개발 다이어리

메시지를 따라라

객체지향의 핵심, 메시지

협력을 위한 유일한 수단

클래스 간 상속관계를 핵심으로 생각하는 잘못된 관점이 존재한다. 하지만 객체지향은 '객체'지향이지 클래스 지향이 아니다. 그래서 클래스가 없는 객체지향 언어도 있다.

클래스는 동적인 객체들의 특성과 행위를 정적인 텍스트로 표현하기 위해 사용할 수 있는 추상화 도구일 뿐이다.

객체지향 설계는 메시지를 주고 받는 동적인 객체들 관점에서 설계

객체지향 설계의 중심에는 메시지가 위치

객체가 메시지를 선택하는 것이 아닌

메시지가 객체를 선택해야 한다.(적절한 객체에게 적절한 책임 분배)

책임-주도 설계 다시 살펴보기

책임을 완수하기 위해 협력하는 객체들을 이용해 시스템을 설계하는 방법을 책임-주도 설계라고 한다.

필요한 책임(행동)을 먼저 정의한다.

그리고 그 책임을 수행할 객체를 선정한다.(메시지 수신은 그 객체에게 부여된 책임)

맡은 책임을 그 객체가 수행할 수 없다면 다른 객체에게 요청을 한다.(책임 연쇄)

이를 반복한다.

What/Who 사이클

어떤 행위가 필요한지를 먼저 결정한 후 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것을 What/Who 사이클이라 한다.

What(행위) Who(객체)

이과정에서 상태는 중요치 않다. 즉, 어떤 객체가 특정 특성을 가졌다고 해서 반드시 그와 관련된 행위를 수행할 것이라고 가정하지 않는다.

협력이라는 문맥 안에서 객체의 책임을 결정하라.

시스템이 수행해야 하는 전체 행위는 협력하는 객체들의 책임으로 분배된다.

묻지 말고 시켜라

메시지를 먼저 결정하고 객체가 메시지를 따르게 하는 설계 방식은 객체가 외부에 제공하는 인터페이스가 독특한 스타일을 따르게 한다. 이를 Tell, Don't Ask 또는 데메테르 법칙이라 한다

메시지를 결정하는 시점에서 어떤 객체가 메시지를 수신할 것인지를 알 수 없다. 때문에 메시지 송신자는 메시지 를 수신할 객체의 내부 상태를 볼 수 없다.

이는 메시지 수신자의 캡슐화를 의미한다.

이는 느슨한 결합을 의미한다.

묻지 말고(내부 구체적인 동작방식= how) 시켜라(요청= 메시지)

객체의 자율성 증가

어떻게 해야하는지 지시하지 말고 무엇을 해야하는 지를 요청하는 것은 인터페이스 크기 감소를 가져온다.

인터페이스 크기가 작다는 것은 해당 객체에게 외부에서 의존하는 부분이 적다는 것이다

메시지를 믿어라

메시지는 전송하는 객체 관점에서 수신하는 객체가 의도한 대로 처리만 할 수 있기만 하면된다. 구체적인 방법은 중요하지 않다. 즉, 수신하는 객체가 변경되어 다른 방법을 취하더라도 처리만 되면 그만이다.

유연하고 재사용성이 높아진다.

객체 인터페이스

인터페이스

인터페이스란 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치

인터페이스 세 가지 특징

첫째, 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.

둘째, 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동 방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.

셋째, 대상이 변경되더라도 동인한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.

자동차를 운전할 때 패달, 핸들 정도만 조작할 줄 알면 된다. 엔진이 어떻게 구성되어 있는지 알필요가 있는가?

자동차 수리로 내부 부품이 변경되어도 운전하는데 문제 없다.

또한 다른 자동차로 변경되어도 운전에는 무리가 없다.

인터페이스를 통한 상호작용이 중요하다.

메시지가 인터페이스를 결정한다.

객체 간 협력을 위한 유일한 방법은 메시지

객체가 수신할 수 있는 메시지 목록이 인터페이스 모양이 된다.

공용 인터페이스

지금까지는 전부 공용 인터페이스를 기본으로 말했다.

외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스라 한다.

사적인 인터페이스도 존재한다. 다만 사적인 인터페이스는 객체 자신과의 메시지 상호작용이다.

책임, 메시지, 그리고 인터페이스

객체의 책임이 자율적이어야 한다.

객체가 수행할 구체적인 행동에 대한 자율성

메시지로 구성된 공용 인터페이스는 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

맷 와이스펠드의 객체지향적인 사고 방식 이해를 위한 세 가지 원칙

좀 더 추상적인 인터페이스

객체의 구현에 대한 자율성 보장

최소 인터페이스

외부에 노출될 메서드를 최소한

의존성 저하로 결합도와 재사용성 혜택

노출 최소화로 캡슐화

인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식

구현

객체지향에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 용어

객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것

인터페이스에 정의된 선언부를 제외한 모든 것

메서드 구현부, 변수

인터페이스와 구현의 분리 원칙

separation of interface and implementation

객체 외부에 노출되는 인터페이스와 객체의 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리

두 개의 분리된 요소로 분할해 설계하는 것(외부 공개 인터페이스와 내부에 감춰지는 구현)

느슨한 결합을 보장

인터페이스와 구현을 분리한다는 것은 변경될 만한 부분을 객체의 내부에 꽁꽁 숨겨 놓는다는 것을 의미 (캡슐화)

따라서 변경에 유리

캡슐화

객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것

객체는 상태와 행위를 캡슐화함으로써 협력속에서 자율적인 존재가 될 수 있다.

캡슐화를 정보 은닉이라고 부르기도 한다.

상태와 행위의 캡슐화

객체 = 상태 + 행위

객체는 자신의 상태를 스스로 관리하며 상태를 변경하고 외부에 응답할 수 있는 행동을 내부에 함께 보관한다.

이 중에서 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출

전통적인 개발에서는 데이터와 프로세스를 엄격히 분리

객체지향에서는 데이터와 프로세스를 객체라는 하나의 틀 안으로 함께 묶어 객체의 자율성을 보장

사적인 비밀의 캡슐화

캡슐화를 통해 변경이 빈번하게 일어나는 불안전한 비밀을 안정적인 인터페이스 뒤로 숨긴다.

공용 인터페이스를 수정하지 않는 한 자신과 협력하는 외부 객체에 영향을 미치지 않고 내부의 구현을 자유롭게 수정할 수 있다.

이것은 인터페이스와 구현의 분리원칙과 연결된다.

구현 변경에 의한 파급효과를 최대한 억눌른다.

객체를 자율적인 존재로 만든다 = 내부와 외부를 엄격히 분리한다.

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다

첫쨰, 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다.

구체적인 구현을 감춤으로써 핵심만 간략히 할 수 있다.

둘째, 자율적인 책임은 모자 장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.

책임만 보장하면 된다. 책임을 어떻게 수행할지는 자유이다.

사적인 부분이 캡슐화되기 때문에 인터페이스와 구현이 분리된다.

셋째, 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.

요청자는 메시지 수신자에 내부를 볼 수도 알 수도 없다.

이는 변경되어도 요청자는 변경됐다는 사실조차 알 수가 없다.

결국 메서드의 결합도가 객체의 결합도에 영향을 미친다.

넷째, 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.

책임이 자율적일수록 협력이 좀 더 유연해지고 다양한 문맥에서 재활용될 수 있다.

다섯째, 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다.

책임이 자율적일수록 적절하게 '추상화'되며, '응집도'가 높아지고, '결합도'가 낮아지며, '캡슐화'가 증진되고, '인터페이스와 구현이 명확히 분리'되며, 설계의 '유연성'과 '재사용성'이 향상된다.

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

자율적인 책임

설계의 품질을 좌우하는 책임

자율적인 객체란 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체

적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는다.

협력에 참여하는 객체가 얼마나 자율적인지에 따라 애플리케이션 품질이 결정된다.

너무 추상적인 책임

추상적인 것도 정도가 있다. 협력의 의도를 명확하게 표현하지 못할 정도로 추상적인 것은 문제다.

추상적인 책임은 재사용성과 유연성을 가진다. 다만 협력에 참여하는 의도는 명확하게 설명할 수 있는 수준이야 한다.

'어떻게'가 아니라 '무엇'을

책임을 어떻게는 질지가 중요한게 아니라. 책임이 무엇인지가 중요하다.

어떻게는 구체적인 방법이라 객체의 행동에 자율성을 제한한다.

다형성을 떠올려보자. 무엇을 제공해주는 지가 중요하지 그 방법 따위는 중요치 않다.

이는 결국 결합도와도 연결된다. 

책임을 자극하는 메시지

객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청이다.

사실 객체 간 소통은 요청뿐이다.

요청=메시지

메시지와 메서드

메시지

메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근한다.

메시지는 이름과 인자 두 부분으로 구성(메서드나 함수)

메시지 전송은 수신자, 메시지 이름, 인자로 구성됨

메시지 수신을 통해서만 자신의 책임을 수행할 수 있다.

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. 객체가 유일하게 이해할 수 있는 의사소통 수단은 메시지뿐이며 객체는 메시지를 처리하기 위한 방법을 자율적으로 선택할 수 있다. 외부 객체는 메시지에 관해서만 볼 수 있고 객체 내부는 볼 수 없기 때문에 자연스럽게 객체의 외부와 내부가 분리된다.

메서드

메시지 수신을 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드라 한다.

다형성

서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것

무엇이 실행될 지는 명시했지만 어떻게 실행할 것인지는 수신자가 결정한다.

다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것

송신자의 관점에서 다형성은 수신자들을 구분할 필요없다. 저 마다 방법이 다를지라도 다 동일한 책임을 수행하기 때문이다.

더 나아가 수신자가 무엇인지 관심도 없다. 역할만 알면된다.(대체 가능성)

따라서 유연하고 재사용성이 높아진다.

송신자-수신자 사이 객체 타입에 대한 결합도를 메시지에 대한 결합도를 낮춤으로써 달성한다.

유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미

메시지 송신자는 수신자가 메시지를 이해할 수 있다는 사실만 알고 있는 상태에서 협력에 참여한다.

매우 작은 정보만 알고 있더라도 상호 협력이 된다는 것은 설계의 품질에 큰 영향을 미친다.

첫째, 협력이 유연해진다. 수신자가 대체 되더라도 상관이 없고, 송신자는 변경 사실을 알 수 조차 없다.

둘째, 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다. 송신자에게 아무런 영향 없이 수신자를 교체할 수 있기 때문에 세부 수행 방식을 쉽게 수정할 수 있다.

셋째, 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다. 수신자가 교체가 가능하기 때문에 문맥에 맞게 재사용할 수 있다.

송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지

메시지는 송신자와 수신자 사이의 결합도를 낮춤으로써 설계를 유연하고, 확장 가능하고, 재사용 가능하게 만든다.

송신자의 관점에서 송신자는 메시지만 바라본다. 수신자의 정확한 타입을 모르더라도 상관없다. 단지 잘 처리해 줄 것이라는 사실만 알면 그만이다.

수신자는 메시지를 처리할 방법을 자유롭게 선택하며, 구체적인 방법은 송신자에게 노출하지 안는다.

송신자와 수신자 사이 약하게 연결하는 메시지는 낮은 결합도를 보장한다.

이에 따라 유연하고, 대체가능하며, 재사용 가능하며, 확장까지 가능하다.

지금까지 깨끗한 행

깨끗한 코드 블록

올바른 함수

이제 더 높은 차원인 깨끗한 클래스에 대해 다룬다

클래스 체계

관례상 변수 목록이 맨 위

변수들 중에서도 static public final 이 맨위

그다음 static private

그다음 private

그다음 공개 메서드가 나온다

비공개 함수는 자신을 호출하는 공개 함수 직후에 위치

따라서 추상화 단계 순서대로 내려간다.

캡슐화

변수와 유틸리티 함수는 가능한 비공개로 두는 것이 좋다.

때로는 protected로 선언해 테스트 코드에 접근을 허용하게 한다.

테스트 코드가 함수를 호출하거나 변수를 사용해야 한다면 그 함수나 변수는 protected나 public으로 공개한다.

하지만 그 전에 비공개 상태를 유지할 온갖 방법을 강구한다.

캡슐화 풀어주는 결정은 최후의 수단이다

클래스는 작아야 한다.

클래스를 만들 때 첫 번째 규칙은 크기다. 두 번째도 크기다.

작아야 한다. 작아야 한다.

함수와 마찬가지로 작게가 기본규칙이다.

얼마나 작게?

함수는 물리적 행 수로 크기를 측정한다면 클래스는 맡은 책임으로 크기 수준을 가늠한다.

맡은 책임은 클래스에 속한 "공개 메서드 수"라고 생각하기 쉽다. 틀린 말은 아니지만 완전히 맞는 말도 아니다.

적은 메서드 수라도 책임이 클 수 있기 때문이다.

클래스 작명은 크기를 줄이는 첫 번 째 단계이다.

만약 작명이 어렵거나 너무 길어진다면 해당 클래스 책임이 너무 많은 것이다.

마찬가지로 클래스 이름이 모호하다면 역시 클래스 책임이 많은 것이다.

Processor, Manager, Super 등과 같은 모호단 단어가 붙는다면 여러 책임을 떠안았다는 표시다.

클래스 설명은 if, and, or, but을사용하지 않고서 25 단어내외로 가능해야한다.

위 단어들이 붙었다는 것은 여러 책임이 존재한다는 증거이다.

단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle : SRP)

클래스나 모듈을 변경할 이유가 하나, 단 하나뿐이어야 한다는 원칙

SRP는 책임이라는 개념을 정의하며 적절한 클래스 크기를 제시한다. 

클래스는 책임, 즉 변경할 이유가 하나여야 한다는 의미다.

책임, 즉 변경할 이유를 파악하려 애쓰다 보면 코드를 추상화하기도 쉬워진다.

SRP는 객체 지향설계에서 더욱 중요한 개념이다. 또한 이해하고 지키기 수월한 개념이다

그러나 개발자가 가장 무시하는 규칙 중 하나다.

우리는 수많은 책임을 떠안은 클래스를 꾸준하게 접한다.

소프트웨어를 돌아가게 하는 것과 깨끗하게 만드는 것은 완전 별개다

깨끗하고 체계적인 소프트웨어에 초점은 두는게 아니라 프로그램이 돌아가게 하는 것이 나쁜 자세는 아니다.

문제는 거기서 끝이라고 생각하는데 있다. 깨끗하고 체계적인 소프트웨어라는 다음 관심사로 전환하지 않는다.

우리는 반드시 프로그램으로 되돌아가 여러 책임(기능)을 가진 클래스를 단일 책임 클래스로 나누어야한다.

많은 개발자들이 자잘한 단일 책임 클래스가 많아지면 큰 그림을 이해하기 어려워진다고 우려한다.

큰 그림을 이해하려면 이 클래스 저 클래스를 넘나들어야 한다고.

하지만 실제로 작은 클래스가 많은 시스템이던 큰 클래스가 몇 개뿐인 시스템이든 돌아가는 부품은 그 수가 비슷하다.

그러므로 우리가 고민할 것은 다음과 같다.

도구 상자를 어떻게 관리하고 싶은가?

    작은 서럽을 많이 두고 기능과 이름이 명확하게!!

    아니면 큰 서랍 몇 개를 두고 모두 집어 던져버리기

큰 프로젝트는 시스템 논리가 많고 복잡하다. 이런 복잡성을 다루려면 체계적인 정리를 통해 제어하는 것이 중요하다.

그래야 무엇이 어디에 위치한지 알 수 있다.

또한 변경을 할 때 직접 영향이 미치는 컴포넌트만 이해해도 충분하다

큼직한 다목적 클래스로 이뤄진 시스템은 변경을 가할 때 당장 알필요가 없는 사실까지 들이밀어 방해한다

강조한다. 큰 클래스 몇 개 보다 작은 클래스 여럿으로 이뤄진 시스템이 더 바람직하다

작은 클래스는 각자 맡은 책임이 하나며, 변경할 이유가 하나며, 다른 작은 클래스와 협력해 시스템에 필요한 동작을 수행한다.

응집도(Cohesion)

클래스는 인스턴스 변수 수가 작아야 한다.

각 클래스 메서드는 클래스 인스턴스 변수 하나 이상 사용해야 한다.

일반적으로 메서드가 변수를 더 많이 사용할 수록 메서드와 클래스는 응집도가 더 높다.

특히 모든 인스턴스 변수를 메서드마다 사용하는 클래스는 응집도가 가장 높다.

위처럼 응집도가 가장 높은 클래스는 가능하지도 바람직하지도 않다.

우리는 응집도 높든 클래스를 선호한다.

응집도가 높다는 것은 클래스에 속한 메서드와 변수가 서로 의존하며 논리적인 단위로 묶인다는 것

'함수를 작게, 매개변수 목록을 짧게' 라는 전략을 따르다 보면 때때로 몇몇 메서드만이 사용하는 인스턴스 변수가 아주 많아진다.

우리는 이제 알고 있다. 이것이 새로운 클래스로 쪼개야 한다는 신호라는 것을

응집도가 높은 클래스를 유지하도록 서로 응집력이 높은 메서드와 변수들을 그룹지어 여러 클래스로 분리해준다.

응집도를 유지하면 작은 클래스 여럿이 나온다

큰 함수를 작은 함수 여럿으로 나누기만 해도 클래스 수가 많아진다.

예를 들어, 변수가 많은 큰 함수 하나에서 일부를 작은 함수 하나로 빼내고 싶다.

빼내려는 코드가 큰 함수에 변수 4개를 사용한다. 그러면 작은 함수 인자에 변수 4개를넣어야 하나? 아니다. 이럴 때 큰 함수에 로컬 변수를 클래스 인스턴스 변수로 만들면 새 함수는 인수가 필요 없다. 그만큼 함수를 쪼개기 쉬워진다.

다만 이과정에서 불행이도 응집력을 잃는다. 몇몇 함수만 이용하는 인스턴스 변수가 점점 더 늘어나기 때문이다.

즉, 이런 상황에서 클래스가 응집력을 잃는다면 새 클래스를 만들어 분리하는 것이다.

그래서 큰 함수를 작은 함수 여럿으로 쪼개다 보면 종종 작은 클래스 여럿으로 쪼갤 기회가 생긴다.

리팩터링 과정

• 원래 프로그램의 정확한 동작을 검증하는 테스트 슈트를 작성
• 그다음 한 번에 하나씩 수 차례 걸쳐 조금씩 코드를 변경
• 코드 변경마다 테스트를 수행해 원래 프로그램과 동일하게 동작하는지 확인
• 이 과정을 반복 정리한 결과로 최종 프로그램 산출

변경하기 쉬운 클래스

대다수 시스템은 지속적인 변경이 가해진다. 그 과정에서 의도적으로 동작하지 않을 위험이 생긴다. 깨끗한 시스템은 클래스를 체계적으로 정리해 변경에 수반되는 위험을 낮춘다.

어떤 변경이던 클래스에 손대면 다른 코드를 망가뜨릴 잠정적인 위험이 있다.

이는 SRP를 위반하는 것이다.

이럴 땐 공통되는 기능을 추상화해 상위 클래스로 만들어 이를 상속하는 작은 클래스로 쪼갠다. 

작은 클래스들은 각기 다른 작은 책임을 수행할 메서드를 구현할 것이다.

추후 변경(수정, 추가)이 발생해도 그 작은 클래스에 국한된다. 

위 과정은 객체 지향 설계에서 또 다른 핵심 원칙인 OCP(Open-Closed Principle)을 지키게 된다.

OCP란 클래스는 확장에 개방적이고 수정에 폐쇄적이어야 한다는 원칙이다.

파생 클래스를 생성하는 방식으로 새 기능에 개방적인 동시에 다른 클래스를 닫아놓는 방식으로 수정에 폐쇄적

새 기능을 수정하거나기존 기능을 변경할 때 건드릴 코드가 최소인 시스템 구조가 바람직하다. 이상적인 시스템이라면 새 기능을 추가할 때 시스템을 확장할 뿐 기존 코드를 변경하지는 않는다.

변경으로부터 격리

요구사항은 변하기 마련이다. 따라서 코드도 변한다.

객체지향 프로그래밍에서 클래스는 구체적인(concreate) 클래스와 추상(abstract) 클래스가 있다

구체적인 클래스는 구현부가 존재하며 추상 클래스는 선언부만 존재한다.

상세한 구현에 의존하는 클라이언트 클래스는 구현이 바뀌면 위험에 빠진다. 따라서 우리는 인터페이스와 추상 클래스를 사용해 구현에 미치는 영향을 격리한다.

상세한 구현에 의존하는 코드는 테스트가 어렵다.

 시스템의 결합도를 낮추면 유연성과 재사용성도 더욱 높아진다. 결합도가 낮다는 소리는 각 시스템 요소가 다른 요소로부터 그리고 변경으로부터 잘 격리되어 있다는 의미다. 시스템 요소가 서로 잘 격리되어 있다면 각 요소를 이해하기도 더 쉽다.

결합도를 최소로 낮추면 자연스럽게 DIP(Dependency Inversion Principle)를 따르는 클래스가 나온다.

DIP 본질은 클래스가 상세한 구현이 아니라 추상화에 의존해야 한다는 원칙이다.