[Book] 객체지향의 사실과 오해

1장. 협력하는 객체들의 공동체

• 객체지향이란 시스템을 상호작용하는 자율적인 객체들의 공통체로 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 메세지를 전송하고, 메시지를 수신한 객체는 그것을 처리하는 데 적합한 메서드를 자율적으로 선택한다.
• 객체지향의 핵심은 적절한 책임을 수행하는 역할 간의 유연하고 견고한 협력 관계를 구축하는 것이다. 클래스는 협력에 참여하는 객체를 만드는 데 필요한 구현 메커니즘일 뿐 클래스가 객체 지향의 중심이 아니다.

💡 실생활 예시

역할	책임
손님	커피를 주문할 책임
캐셔	주문 내용을 바리스타에게 전달할 책임
	커피가 준비됐다는 사실을 손님에게 알릴 책임
바리스타	커피를 제조할 책임

 

 

2장. 이상한 나라의 객체

객체는 구별 가능한 식별자(identity), 변경 가능한 상태(state), 특징적인 행동(behavior)을 가진다.

 

💡 상태

• 객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티(property)라 한다.
• 객체의 프로퍼티는 단순한 값인 속성과 다른 객체를 참조하는 링크로 구분할 수 있다.

💡 행동

• 객체가 취하는 행동은 객체 자신의 상태를 변경시킨다. 
• 행동은 부수효과(side effect)를 초래한다.
  • 객체 자신의 상태 변경
  • 행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송 
  • ex) 앨리스가 음료를 마시는 행동은 1) 앨리스의 키 감소, 2) 음료의 양 감소의 부수 효과를 일으킨다.
• 객체의 행동은 객체의 상태를 변경시키지만, 행동의 결과는 객체의 상태에 의존적이다.

💡 식별자

• 객체가 식별 가능하다는 것은 객체를 서로 구별할 수 있는 특정한 프로퍼티가 객체 안에 존재함을 의미하며, 이 프로퍼티를 식별자라 한다.

단순 값 (value)	식별자 O	불변 상태 (immutable state)	• 숫자, 문자열, 날짜, 시간, 금액 등 • 값의 상태는 변하지 않기 때문에 상태를 기반으로 두 인스턴스가 같은지 판단    → "동등성(quality)" • ex) 종이에 숫자 1이 적혀 있다면, 두 개의 숫자를 동일한 것이라고 판단 • 관련 용어 : 값 객체(value object)
객체 (object)	식별자 X	가변 상태 (mutable state)	• 객체는 시간의 흐름에 따라 행동을 통해 상태가 변하기 때문에 상태가 아닌 식별자를    기반으로 두 인스턴스가 같은지 판단 → "동일성(identical)" • ex) 이름이 앨리스고 키가 동일한 두 사람이 있더라도, 두 사람을 같은 사람이라고    판단하지 않음 • 관련 용어 : 참조 객체(reference object), 엔티티(entity)

 

좋은 객체를 만들기 위해 가장 중요한 덕목은 상태가 아니라 행동에 초점을 맞추는 것이다.

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

예를 들어 소프트웨어 상품은 실제 세계의 상품이 하지 못하는 가격 계산과 같은 행동을 스스로 수행할 수 있다.

 

 

3장. 타입과 추상화

• 추상화란 어떤 양상, 세부 사항, 구조를 좀 더 명확하게 이해하기 위해 특정 절차나 물체를 의도적으로 생략하거나 감춤으로써 복잡도를 극복하는 방법이다.
• 추상화의 목적은 복잡성을 이해하기 쉬운 수준으로 단순화하는 것이다.
• 객체란 특정한 개념을 적용할 수 있는 구체적인 사물을 의미한다. 개념이 객체에 적용됐을 때 객체를 개념의 인스턴스(instance)라고 한다.
  • 공통점을 기반으로 객체들을 묶기위한 그릇을 개념(concept)이라 한다.
  • 개념을 이용하면 객체를 여러 그룹으로 분류할 수 있다.
• 컴퓨터 공학자들은 개념을 타입(type)이라 표현한다.
• 타입(type)은 공통점을 기반으로 객체들을 묶기 위한 틀이다.
• 훌륭한 객체지향 설계는 외부에 행동만을 제공하고 데이터는 행동 뒤로 감춰야한다. 이 원칙을 흔히 캡슐화라고 한다.
• 클래스는 타입을 구현하기 위해 프로그래밍 언어에서 제공한는 구현 메커니즘이다.

 

 

4장. 역할, 책임, 협력

• 어떤 객체가 어떤 요청에 대해 대답해 줄 수 있거나, 적절한 행동을 할 의무가 있는 경우 해당 객체가 책임을 가진다고 말한다.
• 객체의 책임은 '객체가 무엇을 알고 있는가'와 '무엇을 할 수 있는가'로 구성된다.
  • 아는 것(knowing)
    
    • 개인적인 정보에 관해 아는 것 
    • 관련된 객체에 관해 아는 것
    • 자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것
  • 하는 것(doing)
    • 객체를 생성하거나 계산을 하는 등의 스스로 하는 것
    • 다른 객체의 행동을 시키는 것
    • 다른 객체의 활동을 제어하고 조절하는 것
• 동일한 역할을 수행하는 객체들이 동일한 메세지를 수신할 수 있기 때문에 동일한 책임을 수행할 수 있다.
• 역할은 객체지향 설계의 단순성(simplicity), 유연성(flexbility), 재사용성(reusability)을 뒷받침하는 핵심 개념이다.
  
  • ex) 판사 역할(하트왕,하트여왕), 증인 역할(모자 장수, 앨리스, 요리사)와 같이 역할을 이용해 협력을 추상화했기 때문에 '판사'나 '증인'의 역할을 수행할 수 있는 어떤 객체라도 협력에 참여할 수 있다.
    
• 협력이라는 문맥에서 객체가 수행하게 될 적절한 책임, 즉 행동을 결정한 후에 그 행동을 수행하는 데 필요한 데이터를 고민해야 한다.

 

💡 객체 지향 설계 기법

• 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design)
  • 협력에 필요한 책임들을 식별하고 적합한 객체에게 책임을 할당하는 방식으로 애플리케이션을 설계한다.
  • 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.
  • 객체지향 시스템을 설계하는 절차
    • 시스템이 사용자에게 제공해야 하는 기능인 시스템 책임을 파악한다.
    • 시스템 책임을 더 작은 책임으로 분할한다.
    • 분할된 책임을 수행할 수 있는 적절한 객체 또는 역학을 찾아 책임을 할당한다.
    • 객체가 책임을 수행하는 중에 다른 객체의 도움이 필요한 경우 이를 책임질 적절한 객체 또는 역할을 찾는다.
    • 해당 객체 또는 역할에게 책임을 할당함으로써 두 객체가 협력하게 한다.
• 디자인 패턴(Design Pattern)
  • 객체의 역할, 책임, 협력을 고안하기 위한 방법과 절차를 정의해 놓은 설계 템플릿의 모음이다.
  • 특정한 상황에 적용 가능한 디자인 패턴을 잘 알고 있다면 책임-주고 설계의 절차를 순차적으로 따르지 않고도 시스템 안에 구현할 객체들의 역할과 책임, 협력 관계를 빠르고 손쉽게 포착할 수 있을 것이다.
• 테스트-주도 개발(Test-Driven Development)
  • 테스트를 먼저 작성하고 테스트를 통과하는 구체적인 코드를 추가하면서 애플리케이션을 완성해가는 방식을 따른다.
  • 기본 흐름은 실패하는 테스트를 작성하고, 테스트를 통과하는 가장 간단한 코드를 작성한 후 리팩터링을 통해 중복을 제거하는 것이다.
  • 테스트-주도 개발은 책임-주도 설계를 통해 도달해야 하는 목적지를 테스트라는 안전장치를 통해 좀 더 빠르고 견고한 방법으로 도달할 수 있도록 해주는 최상의 설계 프랙티스다.

 

 

5장. 책임과 메시지

• 훌륭한 객체지향의 세계는 명확하게 정의된 역할과 책임을 지닌 객체들이 상호 협력하는 세계다.
• 객체지향 공동체를 구성하는 기본 단위는 자율적인 객체로, 자율적인 객체란 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체다.
• 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다.
• 자율적인 책임의 특징은 객체가 '어떻게(how)' 해야하는 가가 아니라 '무엇을(what)'을 해야 하는가를 설명한다는 것이다.
• 객체가 다른 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법은 메시지를 전송하는 것이다.
  • 메세지는 수신자, 메시지 이름, 인자의 조합으로 구성된다.
  • ex) 왕이 어제, 왕국에서 목격한 것을 증언할 것을 요청하고 싶을 때 모자 장수에게 보내는 메시지
    → "모자장수.증언하라(어제, 왕국)"
• 객체가 메시지를 수신할 수 있다는 것은 객체가 메시지에 해당하는 책임을 수행할 수 있음을 의미한다.
• 다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다.
• 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것으로, 객체들 사이의 대체 가능성을 의미한다.
  • ex) 왕의 관점에서 모자 장수, 요리사, 앨리스는 동일한 메시지(증언하라)를 처리할 수 있기 때문에 모두 대체 가능한 존재다.
• 다형성은 객체들의 대체 가능성을 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만들며, 수신자의 종류를 캡슐화한다.
  • ex) 왕은 '증언하라'라는 메시지를 전송하지만 메시지를 수신하는 대상이 모자 장수인지, 요리사인지, 앨리스인지 알 필요가 없다.
  • 따라서 왕에게 영향을 주지 않고도 메시지를 수신할 객체의 타입을 자유롭게 추가할 수 있다.
• 송신자가 수신자에 대해 매우 적은 정보만 알고 있더라도 상호 협력이 가능하다는 사실은 설계 품질에 큰 영향을 미친다.
  • 협력이 유연해짐 : 송신자는 수신자가 메시지를 이해한다면 누구라도 상관하지 않는다.
  • 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있음 : 송신자에게 아무런 영향을 주지 않고 수신자를 교체할 수 있다.
  • 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있음
• 독립된 객체의 상태와 행위에 대해 고민하지 말고 시스템의 기능을 구현하기 위해 객체가 다른 객체에게 제공해야 하는 메시지에 대해 고민하라.
• 자율적인 책임의 중요성
  • 협력을 단순하게 만든다. → 책임이 적절하게 추상화된다.
  • 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리한다. → 객체가 몰라도 되는 사적인 부분이 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 인터페이스와 구현이 분리된다.
  • 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다. → 변경의 파급효과가 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 두 객체 간의 결합도가 낮아진다.
  • 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다. → 설계가 유연해지고 재사용성이 높아진다.
  • 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다. → 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기가 쉬워진다.

 

책임-주도 설계

• 객체지향 설계는 적절한 책임을 적절한 객체에게 할당하면서 메시지를 기반으로 협력하는 객체들의 관계를 발견하는 과정이다.
• 책임을 완수하기 위해 협력하는 객체들을 이용해 시스템을 설계하는 방법을 책임-주도 설계라고 한다.
• 책임-주도 설계의 핵심은 어떤 행위가 필요한지를 먼저 결정한 후에 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다. 이 과정을 흔히 What/Who 사이클이라고 한다.
• 메시지를 먼저 결정하고 객체가 메시지를 따르게 하는 설계 방식은 객체가 외부에 제공하는 인터페이스가 독특한 스타일을 따르게 한다. 이 스타일을 '묻지 말고 시켜라' 스타일 또는 '데메테르 법칙'이라고 한다.
• 메시지 중심의 설계는 메시지 수신자의 캡슐화를 증진시키고, 송신자가 수신자의 내부 상태를 미리 알 수 없기 때문에 송신자와 수신자가 느슨하게 결합된다.

 

인터페이스

• 인터페이스란 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치를 의미한다.
• 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스의 모양을 만든다.
• 인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공용 인터페이스와 내부에서만 접근할 수 있는 감춰진 인터페이스로 구분된다.

💡 인터페이스의 특징

• 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
• 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동방식을 변경하는 것은 사용자에게 어떠한 영향도 미치지 않는다.
• 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.
• ex) 자동차의 인터페이스
  - 운전자와 자동차 사이에는 핸들, 변속기, 엑셀, 브레이크, 계기판으로 구성된 인터페이스가 존재한다.
  - 운전자는 자동차가 어떤 원리로 움직이는지 몰라도 운전하는 데 아무런 문제가 없다.
  - 자동차의 엔진을 교체한다고 해서 자동차를 운전하는 방법이 변하지 않는다.
  - 하나의 자동차를 운전하기 위한 인터페이스에 능숙하다면 어떤 자동차라도 운전할 수 있다.

💡 인터페이스의 원칙

• 좀 더 추상적인 인터페이스 : 객체의 자율성을 위해 너무 구체적인 인터페이스보다는 추상적인 인터페이스를 설계하자
• 최소 인터페이스 : 외부에 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출을 하지 말자
• 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식 
  • 구현(implementation)
    • 구현은 객체의 내부 구조와 작동 방식을 가리킨다. 
    • 객체는 상태를 가진다. 상태는 객체에 포함되지만 객체 외부에 노출되는 공용 인터페이스의 일부는 아니다. 따라서 상태를 어떠헥 표현할 것인가는 객체의 구현에 해당한다.
    • 객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라는 말과 동일하다.
  • 객체를 설계할 때 객체 외부에 노출되는 인터페이스와 객체의 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리해서 고려해야 한다. 이를 '인터페이스와 구현의 분리 원칙'이라고 한다.

💡 캡슐화

• 객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 캡슐화라고 한다.
• 캡슐화는 두가지 관점에서 사용된다.
  • 상태와 행위의 캡슐화(데이터 캡슐화)
    • 객체는 스스로 자신의 상태를 관리하며 상태를 변경하고 외부에 응답할 수 있는 행동을 내부에 함께 보관한다.
  • 사적인 비밀의 캡슐화
    • 객체는 외부의 객체가 자신의 내부 상태를 직접 관찰하거나 제어할 수 없도록 막기 위해 의사소통 가능한 특별한 경로만 외부에 노출한다.
    • 외부에서 객체와 의사소통할 수 있는 고정된 경로를 공용 인터페이스라 한다.
    • 외부에 제공해야 할 필요가 있는 메시지만을 객체의 공용 인터페이스에 포함시키고 개인적인 비밀은 공용 인터페이스 뒤에 감춤으로써 외부에 불필요한 공격과 간섭으로부터 내부 상태를 격리할 수 있다.

 

 

6장. 객체 지도

• 자주 변경되는 기능이 아니라 안정적인 구조를 따라 역할 , 책임, 협력을 구성하라.
• 객체지향 세계를 구축하기 위해서는 사용자에게 제공할 기능과 기능을 담을 안정적인 구조라는 재료가 준비되어 있어야 한다.
  • 기능 : 사용자가 자신의 목표를 달성하기 위해 책임을 수행하는 시스템의 행위, 서비스로 표현
  • 구조 : 시스템의 기능을 구현하기 위한 기반, 기능 변경을 수용할 수 있도록 안정적이어야 함, 사용자가 도메인에 관해 생각하는 개념과 개념들 간의 관계로 표현
• 기능을 수집하고 표현하기 위한 기법을 유스케이스 모델링, 구조를 수집하고 표현하기 위한 기법을 도메인 모델링이라 한다.
• 안정적인 도메인 모델을 기반으로 시스템의 기능을 구현하라. 도메인 모델과 코드를 밀접하게 연관시키기 위해 노력하라. 그것이 유지보수하기 쉽고 유연한 객체지향 시스템을 만드는 첫걸음이 될 것이다.

 

구조 : 도메인 모델

• 도메인 모델이란 사용자가 프로그램을 사용하는 대상 영역에 관한 지식을 선택적으로 단순화한 형태다.
  • 도메인 : 사용자가 프로그램을 사용하는 대상 분야
  • 모델 : 대상을 단순화하고 의식적으로 구조화해서 표현한 것
  • 소프트웨어의 도메인이 무엇이건 상관없이 항상 도메인과 관련된 사람들이 도메인을 바라보는 모델이 존재한다.
    • ex) 은행원은 은행 도메인을 고객과 계좌 사이의 돈의 흐름으로 이해, 게임 플레이어들은 게임 도메인을 캐릭터와 몬스터, 몬스터가 떨구는 아이템 간의 관계로 파악
• 멘탈 모델을 사용자 모델, 디자인 모델, 시스템 이미지 세가지로 구분한다.
  • 사용자 모델 : 사용자가 제품에 대해 가지고 있는 생각
  • 디자인 모델 : 설계자가 마음 속에 갖고 있는 시스템에 대한 생각
  • 시스템 이미지 : 최종 제품의 모습
• 설계자는 디자인 모델을 기반으로 만든 시스템 이미지가 사용자 모델을 정확하게 반영하도록 노력해야 한다.
• 안정적인 구조를 제공하는 도메인 모델을 기반으로 소프트웨어 구조를 설계하면 변경에 유연하게 대응할 수 있는 탄력적인 소프트웨어를 만들 수 있다.

 

기능 : 유스케이스

• 사용자의 목표를 달성하기 위해 사용자와 시스템 간에 이뤄지는 상호작용의 흐름을 텍스트로 정리한 것을 유스케이스라 한다.

• 유스케이스는 하나의 시나리오가 아니라 여러 시나리오들의 집합이다. 시나리오는 유스케이스를 통해 시스템을 사용하는 하나의 특정한 이야기이며 "유스케이스 인스턴스"라고도 한다.
• 유스케이스는 사용자 인터페이스와 관련된 세부 정보 및 내부 설계와 관련된 정보를 포함하지 않아야 한다.

유스케이스에 대해 더 알고 싶다면 여기를 참고하자.

 

 

7장. 함께 모으기

객체지향 설계의 세가지 상호 연관된 관점을 마틴 파울러는 다음과 같이 설명한다.

• 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 반영해 실제 도메인 규칙과 제약을 최대한 유사하게 반영하는 것이 핵심이다.
• 명세 관점 : 이 관점은 사용자 영역인 도메인의 개념이 아니라 개발자의 영역인 실제 소프트웨어 안에서 살아 숨쉬는 객체들의 책임에 초점을 맞춘다. 즉, 객체의 인터페이스를 바라보게 된다. 명세 관점에서 프로그래머는 객체가 협력을 위해 무엇을 할 수 있는가에 초점을 맞춘다.
• 구현 관점 : 이 관점은 객체들이 책임을 수행하는 데 필요한 동작하는 코드를 작성하는 것이다. 구현 관점에서 프로그래머는 객체의 책임을 어떻게 수행할 것인가에 초점을 맞추며 인터페이스를 구현하는데 필요한 속성과 메서드를 클래스에 추가한다.

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

클래스가 은유하는 개념은 도메인 관점을, 클래스의 공용 인터페이스는 명세 관점을, 클래스의 속성과 메서드는 구현 관점을 반영하는 것이다.

 

💡 커피 전문점 예제

• 도메인 : 커피 전문점
• 객체
  •  메뉴판, 메뉴(아메리카노, 카푸치노, 카라멜 마키아또, 에스프레소), 손님, 바리스타, 커피
• 객체들 간의 관계
  • 손님은 메뉴판에서 주문할 커피를 선택할 수 있다. → 손님-메뉴판 관계
  • 손님은 바리스타에게 주문을 할 수 있다. → 손님-바리스타 관계
  • 바리스타는 커피를 만든다. → 바리스타-커피 관계
• 도메인 모델
  • 커피 전문점 도메인을 구성한느 타입들의 종류와 관계를 표현한 것으로, 이처럼 소프트웨어가 대상으로 하는 영역인 도메인을 단순화해서 표현한 모델을 도메인 모델이라 한다.