BookReview [오브젝트: 메시지와 인터페이스]

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6장 메시지와 인터페이스

훌륭한 객체지향 코드를 얻기 위해서는 클래스가 아니라 객체를 지향해야 한다. 좀 더 정확하게 말해서 협력 안에서 객체가 수행하는 책임에 초점을 맞춰야 한다. 여기서 중요한 것은 책임이 객체가 수신할 수 있는 메시지의 기반이 된다는 것이다.

처음에는 의아할 수 있겠지만 객체지향 애플리케이션의 가장 중요한 재료는 클래스가 아니라 객체들이 주고받는 메시지다. 클래스 사이의 정적인 관계에서 메시지 사이의 동적인 흐름으로 초점을 전환하는 것은 미숙함을 벗어나 숙련된 객체지향 설계자로 성장하기 위한 첫걸음이다.

객체가 수신하는 메시지들이 객체의 퍼블릭 인터페이스를 구성한다. 훌륭한 퍼블릭 인터페이스를 얻기 위해서는 책임 주도 설계 방법을 따라는 것만으로는 부족하다. 유연하고 재사용 가능한 퍼블릭 인터페이스를 만드는 데 도움이 되는 설계 원칙과 기법을 익히고 적용해야 한다.

협력과 메시지

클라이언트-서버 모델

협력은 어떤 객체가 다른 객체에게 무언가를 요청할 때 시작된다. 메시지는 객체 사이의 협력을 가능하게 하는 매개체다. 객체가 다른 객체에 유일하게 접근할 수 있는 방법은 메시지를 전송하는 것뿐이다. 객체는 자신의 희망을 메시지라는 형태로 전송하고 메시지를 수신한 객체는 요청을 적절히 처리한 후 응답한다.

두 객체 사이의 협력 관계를 설명하기 위해 사용하는 전통적인 메타포는 클라이언트-서버 모델이다. 협력 안에서 메시지를 전송하는 객체를 클라이언트, 메시지를 수신하는 객체를 서버라고 부른다. 협력은 클라이언트가 서버의 서비스를 요청하는 단방향 상호작용이다.

협력의 관점에서 객체는 두 가지 종류의 메시지 집합으로 구성된다. 하나는 객체가 수신하는 메시지의 집합이고 다른 하나는 외부의 객체에게 전송하는 메시지의 집합이다. 대부분의 사람들은 객체가 수신하는 메시지의 집합에만 초점을 맞추지만 협력에 참여한 적합한 객체를 설계하기 위해서는 외부에 전송하는 메시지의 집합도 고려하는 것이 바람직하다.

클라이언트와 서버의 역할을 동시에 수행할 수 있다.

요점은 객체가 독립적으로 수행할 수 있는 것보다 더 큰 책임을 수행하기 위해서는 다른 객체와 협력해야 한다는 것이다. 그리고 두 객체 사이의 협력을 가능하게 해주는 매개체가 바로 메시지라는 것이다.

가장 먼저 혼란스러운 용어부터 짚고 넘어가자

메시지와 메시지 전송

메시지(message)는 객체들이 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 의사소통 수단이다. 한 객체가 다른 객체에게 도움을 요청하는 것을 메시지 전송(message sending) 또는 메시지 패싱(message passing)이라고 부른다.

이때 메시지를 전송하는 객체를 메시지 전송자(message sender)라고 부르고 메시지를 수신하는 객체를 메시지 수신자(message receiver)라고 부른다. 클라이언트-서버 모델 관점에서는 메시지 전송자는 클라이언트, 메시지 수신자는 서버라고 부르기도 한다.

메시지는 오퍼레이션명(operation name)과 인자(argument)로 구성되며 메시지 전송은 여기에 메시지 수신자를 추가한 것이다. 따라서 메시지 전송은 메시지 수신자, 오퍼레이션명, 인자의 조합이다.

C#은 Condition.IsSatisfiedBy(screening);의 형태로 메서드가 파스칼 케이스인 것만 빼면 JAVA와 같다.

메시지와 메서드

메시지를 수신했을 때 실제로 어떤 코드가 실행되는지는 메시지 수신자의 실제 타입이 무엇인가에 달려 있다. Condition.IsSatisfiedBy(screening)이라는 메시지 전송 구문에서 메시지 수신자인 condition은 DiscountCondition이라는 인터페이스 타입으로 정의돼 있지만 실제로 실행되는 코드는 인터페이스를 실체화한 클래스의 종류에 따라 달라진다. (중요,,)

condition이 SequenceCondition의 인스턴스라면 SequenceCondition에 구현된 isSatisfiedBy 메서드가 실행될 것이고 condition이 PeriodCondition의 인스턴스라면 PeriodCondition에 구현된 isSatisfiedBy 메서드가 실행될 것이다.

이것의 내용을 역할, 책임, 협력이라는 관점에서 보면 좀 더 이해의 층이 넒어진다.

이처럼 메시지를 수신했을 때 실제로 실행되는 함수 또는 프로시저를 메서드라고 부른다. 중요한 것은 코드 상에서 동일한 이름의 변수에게 동일한 메시지를 전송하더라도 객체의 타입에 따라 실행되는 메서드가 달라질 수 잇다는 것이다. 기술적인 관점에서 객체 사이의 메시지 전송은 전통적인 방식의 함수 호출이나 프로시저 호출과는 다르다. 전통적인 방식의 개발자는 어떤 코드가 실행될지를 정확하게 알고 있는 상황에서 함수 호출이나 프로시저 호출 구문을 작성한다.

다시 말해서 코드의 의미와 컴파일 시점과 실행 시점에 동일하다는 것이다. (매우 정적임) 반면 객체는 메시지와 메서드라는 두 가지 서로 다른 개념을 실행 시점에 연결해야 하기 때문에 컴파일 시점과 실행 시점의 의미가 달라질 수 있다.

객체지향이 메시지 전송과 메서드 호출을 명확하게 구분한다는 사실이 모호함을 가져올 수 있다. 메시지 전송을 코드 상에 표기하는 시점에는 어떤 코드가 실행될 것인지를 정확하게 알 수 없다. 오직 그 메시지에 응답할 수 있는 객체가 존재하고 그 객체가 적절한 메서드를 선택해서 응답할 것이라고 맏을 수밖에 없다.

일반적인 프로시저의 호출 관점에서 작은 차이일 수 있어도 아주 커다란 차이로 이어진다.

메시지와 메서드의 구분은 메시지 전송자와 메시지 수신자가 느슨하게 결합될 수 있게 한다. 메시지 전송자는 자신이 어떤 메시지를 전송해야 하는지만 알면 된다. 수신자가 어떤 클래스의 인스턴스인지, 어떤 방식으로 요청을 처리하는지 모르더라도 원활한 협력이 가능하다. 메시지 수신자 역시 누가 메시지를 전송하는지 알 필요가 없다. 단지 메시지가 도착했다는 사실만 알면 된다. 메시지 수신자는 메시지를 처리하기 이해 필요한 메서드를 스스로 결정할 수 있는 자율권을 누린다.

여기서 말하는 코드 상의 추상클래스, 인터페이스의 느슨한 결합 뿐만 아닌 우리가 머리로 그리는 메타적인 동적 모델, 도메인에도 메시지와 메서드를 구분하여 생각하는 것은 객체끼리의 커플링이 완전하게 사라지기에 자율적인 객체를 창조하기에 좋다는 것 같다.

퍼플릭 인터페이스와 오퍼레이션

객체는 안과 밖을 구분하는 뚜렷한 경계를 가진다. 외부에서 볼 때 객체의 안쪽은 검은 장막으로 가려진 미지의 영역으로 외부의 객체는 오직 객체가 공개하는 메시지를 통해서만 객체와 상호작용할 수 있다. 이처럼 객체가 의사소통을 위해 위부에 공개하는 메시지의 집합을 퍼플릭 인터페이스라고 부른다.

프로그래밍 언어의 관점에서 퍼블릭 인터페이스에 포함된 메시지를 오퍼레이션(operation)이라고 부른다. 오퍼레이션은 수행 가능한 어떤 행동에 대한 추상화다. 흔히 오퍼레이션이라고 부를 때는 내부의 구현 코드는 제외하고 단순히 메시지와 관련된 시그니처를 가리키는 경우가 대부분이다. 그에 비해 메시지를 수신했을 때 실제로 실행되는 코드는 메서드라고 부른다.

프로그래밍 관점에서 객체가 다른 객체에게 메시지를 전송하면 런타임 시스템은 메시지 전송을 오퍼레이션 호출로 해석하고 메시지를 수신한 객체의 실제 타입을 기반으로 적절한 메서드를 찾아 실행한다. 따라서 퍼블릭 인터페이스와 메시지의 관점에서 보면 메서드 호출보다는 오퍼레이션 호출이라는 용어가 더 적합하다.

시그니처

오퍼레이션의 이름과 파라미터 목록을 합쳐 시그니쳐(signature)라고 부른다. 오퍼레이션은 실행 코드 없이 시그니처만을 정의한 것이다. 메서드는 이 시그니처에 구현을 더한 것이다. 일반적으로 메시지를 수신하면 오퍼레이션의 시그니처와 동일한 메서드가 실행된다.

하나의 오퍼레이션에 대해 오직 하나의 메서드만 존재하는 경우 세상은 꽤나 단순해진다. 이런 경우에는 굳이 오퍼레이션과 메서드를 구분할 필요가 없다. 하지만 다형성의 축복을 받기 위해서는 하나의 오퍼레이션에 대해 다양한 메서드를 구현해야 한다. 따라서 오퍼레이션의 관점에서 다형성이란 동일한 오퍼레이션 호출에 대해 서로 다른 메서드들이 실행되는 것이라고 정의할 수 있다.

객체의 퍼블릭 인터페이스가 객체의 품질을 결정하기 때문에 결국 메시지가 객체의 품질을 결정한다고 할 수 있다.

인터페이스와 설계 품질

3장에서 나온 좋은 인터페이스는 최소한의 인터페이스와 추상적인 인터페이스라는 조건을 만족해야 한다. 최소한의 인터페이스는 꼭 필요한 오퍼레이션만을 인터페이스에 포함한다. 추상적인 인터페이스는 어떻게 수행하는지가 아니라 무엇을 하는지를 표현한다.

최소주의를 따르면서도 추상적인 인터페이스를 설계할 수 있는 가장 좋은 방법은 책임 주도 설계 방법을 따르는 것이다. 책임 주도 설계 방법은 메시지를 먼저 선택함으로써 협력과는 무관한 오퍼레이션이 인터페이스에 스며드는 것을 방지한다. 따라서 인터페이스는 최소의 오퍼레이션만 포함하게 된다.

또한 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 함으로써 클라이언트의 의도를 메시지에 표현할 수 있게 한다. 따라서 추상적인 오퍼레이션이 인터페이스에 자연스럽게 스며들게 된다.

퍼블릭 인터페이스의 품질에 영향을 미치는 다음과 같은 원칙과 기법을 알아보자.

• 디미터 법칙
• 묻지 말고 시켜라
• 의도를 드러내는 인터페이스
• 명령-쿼리 분리

디미터 법칙

“낮선 자에게 말하지 말라.(Don’t talk to strangers)”
“오직 인접한 이웃하고만 말하라.(Only talk to your immediate neighbors)”
“오직 하나의 도트만 사용하라.(Use only one dot)”

객체의 내부 구조에 대한 결합으로 발생하는 설계 문제를 해결하기 위해 제안된 원칙이 바로 디미터 법칙(Law of Demeter, LoD)이다. 디미터 법칙을 간단하게 요약하면 객체의 내부 구조에 강하게 결합되지 않도록 협력 경로를 제한하는 것이다.

디미터 법칙을 따르기 위해서는 클래스가 특정한 조건을 만족하는 대상에게만 메시지를 전송하도록 프로그래밍해야 한다. 모든 클래스 C와 C에 구현된 모든 메서드 M에 대해서, M이 메시지를 전송할 수 있는 모든 객체는 다음에 서술된 클래스의 인스턴스여야 한다. 이때 M에 의해 생성된 객체나 M이 호출하는 메서드에 의해 생성된 객체, 전역 변수로 선언된 객체는 모두 M의 인자로 간주한다.

• M의 인자로 전달된 클래스 (C 자체를 포함)
• C의 인스턴스 변수의 클래스

위 설명이 이해하기 어렵다면 클래스 내부의 메서드가 아래 조건을 만족하는 인스턴스에만 메시지를 전송하도록 프로그래밍해야 한다라고 이해해도 된다.

• this 객체
• 메서드의 매개변수
• this의 속성
• this의 속성인 컬렉션의 요소
• 메서드 내에서 생성된 지역 객체

디미터 법칙을 따르면 부끄럼타는 코드(shy code)를 작성할 수 있다. 부끄럼타는 코드란 불필요한 어떤 것도 다른 객체에게 보여주지 않으며, 다른 객체의 구현에 의존하지 않는 코드를 말한다. 디미터 법칙을 따르는 코드는 메시지 수신자의 내부 구조가 전송자에게 노출되지 않으며, 메시지 전송자는 수신자의 내붜 구현에 결합되지 않는다.

그럼 자신감 넘치는 코드는 모든 캡슐화가 깨진 코드일까?

5장과 다르게 6장의 여러 법칙들은 자신의 코드를 검증하기 위한 체크리스트로 활용하기 좋다. 하지만 법칙은 조금 위험하게 다가올 수 있다. 이를 지키지 못한 코드에 대해 0점이라 생각할 필요는 없다. 그 상황과 환경에 맞는 최선을 다하자.

screening.GetMovie().GetDiscountCoditions();

위 코드는 디미터 법칙을 어긴 코드 메시지 전송자가 수신자의 내부 구조에 대해 물어보고 반환받은 요소에 대해 연쇄적으로 메시지를 전송한다. 흔히 이와 같은 코드를 기차 충돌(train wreck)이라고 부른다. 여러 대의 기차가 한 줄로 늘어서 충돌한 것처럼 보이기 때문이다.

기차 충돌은 클래스의 내부 구현이 외부로 노출됐을 때 나타나는 전형적인 형태로 메시지 수신자의 내부 정보를 자세히 알게 된다. 따라서 메시지 수신자의 캡슐화는 무너지고, 메시지 전송자가 메시지 수신자의 내부 구현에 강하게 결합된다.

하지만 무피반적으로 디미터 법칙을 수용하면 퍼블릭 인터페이스 관점에서 객체의 응집도가 낮아질 수도 있다. 백엔드 자바 코드에선 대부분 기차충돌로 코드를 짜고 자바의 컨벤션이 애초에 디미터 법칙에서 많이 벗어난다.

디미터 법칙은 객체의 내부 구조를 묻는 메시지가 아니라 수신자에게 무언가를 시키는 메시지가 더 좋은 메시지라고 말한다.

묻지 말고 시켜라

절차적인 코드는 정보를 얻은 후에 결정한다. 객체지향 코드는 객체에게 그것을 하도록 시킨다.

디미터 법칙은 훌륭한 메시지는 객체의 상태에 관해 묻지 말고 원하는 것을 시켜야 한다는 사실을 강조한다. 묻지 말고 시켜라(Tell, Don’t Ask)는 이런 스타일의 메시지 작성을 장려하는 원칙을 가리키는 용어다.

메세지 전송자는 메시지 수신자의 상태를 기반으로 결정을 내린 후 메시지 수신자의 상태를 바꿔서는 안 된다. 구현하고 있는 로직은 메시지 수신자가 감당해야 할 책임이다. 객체의 외부에서 해당 객체의 상태를 기반으로 결정을 내리는 것은 객체의 캡슐화를 위반한다.

묻지 말고 시켜라 원칙을 따르면 밀접하게 연관된 정보와 행동을 함께 가지는 객체를 만들 수 있다. 객체지향의 기본은 함께 변경될 확률이 높은 정보와 행동을 하나의 단위로 통합하는 것이다. 묻지 말고 시켜라 원칙을 따르면 객체의 정보를 이용하는 행동을 객체 외부가 아닌 내부에 위치시키기 때문에 자연스럽게 정보와 행동을 클래스 안에 두게 된다.

묻지 말고 시켜라 원칙과 디미터 법칙은 훌륭한 인터페이스를 제공하기 위해 포함해야 하는 오퍼레이션에 대한 힌트를 준다. 내부 상태를 묻는 오퍼레이션을 인터페이스에 포함하고 있다면 더 나은 방법은 없는지 고민해 보라. 내부 상태를 이용해 어떤 결정을 내리는 로직이 객체 외부에 존재한다면 객체가 책임져야 하는 어떤 행동이 객체 외부로 누수된 것이다.

하지만 단순하게 객체에게 묻지 않고 시킨다고 해서 모든 문제가 해결되는 것은 아니다. 훌륭한 인터페이스를 수확하기 위해서는 객체가 어떻게 작업을 수행하는지를 노출해서는 안 된다. 인터페이스는 객체가 어떻게 하는지가 아니라 무엇을 하는지를 서술해야 한다.

의도를 드러내는 인터페이스

켄트 벡의 말에 따르면 메서드를 명명하는 두 가지 방법이 있다. 첫 번째는 메서드가 작업을 어떻게 수행하는지를 나타내도록 이름을 짓는 것이다. 이 경우 메서드의 이름은 내부의 구현 방법을 드러낸다.

public class PeriodCondition
{
    public bool IsSatisfiedByPeriod(Screening screening)
    {
        ...
    }
}

public class SequenceCondition
{
    public bool IsSatisfiedBySequence(Screening screening)
    {
        ...
    }
}

이런 스타일이 좋지 않은 이유는 다음과 같다.

• 메서드에 대해 제대로 커뮤니케이션하지 못한다. 클라이언트 관점에서 IsSatisfiedByPeriod와 IsSatisfiedBySequence모두 할인 조건을 판단하는 동일한 작업을 수행한다. 하지만 메서드 이름이 다르기 때문에 두 메서드의 내부 구현을 정확하게 이해하지 못한다면 두 메서드가 동일한 작업을 수행한다는 사실을 알기 어렵다.
• 더 큰 문제는 메서드 수준에서 캡슐화를 위반한다는 것이다. 이 메서드들은 클라이언트로 하여금 협력하는 객체의 종류를 알도록 강요한다. PeriodCondition을 사용하는 코드를 SequenceCondition을 사용하도록 변경하려면 단순히 참조하여 객체를 변경하는 것 뿐만 아니라 호출하는 메서드를 변경해야 한다. 책임을 수행하는 방법을 드러내는 메서드를 사용한 설계는 변경에 취약할 수밖에 없다.

메서드의 이름을 짓는 두 번째 방법은 어떻게가 아니라 무엇을 하는지를 드러내는 것이다. 메서드의 구현이 한 가지인 경우에는 무엇을 하는지를 드러내는 이름을 짓는 것이 어려울 수 있다. 하지만 무엇을 하는지를 드러내는 이름은 코드를 읽고 이해하기 쉽게 만들뿐만 아니라 유연한 코드를 낳는 지름길이다.

아마 가장 어렵다는 이름짓기의 영역이라.. 영어의 필요성과 명확하고 간단한 이름을 잘 표현하는 능력이 정말 중요하다.

어떻게 수행하는지를 드러내는 이름이란 메서드의 내부 구현을 설명하는 이름으로 메서드만으로 캡슐화가 깨지게 된다. 결과적으로 협력을 설계하기 시작하는 이른 시기부터 클래스의 내부 구현에 관해 고민할 수밖에 없다. 반면 무엇을 하는지를 드러내도록 메서드의 이름을 짓기 위해서는 객체가 협력 안에서 수행해야 하는 책임에 관해 고민해야 한다. 이것은 외부의 객체가 메시지를 전송하는 목적을 먼저 생각하도록 만들며, 결과적으로 협력하는 클라이언트의 의도에 부합하도록 메서드의 이름을 짓게 된다.

따라서 IsSatisfiedByPeriod와 IsSatisfiedBySequence를 IsSatisfiedBy로 통일하고 PeriodCondition과 SequenceCondition의 IsSatisfiedBy 메서드를 DiscountCondition으로 통일하면 클라이언트의 의도를 더 잘 드러낼 수 있다.

변경된 코드를 통해 동일한 목적을 가진다는 것을 클라이언트 입장에서 더 명확하게 알 수 있다. 클래스나 변수 네이밍 또는 흐름을 보고 역할 및 책임까지 연결지어 생각할 수 있다.

public interface DiscountCondition
{
    bool IsSatisfiedBy(Screening screening);
}

인터페이스 기능을 통해 클라이언트의 의도를 더 잘 드러낼 수 있다. 이렇게 어떻게 하느냐가 아니라 무엇을 하느냐에 따라 메서드의 이름을 짓는 패턴을 의도를 드러내는 선택자(Intention Revealing Selector)라고 부른다. 켄트 백은 메서드에 의도를 드러낼 수 있는 이름을 붙이기 위해 다음과 같이 생각할 것을 조언한다.

매우 다른 두 번째 구현을 상상하라. 그러고는 해당 메서드에 동일한 이름을 붙인다고 상상해보라. 그렇게 하면 아마도 그 순간에 스스로 할 수 있는 가장 추상적인 이름을 메서드에 붙일 것이다

이를 인터페이스로 확장하여 의도를 드러내는 인터페이스(Intention Revealing Interface)라고 한다. 구현과 관련된 모든 정보를 캡슐화하고 객체의 퍼블릭 인터페이스에는 협력과 관련된 의도만을 표현해야 한다는 것이다.

함께 모으기

디미터 법칙, 묻지 말고 시켜라, 의도를 드러내는 인터페이스를 이해할 수 있는 좋은 방법 중 하나는 이런 원칙을 위반하는 코드를 보는 것이다.

디미터 법칙을 위반하는 티켓 판매 도메인

해당 코드는 근본적으로 디미터 법칙을 위반하는 설계는 인터페이스와 구현의 분리 원칙을 위반한다. 기억해야 할 점은 객체의 내부 구조는 구현에 해당한다는 것이다. Audience가 Bag을 포함한다는 사실은 Audience으 내부 구현에 속하며 Audience는 자신의 내부 구현을 자유롭게 변경할 수 있어야 한다. 그러나 퍼플릭 인터페이스에 GetBag을 포함시키는 순간 객체의 구현이 퍼블릭 인터페이스를 통해 외부로 새어나가 버리고 만다.

따라서 디미터 법칙을 위반한다는 것은 클라이언트에게 구현을 노출한다는 것을 의미하며, 그 결과 작은 요구사항 변경에도 쉽게 무너지는 불안정한 코드를 얻게 된다.

묻지 말고 시켜라

디미터 법칙과 묻지 말고 시켜라 원칙에 따라 코드를 리팩터링하게 된다면 Audience 스스로 자신의 상태를 제어하게 된다. 충분히 자율적이다.

지금까지 살펴본 디미터 법칙, 묻지 말고 시켜라 스타일을 따르면 자율적인 객체로 이뤄진 협력을 얻어낼 수 있다. 구현이 객체의 퍼블릭 인터페이스에 노출되지 않기 때문에 객체 사이의 결합도는 낮아진다. 책임이 잘못된 곳에 할당될 가능성이 낮아지기 때문에 객체의 응집도 역시 높아진다.

이제는 인터페이스가 클라이언트의 의도를 올바르게 반영했는지를 확인해야 한다.

인터페이스에 의도를 드러내자

현재 TicketSeller의 SetTicket메서드는 클라이언트의 의도를 명확하게 전달하고 있는가? Audience의 SetTicket 그리고 Bag의 SetTicket 두 메서드는 같은 이름을 가지고 있는데, 동일한 의도를 드러내는가?

메서드를 직접 개발한 개발자는 이 세 메서드의 의도가 다르다는 사실을 잘 알고 있을 것이다. 하지만 퍼블릭 인터페이스를 해석하고 사용해야 하는 개발자가 이 미묘한 차이점을 알 수 있을까? 오히려 오용하게 될 가능성이 매우 높다.

Theater가 TicketSeller에게 메시지를 전송해서 얻고 싶었던 결과는 티켓을 판매하는 것이기 때문에 SellTo가 의도를 더 명확하게 표현하는 메시지인 것 같다. TicketSeller가 Audience에게 SetTicket메시지를 전송하는 이유는 해당 손님이 티켓을 사도록 만드는 것이 목적이다. 따라서 Buy라는 메시지가 적당하다. 마지막으로 Audience가 Bag에게 메시지를 전송한 이유는 말 그대로 티켓을 보관하라는 메시지이기에 Hold라는 이름이 적당하다.

이 예제가 가장 도움이 된 것 같다. 머리속으로 알고 있던 메시지의 형태를 당장 해당 객체의 송신자의 협력 목적에 맞게 책임을 할당하는 모습이 인상적이다.

이러한 오퍼레이션의 이름 짓기는 협력이라는 문맥을 반영해야 한다. 오퍼레이션은 클라언트가 객체에게 무엇을 원하는지를 표현해야 한다.

디미터 법칙은 객체 간의 협력을 설계할 때 캡슐화를 위반하는 메시지가 인터페이스에 포함되지 않도록 제한한다. 묻지 말고 시켜라 원칙은 디미터 법칙을 준수하는 협력을 만들기 위한 스타일을 제시한다. 여기서 멈추지 마라. 의도를 드러내는 인터페이스 원칙은 객체의 퍼블릭 인터페이스에 어떤 이름이 드러나야 하는지에 대한 지침을 제공함으로써 코드의 목적을 명확하게 커뮤니케이션할 수 있게 해준다.

원칙의 함정

소프트웨어 설계에 법칙이란 존재하지 않으며 법칙에는 예외가 없지만 원칙에는 예외가 넘쳐난다.

매 장에서 강조하는 설계가 트레이드오프의 산물이라는 것이다. 설계를 적절하게 트레이드오프 할 수 있는 능력이 숙련자와 초보자를 구분하는 가장 중요한 기준이라고 할 수 있다. 초보자는 원칙을 맹목적으로 추종한다. 심지어 적용하려는 원칙들이 서로 충돌하는 경우에도 원칙에 정당성을 부여하고 억지로 끼워 맞추려고 노력한다. 심지어는 적용하려는 원칙들이 서로 충돌하는 경우에도 원칙에 정당성을 부여하고 억지로 끼워 맞추려고 노력한다. 그 과정에서 결국 설계의 일관성은 무너지고 코드는 무질서 속에 파묻힌다.

정말 공감하는 말이다. 가장 무서운 사람이 책 한권만 읽은 사람이라는 말처럼 소프트웨어 분야에선 이를 더욱 경계해야 한다. 그러기 위해서 타인과 지속적인 생각을 교류하거나 왜 그렇게 생각했는지를 고민해보고, 의심해야 한다.

원칙이 현재 상황에 부적합하다고 판단된다면 과감하게 원칙을 무시하라. 원칙을 아는 것보다 더 중요한 것은 원칙이 유용하고 언제 유용하지 않은지를 판단할 수 있는 능력을 기르는 것이다. 트레이드 오프 능력을 기르기 위해 이번 장에서 설명한 원칙들을 적용할 때 고려해볼 만한 이슈 몇 가지를 살펴보자.

디미터 법칙은 하나의 도트를 강제하는 규칙이 아니다

디미터 법칙은 결합도와 관련된 것으로 이 결합도가 문제가 되는 것은 객체의 내부 구조가 외부로 노출되는 경우로 한정된다. (쿼리문을 보고 위반한다고 생각하지 말자)

과연 여러 개의 도트를 사용한 코드가 객체의 내부 구조를 노출하고 있는가?

결합도와 응집도의 충돌

일반적으로 어떤 객체의 상태를 물어본 후 반환된 상태를 기반으로 결정을 내리고 그 결정에 따라 객체의 상태를 변경하는 코드는 묻지 말고 시켜라 스타일로 변경해야 한다.

안타깝게도 묻지 말고 시켜라와 디미터 법칙을 준수하는 것이 항상 긍정적인 결과로만 귀결되는 것은 아니다. 모든 상황에서 맹목적으로 위임 메서드를 추가하면 같은 퍼블릭 인터페이스 안에 어울리지 않는 오퍼레이션들이 공존하게 된다. 결과적으로 객체는 상관 없는 책임들을 한꺼번에 떠안게 되기 때문에 결과적으로 응집도가 낮아진다.

클래스는 하나의 변경 원인만을 가져야 한다. 서로 상관없는 책임들이 함께 뭉쳐있는 클래스는 응집도가 낮으며 작은 변경으로도 쉽게 무너질 수 있다. 따라서 디미터 법칙과 묻지 말고 시켜라 원칙을 무작정 따르면 애플리케이션은 응집도가 낮은 객체로 넘쳐날 것이다.

예외인 다른 경우로 객체는 내부 자료 구조를 따르는 것이 좋지만 자료 구조라면 당연히 내부를 노출해야 하므로 디미터 법칙을 적용할 필요가 없다. 객체에게 시키는 것이 항상 가능한 것은 아니다. 가끔씩은 물어야 한다.

명령-쿼리 분리 원칙

가끔씩은 필요에 따라 물어야 한다는 사실을 알았다면 명령-쿼리 분리(Command-Query Separation, CQS) 원칙을 알아두면 도움이 된다. 이 원칙은 퍼블릭 인터페이스에 오퍼레이션을 정의할 때 참고할 수 있는 지침을 제공한다.

어떤 절차를 묶어 가능하도록 이름을 부여한 기능 모듈을 루틴(routine)이라고 부른다. 루틴은 다시 프로시저(procedure)와 함수(function)로 구분할 수 있다. 프로시저와 함수를 같은 의미로 혼용하는 경우가 많지만 사실 프로시저와 함수는 부수효과와 반환값의 유무라는 측면에서 명확하게 구분된다.

프로시저는 정해진 절차에 따라 내부의 상태를 변경하는 루틴의 한 종류다. 이에 반해 함수는 어떤 절차에 따라 필요한 값을 계산해서 반환하는 루틴의 한 종류다. 프로시저와 함수를 명확하게 구분하기 위해 루틴을 작성할 때 다음과 같은 제약을 따라야 한다.

• 프로시저는 부수효과를 발생시킬 수 있지만 값을 반환할 수 없다.
• 함수는 값을 반환할 수 있지만 부수효과를 발생시킬 수 없다.

프로그래밍 영역에서 중요한 것은 개념 단위로 분리하여 명확성을 가지는 것과 같다. 이는 실제 언어와 유사하며 아키텍처의 기본적인 성질인 디커플링과도 닮아있다.

명령(Command)과 쿼리(Query)는 객체의 인터페이스 측면에서 프로시저와 함수를 부르는 또 다른 이름이다. 객체의 상태를 수정하는 오퍼레이션을 명령이라고 부르고 객체와 관련된 정보를 반환하는 오퍼레이션을 쿼리라고 부른다. 따라서 개념적으로는 동일하다.

명령-쿼리 분리 원칙의 요지는 오퍼레이션은 부수효과를 발생시키는 명령이나 부수효과를 발생시키지 않는 쿼리 중 하나여야 한다는 것이다. 어떤 오퍼레이션도 명령인 동시에 쿼리여서는 안 된다.

• 객체의 상태를 변경하는 명령은 반환값을 가질 수 없다.
• 객체의 정보를 반환하는 쿼리는 상태를 변경할 수 없다.

——여기까지 읽음——

명령-쿼리 분리 원칙을 한 문장으로 표현하면 “질문이 답변을 수정해서는 안 된다.”는 것이다. 명령은 상태를 변경할 수 있지만 상태를 반환해서는 안 된다. 쿼리는 객체의 상태를 반환할 수 있지만 상태를 변경해서는 안 된다.

좋은 메타포로 전자레인지로 설명이 가능할 것 같다.

반복 일정의 명령과 쿼리 분리하기

코드를 읽는 사람은 미래의 자신이건 협력하는 동료이건 오용되지 않게 네이밍을 해야 하는데 이런 측면에서 명령-쿼리 분리 원칙은 중요하다. 즉, 명령과 쿼리를 뒤섞으면 실행 결과를 예측하기가 어려워질 수 있다. 내부적으로는 부수효과를 가지는 메서드는 이해하기 어렵고 잘못 사용하기 쉬우며, 버그를 양산하는 경향이 있다.

명령-쿼리 분리와 참조 투명성

명령과 쿼리를 엄격하게 분류하면 객체의 부수효과를 제어하기가 수월해진다. 쿼리는 객체의 상태를 변경하지 않기 때문에 몇 번이고 반복적으로 호출하더라도 상관이 없다. 명령이 개입하지 않는 한 쿼리의 값은 변경되지 않기 때문에 쿼리의 결과를 예측하기 쉬워진다.

명령과 쿼리를 분리함으로써 언어의 틀 안에서 참조 투명성(referential transparency)의 장점을 제한적이나마 누릴 수 있게 된다. 참조 투명성이라는 특성을 잘 활용하면 버그가 적고, 디버깅이 용이하며, 쿼리의 순서에 따라 실행 결과가 변하지 않는 코드를 작성할 수 있다.

컴퓨터의 세계와 수학의 세계를 나누는 가장 큰 특징은 부수효과(side effect)의 존재 유무다. 프로그램에서 부수효과를 발생시키는 두 가지 대표적인 문법은 대입문과 함수(프로시저라 불려야 할)다. 수학의 경우 x의 값을 초기화한 후에는 값을 변경하는 것이 불가능하지만 프로그램에서는 대입문을 이용해 다른 값으로 변경하는 것이 가능하다. 함수는 내부에 부수효과를 포함할 경우 동일한 인자를 전달하더라도 부수효과에 의해 그 결과값이 매번 달라질 수 있다.

쉽게 순수함수인 쿼리문과 객체 자체에 영향을 주는 명령문을 생각해보자.

부수효과를 이야기할 때 빠질 수 없는 것이 바로 참조 투명성이다. 참조 투명성이란 “어떤 표현식 e가 있을 때 e의 값으로 e가 나타나는 모든 위치를 교체하더라도 결과가 달라지지 않는 특성”을 의미한다.

수학에서 함수는 동일한 입력에 대해 항상 동일한 값을 반환하기 때문에 수학의 함수는 참조 투명성을 만족시키는 이상적인 예다. 쉽게 값이 변하지 않는 성질을 불변성(immutability)라고 하는데 부수효과가 발생하지 않는다는 것을 불변성을 의미하기도 한다.

참조 투명성을 만족하는 식은 두가지 장점을 제공한다.

• 모든 함수를 이미 알고 있는 하나의 결과값으로 대체할 수 있기 때문에 식을 쉽게 계산할 수 있다.
• 모든 곳에서 함수의 결과값이 동일하기 때문에 식의 순서를 변경하더라도 각 식의 결과는 달라지지 않는다.

객체지향 패러다임이 객체의 상태 변경이라는 부수효과를 기반으로 하기 때문에 참조 투명성은 예외에 가깝다. 객체지향의 세상에 발을 내딛는 순간 견고하다고 생각했던 바닥에 심각한 균열이 생기기 시작한다는 것을 알게 된다.

하지만 명령-쿼리 분리 원칙을 사용하면 이 균열을 조금이나마 줄일 수 있다.

책임에 초점을 맞춰라

결국 중요한 것은 책임이다.

디미터의 법칙을 준수하고 묻지 말고 시켜라 스타일을 따르면서도 의도를 드러내는 인터페이스를 설계하는 아주 쉬운 방법이 있다. 메시지를 먼저 선택하고 그 후에 메시지를 처리할 객체를 선택하는 것이다.

명령과 쿼리를 분리하고 계약에 의한 설계 개념을 통해 객체의 협력 방식을 명시적으로 드러낼 수 있는 방법이 있다. 객체의 구현 이전에 객체 사이의 협력에 초점을 맞추고 협력 방식을 단순하고 유연하게 만드는 것이다. 이 모든 방식의 중심에는 객체가 수행할 책임이 위치한다.

• 디미터 법칙
  • 협력이라는 컨텍스트 안에서 객체보다 메시지를 먼저 결정하면 두 객체 사이의 구조적인 결합도를 낮출 수 있다. 수신할 객체를 알지 못한 상태에서 메시지를 먼저 선택하기 때문에 객체의 내부 구조에 대해 고민할 필요가 없어진다. 따라서 메시지가 객체를 선택하게 함으로써 의도적인 디미터 법칙을 위반할 위험을 최소화할 수 있다.
• 묻지 말고 시켜라
  • 메시지를 먼저 선택하면 묻지 말고 시켜라 스타일에 따라 협력을 구조화하게 된다. 클라이언트의 관점에서 메시지를 선택하기 때문에 필요한 정보를 물을 필요 없이 원하는 것을 표현한 메시지를 전송하면 된다.
• 의도를 드러내는 인터페이스
  • 메시지를 먼저 선택한다는 것은 메시지를 전송하는 클라이언트의 관점에서 메시지의 이름을 정한다는 것이다. 당연히 그 이름에는 클라이언트가 무엇을 원하는지, 그 의도가 분명하게 드러날 수밖에 없다.
• 명령-쿼리 분리 원칙
  • 메시지를 먼저 선택한다는 것은 협력이라는 문맥 안에서 객체의 인터페이스에 관해 고민한다는 것을 의미한다. 객체가 단순히 어떤 일을 해야 하는지뿐만 아니라 협력 속에서 객체의 상태를 예측하고 이해하기 쉽게 만들기 위한 방법에 관해 고민하게 된다. 따라서 예측 가능한 협력을 만들기 위해 명령과 쿼리를 분리하게 된다.

정리하자면 훌륭한 메시지를 얻기 위한 출발점은 책임 주도 설계를 따르는 것이다. 책임 주도 설계에서는 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하기 때문에 협력에 적합한 메시지를 결정할 수 있는 확률이 높아진다. 중요한것은 협력에 접한한 객체가 아니라 협력에 적합한 메시지이다.

느낀점

인터페이스에 의도를 드러내자 파트에서 흔히 하는 get, set함수들은 객체지향적이지 않다는 말에 대한 해석이 된 것 같다. 무엇을 하는지 간결하고 명확하게 드러내는게 어렵다면 해당 객체가 지금 당장 어떤 협력 문맥속에서 상대방에게 어떤 책임을 요구하는지 생각하고 네이밍을 해야할 것 같다.

논의사항

원칙이 현재 상황에 부적합하다고 판단된다면 과감하게 원칙을 무시하라.

• 원칙에서 벗어나야 했던 상황들에 대해서 이야기해보면 좋을 것 같습니다.
  • 저는 디미터의 법칙을 어긴 코드가 있는데, 유니티에서 하이어라키 상의 계층 구조를 코드로 그대로 따라가며 의존성을 줄이고 응집도를 높이는 전략을 취한적이 있습니다. 결국 leaf에 해당하는 오브젝트에서 root급에 있는 프로시저를 수행해야 하는 상황이 왔는데.. 그 구조를 역전시키거나 이미 짜여진 인터페이스를 벗어나기 어려워서 참조를 통해 접근했던 기억이 있습니다.