객체지향의 사실과 오해 ch01, ch02 협력하는 객체들의 공동체, 이상한 나라의 객체

ch.01, 02 협력하는 객체들의 공동체, 이상한 나라의 객체

Ch01 협력하는 객체들의 공동체

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이 책에서는 커피를 주문할 때의 이벤트를 기준으로 1챕터를 설명한다.

주문을 했을 때 아래의 단계를 거친다.

1. 손님이 캐시어 에게 커피를 주문
2. 캐시어가 빈 컵에 음료 정보를 적어서 전달
3. 바리스타는 컵에 음료를 담아서 캐시어 에게 전달
4. 캐시어는 받은 컵을 손님에게 전달

이러한 커피를 주문하는 이벤트에서 손님, 캐시어, 바리스타 세 사람 간의 요청과 응답을 표현한다면

요청

손님(커피 주문) → 캐시어(커피 제조) → 바리스타

응답
바리스타(커피 완성) → 캐시어(커피 완성) → 손님

아래와 같이 이뤄진다. 이 협력이 얼마나 잘 이루어 지는 지에 따라 거대하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 공동체를 형성할 수 있게 만든다.

상호 협력하는 공동체를 사람 별로 보았을 때 각 사람들은 해야 할 역할(role)을 부여 받는다.

• 손님 : 음료를 주문하는 역할
• 캐시어 : 주문을 받아서 바리스타 에게 음료 제작을 요청하는 역할
• 바리스타 : 음료를 제작해서 제작한 음료를 전달하는 역할

각각의 사람이 역할을 부여 받았을 때는 각자가 맡은 역할을 수행하기 위한 책임(Responsibility)을 갖고 있어야 한다

이렇게 커피 한잔 주문을 할 때에도 사람들이 협력해야 하고, 협력하기 위해서 각자 역할을 맡고, 역할에 적합한 책임을 수행해야 한다.

역할과 책임에 대한 특성

• 여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있다.
• 역할은 대체 가능성을 의미한다
• 책임을 수행하는 방법은 자율적으로 선택할 수 있다.
• 한 사람이 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.

해당 개념을 그림으로 나타내면 다음과 같다.

각 역할에 맞는 협력관계

앞에서 설명한 내용들을 기반으로 사람이라는 단어를 객체로, 요청을 메시지로, 응답을 메서드로 바꾸면 대부분의 설명을 객체 지향이라는 문맥으로 옮길 수 있다.

객체 지향적으로 표현한 커피 주문 과정

실제 구현되는 애플리케이션에서의 기능은 더 작은 책임으로 분할되고 책임은 적절한 역할을 수행할 수 있는 객체에 의해 수행된다. 객체는 자신의 책임을 수행하는 도중에 다른 객체에게 도움을 요청하기도 한다.

때문에 객체지향 설계에서는 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것이 주요 핵심인데, 책임이 객체지향 설계의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소이다.

그렇기 때문에 사람의 역할을 객체의 역할로 바꿔서 특징을 나열했을 때

• 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.

역할은 유연하고 재사용 가능한 협력 관계를 구축하는 데 중요한 설계 요소다. 대체 가능한 역할과 책임은 객체지향 패러다임의 중요한 기반을 제공하는 다형성과도 깊이 연관돼 있다.

협력 속에 사는 객체

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

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

객체 지향 애플리케이션의 아름다움을 결정하는 것이 협력이라면 협력이 얼마나 조화를 이루는지 결정하는 것은 객체다. 결국 협력의 품질을 결정하는 것은 객체의 품질이다.

협력 공동체로써 객체는 두 가지 덕목을 갖춰야 하며, 두 덕목 사이에서 균형을 유지해야 한다.

• 객체는 충분히 협력적이어야 한다.
  • 다른 객체와 협력하지 않고 모든 것을 혼자서 처리하려고 하는 전지전능한 객체(god object)는 내부 복잡도에 의해 자멸한다.
  • 그렇다고 해서 다른 객체의 명령에 따르는 수동적인 객체가 되라는 것이 아니다. 객체는 협력할 때 명령에 복종하는 것이 아니라, 요청했을 때 응답 해주는 것 뿐이다. 어떠한 형식으로 응답할지, 또 응답하지 않을지는 객체 스스로 판단하고 결정하면 된다.
• 객체는 충분히 자율적이어야 한다.
  • 자율적이란, 자기 스스로의 원칙에 따라 어떤 일을 하거나 자기 스스로를 통제하여 절제하는 것

이러한 두 덕목을 생각했을 때 객체 지향 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.

객체의 자율성을 지키기 위한 조건

• 객체가 협력에 참여하는 과정 속에서 스스로 판단하고 스스로 결정하는 자율적인 존재로 남기 위해서는 필요한 행동(behavior)과 상태(state)를 함께 지니고 있어야 한다.
• 객체의 사적인 부분은 스스로 관리하고 외부에서 일체 간섭할 수 없도록 차단해야 하며, 객체의 외부에서는 접근이 허락된 수단을 통해서만 객체와 의사소통해야 한다. 객체는 다른 객체가 무엇(what)을 수행하는지는 알 수 있지만, 어떻게(how) 수행 하는지에 대해서는 알 수 없다.
• 객체는 데이터(상태)와 프로세스(행동)를 객체라는 하나의 틀 안에 함께 묶어 객체의 자율성을 보장한다.

메서드와 자율성

객체 지향의 세계에서는 객체 간의 의사소통 방식을 메시지라고 하는데, 이 메시지를 다른 객체에 보내며 협력 요청을 했을 때 수신 된 메시지를 처리하는 방법을 메서드 라고 부르며 객체 지향 프로그래밍에서는 메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 점이 다른 프로그래밍 언어와 다른점이고, 또 객체지향 프로그래밍의 핵심이다.

캐시어가 바리스타에게 메시지를 보냈을 때 바리스타가 커피머신을 통해 커피를 만드는지, 수작업으로 만드는지 커피 제조 요청 메시지를 보낸 캐시어는 알 수가 없고 바리스타는 주체가 되어 제조방식을 알아서 선택할 수 있다.

외부의 요청이 무엇인지를 표현하는 메시지와 요청을 처리하기 위한 구체적인 방법인 메서드를 분리하는 것은 객체의 자율성을 높이는 핵심 매커니즘이다. 이것은 캡슐화(encapsulation)개념과도 깊이 관련되어 있다.

객체지향의 본질

저자가 생각하는 객체지향의 주요 개념

• 객체지향이란 시스템을 상호작용하는 자율적인 객체들의 공동체로 바라보고 객체를 이용해 시스템을 분할하는 방법이다.
• 자율적인 객체란 상태와 행위를 함께 지니며 스스로 자기 자신을 책임지는 객체
• 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

• 객체지향의 핵심은 적절한 책임을 수행하는 역할 간의 유연하고 견고한 협력 관계를 구축하는 것
• 클래스는 협력에 참여하는 객체를 만드는 데 필요한 구현 메커니즘일 뿐이다.
• 객체지향의 중심에는 클래스가 아니라 객체가 위치하며, 중요한 것은 클래스들의 정적인 관계가 아니라 메시지를 주고받는 객체들의 동적인 관계다.
• 클래스의 구조와 메서드가 아니라 객체의 역할, 책임, 협력에 집중하라. 객체지향은 객체를 지향하는 것이지 클래스를 지향하는 것이 아니다.

객체지향 설계를 잘 하기 위해서 맞이하는 첫번째 관문

객체지향을 훌륭하게 설계하기 위해서는 코드를 담는 클래스의 관점에서 메시지를 주고받는 객체의 관점으로 사고의 중심을 전환해야 한다. 우리가 객체 지향적인 코드를짤 때 필요한 것은 어떤 클래스가 필요한가가 아니라 어떤 객체들이 어떤 메시지를 주고받으며 협력하는가다.

ch02 이상한 나라의 객체

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이번 챕터에서는 이상한 나라의 앨리스에 나오는 앨리스객체 자체에 대해 객체가 어떻게 표현되는지를 배울 것이다.

앨리스가 조그마한 문을 통과하기 위해서 하는 행위를 예시로 들었는데, 키를 변화시키기 위해 다양한 행동을 했다. 행동을 할 때마다 키(상태)가 변화했다.

이 예시를 통해 알 수 있는 앨리스의 특징은

• 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

위의 특징을 보며 알 수 있는 객체의 특징은

• 객체는 상태를 갖고있다.
• 객체 자체의 고유한 식별을 할 수 있다.

객체 상태를 이 책에서는 아래와 같이 정의하기로 했다.

상태 는 특정 시점에 객체가 가지고 있는 정보의 집합으로 객체의 구조적 특징을 표현한다. 객체의 상태는 객체에 존재하는 정적인 프로퍼티(property)와 동적인 프로퍼티 값(property value)으로 구성된다. 객체의 프로퍼티는 단순한 값과 다른 객체를 참조하는 링크로 구분할 수 있다.

앨리스를 예시로 들었을 때 프로퍼티 : 앨리스의 키, 프로퍼티 값 : 앨리스의 키는 130cm

상태와 행동

객체의 상태와 행동 사이의 관계를 다음과 같이 설명할 수 있다.

• 객체의 행동은 상태에 영향을 받는다
• 객체의 행동은 상태를 변경 시킨다

또 상태라는 개념을 이용해 행동을 서술한다면

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

로 될 수 있다.

협력과 행동

객체는 자신에게 주어진 책임을 완수하기 위해 다른 객체를 이용하고 다른 객체에게 서비스를 제공한다. 객체가 행동할 때 다른 객체와 협력할 수 있는데, 이러한 행위를 정리했을 때 객체의 행동으로 발생하는 결과는

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

등이 있다.

상태 캡슐화

객체지향에서의 객체는 음료 등 주체가 다른사람에게 있지 않다.

음료를 예시로 들었을 때 해당 객체의 상태를 변경하는 주체는 음료 자체에 있는데, 이 때 사람은 음료가 비어있는지 채워져있는지도 모르는 상태로 마셨다는 메시지만 음료에게 보낼 뿐이고, 음료는 해당 메시지를 받았을 때 주체가 되어 음료를 다 마신 상태라면 비었다는 메시지만 보낼 뿐이고, 음료가 남아있다면 음료를 마셨다는 메시지를 보낼 뿐일 것이다.

앞의 예시와 같이 사람은 음료의 상태가 어떤지 알 수 없다. 이것이 상태 캡슐화이다.

이후 최종적으로 손님에게 도달하게 될 것이다

이렇게 상태를 잘 정의된 행동 집합 뒤로 캡슐화하는 것은 객체의 자율성을 높이고 협력을 단순하고 유연하게 만든다. 이것이 상태를 캡슐화해야 하는 이유다.

식별자

식별자란 어떠한 객체를 다른 객체와 구분하는 데 사용하는 객체의 프로퍼티다. 값은 식별자를 가지지않기 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.

앞에서 나열한 내용들을 갖고 요약했을 때 객체는 아래의 특성을 갖고 있다.

객체의 상태, 행동, 식별자 특성

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

행동이 상태를 결정한다

객체 지향 초심자들이 주로 하는 실수는 상태를 중심으로 객체를 바라보는 것인데, 이렇게 상태 중심 설계를 하면 설계에 안좋은 영향을 끼친다.

• 상태를 먼저 결정할 경우 캡슐화가 저해된다. 상태가 내부로 깔끔하게 캡슐화되지 못하고 공용 인터페이스에 그대로 노출될 확률이 높아진다.
• 객체를 협력자가 아닌 고립된 섬으로 만든다. 객체가 필요한 이유는 다른 객체와 협력하기 위해서지 문맥에 벗어난 객체를 설계하는게 아니다.
• 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.

이렇게 상태 중심의 객체 설계를 지양하고, 행동 중심의 설계는 객체 간의 협력을 유발 시키는데, 협력에 필요한 책임이 어떤 것인지 결정하는 과정이 전체 설계를 주도해야 한다.

이 책이 설명하는 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design, RDD)는 협력이라는 문맥 안에서 객체의 행동을 돕기에 응집도 높고 재사용 가능한 객체를 만들 수 있게 할 것이다.