싱인지 여부를 결정할 수는 없다.

서브타이핑의 전제 조건은 대체 가능성이기 때문에 서브타이핑인지 여부를 확인하려면 클라이언트 관점에서 실제로 어떻게 사용되고 있는지를 확인해야 한다.

요약하면 일반화를 위한 서브타이핑은 특정 기대 집합에 대한 서브타입과 슈퍼타입 간의 구조적, 또는 행위적 순응 관계를 의미하며, 대체 가능성을 내포한다.

가능한 모든 상속관계가 서브타이핑의 대체 가능성을 준수하도록 주의 깊게 사용하는 것은 코드를 유연하게 만들고 재사용성을 높이는 한 가지 방법이다.

여러 클래스로 구성된 상속 계층에서 수신된 메시지를 이해하는 기본적인 방법은 클래스 간의 위임(delegation)을 사용하는 것이다.

어떤 객체의 클래스가 수신된 메시지를 이해할 수 없다면 메시지를 부모 클래스로 위임한다. (반복)

집합과 분해

계층적인 복잡성

호라와 템프스의 우화에서 얻을 수 있는 교훈은 다음과 같다.

• 복잡성은 ‘계층’의 형태를 띈다.
• 단순한 형태로부터 복잡한 형태로 진화하는 데 걸리는 시간은 그 사이에 존재하는 ‘안정적인 형태’의 수와 분포에 의존한다.

작은 부품으로부터 큰 부품을 만들어내는 과정은 연쇄적으로 이뤄지며 계층적인 형태를 가진다.

이와 같은 안정적인 형태의 부분으로부터 전체를 구축하는 행위를 집합이라고 하고 집합과 반대로 전체를 부분으로 분할하는 행위를 분해라고 한다.

집합의 가치는 많은 수의 사물들의 형상을 하나의 단위로 다룸으로써 복잡성을 줄일 수 있다는 데 있다.

집합은 불필요한 세부 사항을 배제하고 큰 그림에서 대상을 다룰 수 있게 한다.

즉, 불필요한 세부 사항을 추상화한다.

그러나 필요한 시점에는 전체를 분해함으로써 그 안에 포함된 부분들을 새로운 전체로 다룰 수 있다.

전체와 부분 간의 일관된 계층 구조는 재귀적인 설계를 가능하게 한다.

집합은 전체의 내부로 불필요한 세부 사항을 감춰주기 때문에 추상화 메커니즘인 동시에 캡슐화 메커니즘이다.

외부에서는 전체에 관해서만 알고 있고 내부의 세부 사항에 대해서는 알지 못하기 때문에 내부의 구성을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.

집합의 경계가 시계처럼 물리적으로 명확한 경우도 있지만 모호한 경우도 많다.

그럼에도 인간은 집합의 경계를 결정하는 데 큰 어려움을 느끼지 않는데 인간이 본능적으로 세계를 안과 밖으로 세계를 안과 밖 지향성을 가진 그릇으로 보기 때문이다.

인간은 실제로 경계가 존재하지 않는 곳에서도 쉽게 추상적인 경계를 찾는다.

합성 관계

상품 주문을 생각해보면 여러 상품을 한 번에 주문할 수 있다.

이때 각 상품을 몇 개 주문했는지를 가리켜 주문 항목이라고 한다.

각 주문 항목은 주문과 독립적으로 준재할 수 없다.

주문 항목은 반드시 어떤 한 주문의 일부로 생성되기 때문에 주문의 일부여야 한다.

객체와 객체 사이의 전체-부분 관계를 구현하기 위해서는 합성 관계를 사용한다. (has-a)

합성 관계는 부분을 전체 안에 캡슐화함으로써 인지 과부화를 방지한다.

주문 항목은 주문의 일부이므로 이 모델을 다루는 사람은 주문 항목과 관련된 세부 사항은 무시하고 주문과 상품만이 존재하는 것처럼 모델을 다룰 수 있다.

필요하다면 주문 내부로 들어가 주문 항목과 관련된 세부 사항을 확인할 수 있다.

주문 내부의 세부 사항을 다루는 동안에는 주문 외부의 상품에 대해서는 신경 쓰지 않아도 무방하다.

따라서 객체들의 그룹과 관련된 복잡성이 완화된다.

상품과 주문 항목 사이에도 관계가 존재하지만 상품은 주문 항목의 일부가 아니다.

따라서 주문과 주문 항목 사이의 관계는 전체와 부분 간의 관계를 나타내는 합성 관계인데 비해 주문 항목과 상품 간에는 단순한 물리적 통로가 존재한다는 사실만 나타낸다.

이를 연관 관계라고 한다.

합성 관계로 연결된 객체는 포함하는 객체가 제거될 때 내부에 포함된 객체도 함께 제거된다. (주문이 존재하지 않는 주문 항목은 의미가 없기 때문이다.)

이에 반해 연관 관계로 연결된 두 객체는 생명주기와 관련된 어떤 제약도 부과하지 않는다. (독립적으로 제거 가능)

합성 관계는 생명주기 측면에서 연관 관계보다 더 강하게 객체들을 결합한다.

패키지

비록 합성 관계를 이용해 커다란 객체 그룹을 단순화하더라도 클래스의 수가 많아지면 많아질수록 얽히고 설킨 클래스 간의 의존성을 관리하는 일은 악몽으로 변해 간다.

복잡한 클래스의 미로 속에서 길을 잃고 헤매지 않으려면 구조에 관한 큰 그림을 안내해줄 지도가 필요하다.

지도는 소프트웨어의 전체적인 구조를 쉽게 이해할 수 있게 적절한 높이와 적절한 축척으로 소프트웨어를 표현할 수 있어야 한다. (균형트리처럼)

소프트웨어는 물리적 형체가 존재하지 않기 때문에 구조를 단순화하기 위해서는 서로 관련성이 높은 클래스 집합을 논리적인 단위로 통합해야 한다.

이처럼 상공에서 바라본 소프트웨어의 전체적인 구조를 표현하기 위해 관련된 클래스 집합을 하나의 논리적인 단위로 묶는 구성 요소를 패키지또는 모듈이라고 한다.

패키지를 이용하면 시스템의 전체적인 구조를 이해하기 위해 한 번에 고려해야 하는 요소의 수를 줄일 수 있다.

또한 개별 클래스가 아닌 클래스의 집합을 캡슐화함으로써 전체적인 복잡도를 낮출 수 있다.

함께 협력하는 응집도 높은 클래스 집합을 하나의 패키지 내부로 모으면 코드를 이해하기 위해 패키지 경계를 넘나들 필요가 적어진다.

C#에서는 namespace