객체지향 사실과 오해 - 책임과 메시지

참고 : 객체지향 사실과 오해 (조영호 지음 - 위키북스) 

 

 DDD를 공부하면서 DDD 내용을 정리하는 글을 작성하고 싶었으나 예제 코드를 만드는 작업이 제대로 진행되지 않았다... 그래서 쓰던 글을 멈추고 다른 글을 작성하기로 했는데, 이왕이면 쓰던 글과 관련이 있는 주제로 쓰기로 했다.

 

 해당 글에 나오는 키워드는 객체지향의 개념을 이해하는데 있어서 빠질 수 없는 키워드들이다. 또한 이 키워드들은 단순하게 객체지향 이론에 대한 내용에 국한되어 언급되는 키워드들이 아니다. 다양한 카테고리의 책에서 봤던 키워드이기에 더 확실하게 개념을 잡을 필요성을 느껴 해당 책의 내용을 정리하기로 했다.

 

 이 글의 내용 또한 예제코드가 있으면 좋았겠지만 없어도 내용을 이해하는데 문제는 없을거라 생각해서 해당 글은 책의 내용을 정리하는 수준으로 작성하기로 했다. 좀 더 핵심만 정리했으면 좋았을텐데 아직 어떤게 핵심인지 판별하고 정리할 수 있는 실력이 아니기에 중요해보이는 모든 내용을 작성해버렸다... 더 노력해야겠다.

 

한줄 요약 & 느낀점

• 책임이 자율적일수록 적절하게 추상화되며, 응집도가 높아지고, 결합도가 낮아지며, 캡슐화가 증진되고, 인터페이스와 구현이 분리되고, 설계의 유연성과 재사용성이 향상된다.

• 설계를 할 때 이름을 신중하게 정해야 겠다는 생각이 든다. 적절한 추상화 수준의 이름을 사용해야  따라 적절한 책임을 적절한 객체에게 부여할 수 있을 것 같다. 

 

Chapter5. 책임과 메시지

 

의도는 '메시징'이다. 훌륭하고 성장 가능한 시스템을 만들기 위한 핵심은 모듈 내부의 속성과 행동이 어떤가보다는
모듈이 어떻게 커뮤니케이션하는가에 달려있다.

 

• 객체들은 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 협력하고, 협력과정에서 각자 맡은 책임을 다하기 위해 '자율적' 으로 판단하고 행동한다.
• 자율성 : 자기 스스로의 원칙에 따라 어떤 일을 하거나 자신을 통제해서 절제하는 성질이나 특성
• 자율적인 객체 : 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체
• 객체가 어떤 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체로부터 '요청'을 수신했기 때문이다. 요청을 처리하기 위해 객체가 수행하는 행동을 '책임' 이라고 한다.
• 객체지향 설계 : 적절한 책임을 적절한 객체에게 할당하는 것.
• 책임주도설계가 중요하다
  • 적절한 책임의 선택이 전체 설계의 방향을 결정한다.
  • 적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는다.

 

 

• 왕은 모자 장수가 '증언해라' 라는 자신의 요청에 반응해 책임을 완수할 수만 있다면 어떤 방법으로 증언하는지에 관해서는 신경쓰지 않는다.
• 모자장수는 왕의 요청을 받아 책임 수행을 시작하지만 어떤 증언 방식을 사용할지는 자유롭게 선택 가능하다.

• 왕이 다양하게 요청한다면 모자장수는 다양한 책임들을 떠안게 된다.
• 모자장수는 증언 방식을 자유롭게 선택하고 싶지만, 아래 그림에서는 증언선택의 자유를 박탈당한 느낌이다.
• 상세한 수준의 책임은 협력의 최종 목표는 만족시킬지 몰라도 선택의 자유(모자장수의)를 크게 훼손한다.
• 결과적으로 모자 장수는 왕의 명령에 의존하게 되고 자율적으로 책임을 수행할 수 없다.
• 추상적이고 포괄적인 책임은 협력을 좀 더 다양한 환경에서 재사용 할 수 있도록 유연성을 준다. 그러나 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다.
• 어떤 책임이 자율적인지를 판단하는 기준은 문맥에 따라 다르다.
  • 재판이라는 협력안에서는 증언하라 라는 책임이 적절한 수준의 책임이다
  • 재판이라는 협력 밖에서 증언하라는 적절한 책임이 될 수 없다

 

어떻게(HOW) 가 아니라 무엇(WHAT)을

 What 의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다고 생각한다. 자율적인 책임의 특징은 객체가 어떻게 해야 하는 가가 아니라 무엇을 해야 하는 가를 설명한다

 

 증언한다 라는 책임은 모자 장수가 협력을 위해 무엇을 해야 하는지는 결정하지만 어떻게 해야 하는 지에 대해서는 언급하지 않는다. 증언할 방법은 모자 장수가 자율적으로 선택할 수 있다.

 

 객체는 다른 객체로부터 메시지를 수신할 때만 어떤 행동을 시작한다. 객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청이다. 사실 객체가 다른 객체에게 접근할 수 있는 방법은 요청을 전송하는 것 뿐이고 이 요청을 메시지 라고 부른다.

 

메시지와 메서드

메시지

• 하나의 객체는 메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근한다.
• 위의 그림에선 왕이 메시지 송신자, 모자장수가 수신자가 된다.
• 메시지를 전송할 때 추가정보가 필요할 땐 인자(argument)를 통해 추가 정보를 제공할 수 있다
• 메시지 전송은 수신자와 메시지(메시지 이름 + 인자)의 조합이다
  
  
• 메시지를 처리할 수 있다는 이야기는 객체가 해당 메시지에 해당하는 행동을 수행해야 할 책임이 있다는 것
• 위 그림에서 왕은 오직 메시지를 보낼 뿐이다. 모자장수가 메시지를 어떤방법(how)으로 처리할 진 모른다.
• 모자장수가 어떤식으로든 메시지를 처리할 거라고 막연하게 기대할 뿐이다.
• 모자 장수가 메시지를 변경하지만 않는다면 책임을 수행하는 방법을 변경하더라도 왕은 그 사실을 알 수 없다.
  
  
• 객체의 외부와 내부가 메시지를 기준으로 분리된다.
• 객체가 제공하는 메시지는 외부의 다른 객체가 볼 수 있는 공개된 영역에 속함.
• 메시지를 처리하기 위해 책임을 수행하는 방법은 객체 자신의 내부 영역에 속함.
  
  

 즉, 메시지는 객체들이 서로 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 의사소통 수단이다. 객체가 메시지를 수신할 수 있다는 것은 객체가 메시지에 해당하는 책임을 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 외부의 객체는 메시지에 관해서만 볼 수 있고, 내부는 볼수 없기에 내,외부가 분리된다.

 

메서드

• 모자 장수가 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드 라고 한다.
• 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다.
• 메시지는 어떻게 수행될 것인지 명시하지 않는다. 메시지는 단지 오퍼레이션을 통해 '무엇'이 실행되기를 바라는지만 명시한다.
• 어떤 메서드를 선택할지는 수신자의 결정에 좌우된다.
• 메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택한다 -> 실행코드를 런타임 시간에 결정한다 (지연바인딩 or 동적바인딩)
  
  

다형성

• 다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다
  • 다형성은 하나의 메시지와 하나 이상의 메서드 사이의 관계로 볼 수 있다
    
    
• 증언하다 라는 메시지를 수신했을 때
  • 요리사, 앨리스, 모자장수 의 증언 방법은 다르다.자신만의 방법을 자유롭게 선택 가능하다.
  • 하지만 왕의 입장에서는 결과(증언을 받는것)가 동일하다. 이게 다형성이다.
    
    
• 다형성은 역할, 책임, 협력과 관련이 깊다.
  • 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것.
  • 다형성에서 중요한 것은 메시지 송신자의 관점이다.
  • 수신자들이 동일한 오퍼레이션을 다른 방식으로 처리하더라도 송신자의 관점에서 이 객체들은 동일한 책임을 수행하는 것이다.
  • 어떤 객체라도 왕이 전송한 메시지를 이해하고 처리할 수 있다. 그 객체들은 '증인'이라는 역할을 수행가능하다
    
    
• 다형성은 동일한 역할을 수행하는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미한다.
  • 다형성은 객체들의 대체 가능성을 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만든다.
  • 즉 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다. (캡슐화에 대해선 아래에서 다룬다)
  • 다형성은 송신자와 수신자 간의 객체 타입에 대한 결합도를 메시지에 대한 결합도로 낮춤으로써 달성된다
  • 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지 전송이 가능하다.
    
    

유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력

송신자가 수신자에 대해 적은 정보만 알더라도 상호 협력이 가능하다는 사실은 설계 품질에 영향을 미친다.

• 협력이 유연해진다. 송신자는 수신자가 메시지를 이해한다면 누구라도 상관하지 않는다.
• 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다
  • '증언하라' 라는 책임을 다른 방법으로 수행하고 싶다면 새로운 객체를 만들어 협력에 넣기만 하면 된다.
• 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다.
• 수신자는 메시지를 처리하기 위해 자율적으로 메서드를 선택할 수 있지만 메서드 자체는 송신자에게 노출시키지 않는다.
• 수신자와 송신자는 메시지라는 얇은 끈으로만 이어졌다. 메시지를 기반으로한 두 객체 사이의 낮은 결합도가 유연한 설계와 확장 가능하며 재사용 가능하게 만드는 비결이다.
  
  

메시지를 따라라

객체들이 유일하게 협력할 수 있는 수단 : 메시지 전송

• 클래스는 코드를 구현하기 위해 사용할 수 있는 중요한 추상화 도구이지만 객체지향의 강력함은 클래스가 아니라 객체들이 주고받는 메시지로부터 나온다.
• 클래스는 단지 동적인 객체들의 특성과 행위를 정적인 테스트로 표현하기 위한 추상화 도구다
  
  

기능을 우선해야한다. 

• 객체 자체에 초점을 맞출 경우 가장 흔히 범하는 실수는 협력이라는 문맥을 배제한 채 객체 내부의 데이터 구조를 먼저 생각한 후에 데이터 조작에 필요한 오퍼레이션을 나중에 고려하는 것이다.
• 데이터를 우선시 하면 객체 외부에서는 몰라도 되는 객체 내부 구조의 변경이 외부의 협력자에게 파급될 가능성이 높아질 수 도 있다. (데이터-주도-설계)
• 데이터에 대한 결정을 미루고 객체의 행위를 우선으로 고려하기 위해서는 객체를 독립된 단위가 아닌 협력이라는 문맥 안에서 생각해야한다.
• 시스템의 기능을 구현하기 위해 객체가 다른 객체에게 제공해야 하는 메시지에 대해 고민해라.
• 객체가 메시지를 선택하는게 아니라, 메시지가 객체를 선택하게 해야 한다.(메시지 중심설계)

 

책임 주도 설계

• 객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하기 위해선 다른 객체와 협력해야 한다.
• 책임을 완수하기 위해서 자신이 보유하고 있지 않은 정보가 필요하다면? 다른 객체에게 정보 제공을 받아야 한다. (정보 제공 요청 메시지를 보내야 한다)

다시한번 짚어가자. 객체지향 설계는 적절한 책임을 적절한 객체에게 할당하면서 메시지를 기반으로 협력하는 객체들의 관계를 발견하는 과정이다. 책임을 완수하기 위해 협력하는 객체들을 이용해 시스템을 설계하는 방법을 책임주도설계라 한다.

 

• 시스템이 수행할 책임을 구현하기 위해 협력 관계를 시작할 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다.
• 책임을 수행하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다고 판단되면 도움을 요청하기 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정한다.
• 메시지를 결정한 후에는 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다
• 결과적으로 메시지가 수신자의 책임을 결정하게 된다
  
  

What/Who 사이클

• 책임 주도 설계의 핵심은 어떤 행위(What)가 필요한지를 먼저 결정한 후에 누가(who) 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것.
• 협력이라는 문맥 안에서 필요한 메시지를 먼저 결정한 후에 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다.
  
  

수신된 메시지가 객체의 책임을 결정한다.

• 수신가능한 메시지가 모여 객체의 인터페이스를 구성한다.
• 메시지를 통한 인터페이스 발견은 TDD 를 이용해 객체를 설계할 때 핵심이 되는 아이디어이기도 하다
• 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.
  
  

묻지말고 시켜라

• Tell, don't ask
• 데메테르 법칙
  • 메시지를 결정하는 시점에선 어떤 객체가 메시지를 수신할 것인지 알 수 없다.
  • 따라서 메시지 송신자는 메시지 수신자의 객체 내부 상태를 알 수 없다 (캡슐화)
  • 송신자는 수신자를 알 수 없기에 객체에 관해 물을 수 없다. 그냥 메시지를 전송할 뿐이다.
• 어떻게 에서 무엇으로 전환하는 것은 객체 인터페이스의 크기를 감소시킨다
  • 인터페이스의 크기가 작다는 것은 외부에서 해당 객체에게 의존해야 하는 부분이 적다는 것을 의미
  • 결합도를 낮추고 유연하게 만들어준다
    
    

객체 인터페이스

인터페이스

• 일반적으로 사용되는 인터페이스 3가지 특징
  • 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라된다.
  • 인터페이스 자체는 변경하지 않고 내부 구성이나 작동방식 변경이 가능하다.
  • 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 문제없이 상호작용할 수 있다.
• 협력에 참여하는 객체들은 인터페이스를 통해 다른 객체들과 상호작용한다.
• 객체는 다른 객체로부터 메시지를 받아야만 자신에게 할당된 책임을 수행할 수 있다.
• 객체의 인터페이스만 알면 객체의 내부 구조나 작동 방식을 몰라도 객체와 상호작용할 수 있다.
• 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록이다

 

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

• 좀 더 추상적인 인터페이스
  • 지나치게 상세한 수준의 메시지는 객체의 자율성을 저해한다.
    
    
• 최소 인터페이스
  • 외부에서 사용할 필요가 없는 메시지는 노출하지 마라
  • 메시지를 먼저 결정하고 객체를 나중에 선택하는 책임주도설계를 따를 때 달성할 수 있다.
    
    
• 인터페이스와 구현간에 차이가 있다는 점을 인식
  • 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리해라
  • 구현은 객체 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 용어다. 객체를 구성하지만 공용 인터페이스에는 포함되지 않는 모든 것이 구현에 포함된다.
  • 객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하는 말과 동일하다.

 

인터페이스와 구현의 분리 원칙

 훌륭한 객체란 구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용할 수 있는 객체를 의미한다. 이것은 외부에 공개되는 인터페이스와 내부에 감춰지는 구현을 명확하게 분리하라는 의미이다.

 

• 인터페이스와 구현의 분리가 왜 중요한가?
  • 모든 것이 공개되어 있다면(구현을 포함한) 아무리 작은 부분을 수정하더라도 변경에 의한 파급효과가 커지기 때문
  • 객체가 가져야할 상태, 메서드 구현은 객체 내부에 속한다
  • 이 부분을 수정하더라도 객체 외부에 영향을 미쳐서는 안된다
  • 객체 외부에 영향을 미치는 변경은 공용 인터페이스를 수정할 때 뿐이다
  • 변경에 유연한 설계를 하기 위해서 인터페이스 구현 분리 원칙이 중요하다
    
    

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 관점에서의 캡슐화를 데이터 캡슐화 라고 한다.

사적인 비밀의 캡슐화

• 객체는 외부의 객체가 자신의 내부 상태를 직접 관찰,제어하지 못하게 해야 한다. 따라서 의사소통 가능한 특별한 경로만 외부에 노출한다. 이처럼 외부에서 객체와 의사소통할 수 있는 통로를 공용 인터페이스라 한다
• 캡슐화를 통해 변경이 빈번하게 일어나는 구현을 안정적인 인터페이스 뒤로 숨길 수 있다.
  • 객체의 공용 인터페이스는 외부에서 전송 가능한 메시지의 집합이다.
  • 외부에 공용 인터페이스만 공개하고 구현은 인터페이스 뒤로 감춤으로써 외부의 불필요한 공격과 간섭으로부터 내부의 상태를 격리할 수 있다.
• 자율적인 객체는 공용 인터페이스를 수정하지 않는 한 자신과 협력하는 외부 객체에 영향을 미치지 않고 내부의 구현을 자유롭게 수정할 수 있다.
• 구현을 변경시 외부에 대한 파급효과를 최소화하기 위해서 외부의 객체는 공용 인터페이스에만 의존해야 하고 구현 세부사항에 대해서는 직접적으로 의존해서는 안된다.
  
  

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다

 그림에서의 예처럼 '증언하다' 라는 하나의 메시지만 있는 협력과 3개의 메시지가 상세하게 있는 협력을 생각해보자. 증언하다 라는 하나의 메시지만 있는 경우엔 증언 방법과 순서를 자신의 의지에 따라 선택할 수 있다.

 

 즉 자율성을 가진다. 하지만 다른 경우엔 3가지 방법과 순서에만 얽매여야 한다. 그리고 내부의 변경이 클라이언트에 영향을 줄 수 도 있다.  책임이 자율적일수록 협력이 이해하기 쉬워지고 유연하게 변경할 수 있게 된다.

 

• 정리
  • 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다
    
    
  • 자율적인 책임은 모자장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다
    • 모자장수는 증언하다 라는 책임만 완수하면 되고,어떤 방법을 선택할지는 모자장수의 권한이다
    • 왕이 몰라도 되는 사적인 부분이 모자장수 객체의 내부로 캡슐화 되기 때문에 인터페이스와 구현이 분리된다
    • 외부와 내부의 분리가 이루어지고 변경이 쉬워진다
      
      
  • 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.
    • 책임이 자율적일수록 변경에 의해 수정돼야 하는 범위가 좁아지고 명확해진다
    • 변경의 파급효과가 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 객체간의 결합도가 낮아진다
      
      
  • 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다
    • 위에서 말한 메시지가 1개인 경우, 3개인 경우를 생각해보자
    • 증언하라 라는 책임을 어떤 사람이 요청을 수신하더라도 재판 진행에 문제가 없다.
    • 메시지가 3개인 협력은 협력의 대상을 제한할 가능성이 있다.
    • 책임이 자율적일수록 협력이 유연해지고 다양한 문맥에서 활용이 가능해진다.
    • 재사용성이 높아진다.
      
      
  • 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다.
    • 증인하다 라는 책임이 곧 '증인' 이라는 역할을 수행한다는 사실을 설명해준다.
    • 동일한 역할을 가진 객체는 동일한 목적을 달성해야 한다. 목적 달성과 연관된 책임으로만 구성되어지기 때문에 객체의 응집도가 높아진다.