[책] 객체지향의 사실과 오해 - 2

객체지향의 사실과 오해를 읽고 정리한 글입니다.

1, 2장에서 개괄적인 틀을 설명해주었다면, 3,4,5은 좀 더 디테일하게 객체간의 협력, 그리고 협력을 위한 준비물들(역할, 책임, 메시지)을 설명해준다.
역할, 책임, 메시지에 대한 설명을 통해 OOP의 특징인 다형성, 캡슐화를 더 쉽게 이해할 수 있었다. 이러한 특징을 잘 활용한다면 확장성, 재사용성이 좋은 시스템 설계가 가능함을 알려주며, 디자인 패턴, TDD를 활용하면 왜 더 좋은지를 알려준다.
OOP에 대해 알아야한다는 의무감에 주먹구구식으로 머릿 속에 우겨넣었던 과거와 다르게, 왜 설계에는 확장성과 재사용성이 중요하며 OOP가 사용되는지 자연스럽게 이해할 수 있어서 유독 재미있게 읽었던 장이었다.

목표

• 개념(concept)과 타입에 대해 이해하자.
• 협력은 책임과 행동, 메시지에 의해 이루어진다는 것을 이해하자.

3. 타입과 추상화

추상화를 통한 복잡성 극복

책에서는 해리 벡의 지하철 노선도를 예로 추상화의 중요성을 설명한다. 해리 벡의 추상화는 기존 지도의 지형 정보를 제거하고, 역 사이 연결성을 강조하여 목적에 맞게 현실을 단순화했다.

추상화

어떤 양상, 세부 사항, 구조를 명확히 파악하기 위해 특정 절차나 물체를 의도적으로 생략하거나 감추어 복잡도를 극복하는 방법

1. 구체적인 사물들 간의 공통점은 취하고, 차이점은 버리는 일반화로 단순화한다.
2. 중요 부분 강조하기 위해 불필요한 부분을 제거함으로써 단순하게 만드는 것.

개념(concept)

추상화를 위해서는 공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 "개념(concept)" 이 필요하다. 개념을 이용하여 객체를 분류(classification) 할 수 있다. "개념"은 심볼, 내연, 외연으로 구성되어 객체의 분류 방식에 대한 지침을 제공한다.

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

이상한 나라의 앨리스를 예시를 제시하는데, 트럼프라는 개념에서 심볼은 트럼프, 내연은 "몸이 납작하고 두 손발은 네모 귀퉁이에 달려있는 등장인물", 외연은 "정원사, 병사, 왕자와 공주, 왕과 왕비 등"이 있다.

분류(classification)

분류란 객체에 특정한 개념을 적용하는 작업이다. 분류는 객체지향의 가장 중요한 개념 중 하나이다. 어떤 객체를 어떤 개념으로 분류할지는 객체지향의 품질을 결정한다. 추상화를 위한 도구이기도 하다. 객체들의 복잡성을 분류를 통해 추상화하고 제어할 수 있는 수준으로 단순화한다.

타입

위에서 설명한 공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 "개념"을 수학적으로 차용한 것이다.

• 타입은 데이터가 어떻게 사용되느냐에 관한 것이다.
• 타입에 속한 데이터를 메모리에 어떻게 표현하는지는 외부로부터 철저하게 감춰진다.

데이터 타입

타입 중 가장 대표적인 예시는 데이터 타입이다. 메모리 속 세상에는 실제로 타입이라는 것이 존재하지 않고 0과 1이 나열되어 있다. 타입 시스템의 목적은 메모리 안의 모든 데이터가 비트열로 보임으로써 야기되는 혼란을 방지하기 위한 것이다. 데이터에 대한 분류는 어떤 종류의 연산이 해당 데이터에 대해 수행될 수 있는지를 결정한다.

객체와 타입

객체를 창조할 때 가장 중요하게 고려할 것은 객체가 이웃하는 객체와 협력하기 위해 어떤 행동을 해야 할지 결정하는 것이다.

• 객체가 수행하는 행동에 따라 객체의 타입이 결정된다.
• 객체의 내부적인 표현은 외부로부터 철저하게 감춰진다.

행동이 우선이다

• 객체의 행동에 타입이 결정된다.
  • 객체가 어떤 행동을 하느냐에 따라 타입이 결정되고, 타입은 내부 표현과 관련이 없다. 따라서, 동일 책임을 수행하는 객체는 동일 타입에 속한다.
• 같은 타입에 속한 객체는 행동만 동일하다면 서로 다른 데이터를 가질 수 있다. = 다형성

추상화를 통한 복잡성 극복

1. 구체적 사물간 공통점은 취하고, 차이점은 버리는 일반화
2. 일반적인 타입 = 슈퍼타입, 특수한 타입 = 서브타입

4. 역할, 책임, 협력

설계에서 중요한 것은 역할, 책임, 협력이다. (문맥을 고려하지 않은 채 객체가 가져야 할 상태와 행동부터 고민하기 시작하면 안된다.)

협력

• 협력은 한 사람이 다른 사람에게 도움을 요청할 때 시작된다.
• 요청 받은 사람은 일을 처리한 후 서비스를 제공하는 것으로 요청에 응답
• 연쇄적인 요청과 응답이 일어나면 전체적으로 협력이 된다.

책임

객체가 책임을 가진다는 것은 어떤 요청에 응답할 수 있거나, 적절한 행동을 할 의무가 있는 경우를 말한다. 책임은 객체가 무엇을 하는지(Doing)와 무엇을 아는지(Knowing)로 구성되어 있다. 책임은 즉 외부에 제공해줄 수 있는 정보(=아는것), 외부에 제공해 줄 수 있는 서비스(=하는 것)의 목록이다.

하는 것 (Doing)

• 객체를 생성하거나 계산하는 등 스스로 수행하는 것
• 다른 객체의 행동을 시작시키는 것
• 다른 객체의 활동을 제어, 조절하는 것

  아는 것 (Knowing)

• 개인적 정보를 아는 것
• 관련 객체를 아는 것
• 자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것

책임과 메시지

책임을 수행하도록 객체가 다른 객체에게 요청을 할 때 메시지 전송을 통해 이루어진다. 메시지는 협력을 위한 객체 접근할 수 있는 유일한 방법이다. 메시지는 객체 간 커뮤니케이션의 핵심인데, 5장에서 자세히 다룬다.

역할

책임의 집합을 말한다. 역할은 동일한 메시지를 전송할 수 있는 집합이며, 다른 객체여도 같은 책임을 수행할 수 있다. 역할의 개념을 이용해 유사한 협력들을 추상화시켜 단순화할 수 있다. 이는 단순성, 유연성, 재사용성을 준다.

객체지향 설계 기법

역할, 책임, 협력 관점에서 애플리케이션 설계에 유용한 책임-주도 설계, 디자인 패턴, 테스트 주도 개발을 알아보자.

책임-주도 설계

• 시스템이 사용자에게 제공해야 하는 기능인 시스템 책임을 파악
• 시스템 책임을 더 작은 책임으로 분할
• 분할된 책임을 수행할 더 적절한 객체/역할 찾아 책임을 할당
• 객체가 책임 수행 중 다른 객체의 도움이 필요할 경우, 이를 책임질 적절한 객체 or 역할을 찾는다
• 해당 객체 또는 역할에게 책임 할당 통해 두 객체가 협력하게 된다.

디자인 패턴

• 디자인 패턴은 책임-주도 설계의 결과를 표현해준다.
• 반복적 발생하는 문제와 그 문제에 대한 해법의 쌍으로 정의
• 패턴의 세부 구조가 중요한 것이 아니라, 구성 요소의 역할과 책임이 중요하다.

여기서 보여주는 세부 구조 구성요소는 클래스와 메서드가 아니라 협력에 참여하는 '역할'과 '책임'이다.
디자인 패턴을 잘 알고 있다면, 시스템 안에 구현할 객체들의 역할, 책임, 협력 관계를 손쉽게 포착 가능하다.

테스트 주도 개발

• 실패하는 테스트를 작성하고, 테스트를 통과하는 가장 간단한 코드를 작성한 후, 리팩토링을 통해 중복을 제거하는 것
• 어떤 결과를 반환하고, 그 과정에서 어떤 객체와 협력할 것인지에 대한 기대를 코드의 형태로 작성

5. 책임과 메시지

훌륭하고 성장 가능한 시스템을 만들기 위한 핵심은 내부 속성과 행동이 어떤지보다 모듈(객체)이 어떻게 커뮤니케이션하는가에 달렸다. 그만큼 메시지가 중요하다.

자율적인 책임

• 훌륭한 객체는 역할과 책임을 명확하게 정의된 객체이다.
• 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고, 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체이다.
• 객체가 책임을 다한다는 것 = 요청을 처리하기 위해 행동한다는 것

메시지와 메서드

하나의 메시지와 하나 이상의 메서드 사이의 관계를 갖고 있다. 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응할 수 있는 메서드가 있다는 것을 이해하면 다형성을 이해할 수 있다.

메시지

• 객체가 다른 객체에 접근하는 방식을 말한다.
• 무엇이 실행될지 명시 (어떻게는 포함하지 않음)

  메서드

• 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법
• 어떻게 처리할지가 명시
• 여기서, 다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미
• 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화 한다. 수신자를 알지 않고 메시지를 전송할 수 있도록 설계할 수 있다. 즉, 유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높다는 것.

메시지를 따라라

• 객체지향의 강력함은 클래스가 아닌 객체들이 주고 받는 메시지
• 클래스를 중심에 두지말고, 메시지를 주고 받는 동적인 객체들의 집합으로 바라보자
• 객체 외부가 내부에 개입할 수 있다면 자율성이 저해된다

What/Who 사이클

1. 어떤 행위가 필요한지 결정 (what) - 메시지
2. 이 행위를 수행할 객체를 결정 (who)
3. 수신 가능한 메시지가 모여 인터페이스를 구성

묻지말고 시켜라

1. 객체는 다른 객체의 상태를 묻지 않아야 한다.
2. 즉, 객체가 가져야 하는 상태에 관해 너무 많이 고민하고 있다는 뜻
3. 묻지 않고 시키는 행위는 객체를 자율적으로 만들고 캡슐화를 보장하며 결합도를 낮게 유지시킨다.

객체 인터페이스

1. 인터페이스의 사용법을 익히면 내부 구조나 동작방식을 몰라도 쉽게 조작 가능
2. 내부 구성이나 작동 방식 변경은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
3. 대상이 변경되어도 동일한 인터페이스 제공만 하면 상호 작용 가능

메시지가 인터페이스를 결정한다

객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스 모양을 빚는다.

공용 인터페이스

• 외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스라고 한다.
• 다른 객체와 협력하기 위한 접점
• 객체 지향의 힘은 대부분 객체의 외부와 내부를 구분하는 것에서 나온다.

인터페이스와 구현의 분리

구현 관점에서 인터페이스를 생각한다면 자율성이 저해되는 경우가 많다. 추상적으로 설계하고, 상세히 표현하지 않아야 분리할 수 있다. 이는 곧 캡슐화와도 연관된다.

객체 관점에서 생각하는 방법

1. 좀 더 추상적인 인터페이스
2. 최소 인터페이스
   • 외부에서 사용할 필요 없는 인터페이스는 노출하지 말라
   • 내부 수정 시 외부에 미치는 영향 최소화
3. 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식

구현

1. 객체의 내부와 외부의 분리는 곧 공융 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라는 뜻
2. 객체의 행동을 처리하는 방법 = 메서드

인터페이스와 구현의 분리 원칙

• 객체 설계 시 외부 노출되는 인터페이스와 내부 숨겨지는 구현부를 명확하게 분리하는 것
• 객체가 가져야 할 상태와 메서드 구현은 객체 내부에 속함
• 객체 외부에 영향을 미쳐서는 안된다.
• 변경을 관리하기 위한 것

캡슐화

• 객체의 자율성 보존을 위해 외부로부터 감추는 것
• 외부 접근이 필요하면 공용 인터페이스를 통해 노출
• 구현 세부 사항은 직접적 의존을 하면 안된다.

책임의 자율성 = 협력의 품질

책임이 얼마나 자율적인지가 전체적인 협력의 설계 품질을 결정한다.

1. 자율적 책임은 협력을 단순하게 만든다.
   • 왕이 모자 장수에게 원하는 것은 "증언하는 것"이다.
   • 어떤 장면을 떠올리고, 기억을 시간 순서대로 구성하는지는 궁금하지 않다.
2. 자율적인 책임은 모자 장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.
   • 왕이 모자 장수를 바라보는 외부 관점
   • 모자 장수가 책임을 수행하는 방법을 표현하는 내부 관점
3. 내부적 수행 방법 변경 시, 외부에 영향이 없다.
4. 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있다.
   • "증언하라"라는 책임은 모자 장수 말고도 요리사, 앨리스도 한다.
   • 증언 내용 녹화한 것을 내민다면, "증언하라" 인터페이스는 수용할 수 있는 확장성이 있다.
   • 유연하고 재사용성이 높다.
5. 책임이 자율적이면 객체의 역할 이해가 쉬워진다.