[객체지향의 사실과 오해] 5장. 책임과 메시지

“5장. 책임과 메시지”에서는 훌륭한 메시지가 훌륭한 객체지향 설계의 기반이라는 사실을 강조합니다. 객체의 자율성과 설계의 유연성은 얼마나 훌륭한 메시지를 선택하느냐에 달려 있습니다. 여러분이 이 책에서 단 하나의 장만 읽겠다고 한다면 5장을 읽기를 권해드리겠습니다.

 

목차에 나온 글로, 5장은 지금까지 1~4장에 나온 추상적인 내용들을 좀 더 자세하게 어떤 식으로 구현해야 되는지 알려주는 장이라고 생각합니다. 작가나 많은 후기에서 5장이 이 책의 핵심이라고 말하는 것처럼, 저 또한 5장을 통해 객체지향의 개념을 더 명확하게 이해할 수 있었다고 생각합니다.

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존 달리와 밥 라타네의 방관자 효과 실험의 교훈 : 명확한 책임과 역할을 지닌 참가자들이 협력에 참여해야 한다. 이는 객체의 세계도 마찬가지다.

훌륭한 객체 지향의 세계는 명확하게 정의된 역할과 책임을 지닌 객체들이 상호 협력하는 세계. 역할과 책임이 흐릿할수록 발작을 일으키는 객체를 도와줄 어떤 협력자도 찾지 못할 것이다.

 

자율적인 책임

설계의 품질을 좌우하는 책임

객체 지향 공동체를 구성하는 기본 단위는 ‘자율적’인 객체다.자율적인 객체란 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체.

책임-주도 설계라고 부르는 이유는 적절한 책임의 선택이 전체 설계의 방향을 결정하기 때문이다.

적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는다. 협력에 참여하는 객체가 얼마나 자율적인지가 전체 어플리케이션의 품질을 결정한다.

 

자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유

객체가 책임을 자율적으로 수행하기 위해서는 객체에게 할당되는 책임이 자율적이어야 한다.

[첫 번째 협력] 왕은 모자장수에게 ‘증언하라’는 요청을 전송한다.

• 왕은 모자 장수가 ‘증언하라’라는 자신의 요청에 반응해 책임을 완수할 수만 있다면 어떤 방법으로 증언하는지에 관해서는 신경쓰지 않는다.
• 모자 장수는 왕에게 증언할 책임은 있지만 증언을 위한 구체적인 방법이나 절차에 대해서는 최대한의 자유를 누린다.

[두 번째 협력] 왕이 모자 장수가 증언하는 데 필요한 행동들을 더 상세하게 요청한다.

• 모자 장수에게는 목격했던 장면을 떠올리고, 떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성하고, 말로 간결하게 표현할 책임이 있다.
• 이 책임들은 모자 장수가 선택할 수 있는 자유의 범위를 지나치게 제한해 모자 장수는 자율적으로 책임을 수행할 수 없다.

 

너무 추상적인 책임

포괄적이고 추상적인 책임을 선택한다고 해서 무조건 좋은 것은 아니다. 협력의 의도를 명확하게 표현하지 못할 정도로 추상적인 것 역시 문제.

모자 장수는 왕과 협력하기 위해 ‘설명하라’ 라는 책임을 수행한다.

• 무엇을 설명? 자신의 일생에 대해? 무엇을 팔았는지? ..???

추상적이고 포괄적인 책임은 협력을 좀 더 다양한 환경에서 재사용할 수 있도록 유연성이라는 축복을 내려준다. 그러나 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다.

어떤 책임이 가장 적절한가는 설계 중인 협력이 무엇인가에 따라 달라진다. 현재의 문맥에 가장 적합한 책임을 선택하기 위한 안목을 길러야 한다.

 

‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을

자율적인 책임의 특징은 객체가 '어떻게(how)' 해야하는가가 아니라 '무엇(what)'을 해야 하는가를 설명한다는 것이다.

• [첫 번째 협력] '증언한다'라는 책임은 모자 장수가 협력을 위해 '무엇'을 해야 하는지는 결정하지만 '어떻게' 해야 하는지에 대해서는 전혀 언급하지 않는다. 증언할 방법은 모자 장수가 자율적으로 선택할 수 있다.
• [두 번째 협력] ‘목격했던 장면을 떠올리고’. ‘떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성’한 후, ‘말로 간결하게 표현’ 해야 하는 책임은 모자 장수가 ‘어떻게’ 해야 하는지를 설명한다. 모자 장수가 선택할 수 있는 부분은 크게 제한된다.

 

책임을 자극하는 메시지

책임이라는 말 속에는 어떤 행동을 수행한다는 의미가 포함돼 있다. 객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청이다. 이 요청은 메시지라고도 부른다.

 

메시지와 메서드

메시지

하나의 객체는 메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근한다. 객체의 행동을 유발하는 행위를 가리켜 메시지-전송이라고 한다. 메시지-전송 메커니즘은 다른 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법이다.

왕이 모자 장수에게 전송하는 메시지를 가리키는 ‘증언하라’라는 부분을 메시지 이름(message name) 이라고 한다. 메시지를 전송할 때 추가적인 정보가 필요한 경우 메시지의 인자(argument) 를 통해 추가 정보를 제공할 수 있다.

• 메시지는 메시지 이름과 인자의 조합 - > 증언하라(어제, 왕국)
• 메시지 전송은 수신자, 메시지의 조합이므로 수신자, 메시지 이름, 인자의 조합이 된다. -> 모자장수. 증언하라(어제, 왕국)

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. 외부의 객체는 메시지에 관해서만 볼 수 있고 객체 내부는 볼 수 없기 때문에 자연스럽게 객체의 외부와 내부가 분리된다.

 

메서드

모자 장수가 수신된 ‘증언하라’라는 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드라고 한다. 객체지향 프로그래밍 언어에서 메서드는 클래스 안에 포함된 함수 또는 프로시저를 통해 구현된다.

메시지는 ‘어떻게’ 수행될 것인지는 명시하지 않고 단지 오퍼레이션을 통해 ‘무엇’이 실행되기를 바라는지만 명시하며, 어떤 메서드를 선택할 것인지는 전적으로 수신자의 결정에 좌우된다.

 

다형성

다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다. 서로 다른 타입에 속하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 경우 서로 다른 메서드를 이용해 메시지를 처리할 수 있는 메커니즘을 가리킨다.

다형성을 하나의 메시지와 하나 이상의 메서드 사이의 관계로 볼 수 있다.

다형성은 역할, 책임, 협력과 깊은 관련이 있다. 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것을 의미한다. 다형성에서 중요한 것은 메시지 송신자의 관점이다.

메시지 수신자들이 동일한 오퍼레이션을 서로 다른 방식으로 처리하더라도 메시지 송신자의 관점에서 이 객체들은 동일한 책임을 수행하는 것이다. 즉 송신자의 관점에서 다형적인 수신자들을 구별할 필요가 없으며 자신의 요청을 수행할 책임을 지닌다는 점에서 모두 동일하다.

기본적으로 다형성은 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성 을 의미한다. 비록 메시지를 처리하는 방법인 메서드는 달라지더라도 말이다.

다형성은 객체들의 대체 가능성을 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만든다. 다형성을 사용하면 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다.

객체지향 용어를 이용해 표현하자면 다형성은 송신자와 수신자 간의 객체 타입에 대한 결합도를 메시지에 대한 결합도로 낮춤으로서 달성된다. 다형성을 사용하면 메시지를 이해할 수 있는 어떤 객체와도 협력할 수 있는 유연하고 확장 가능한 구조를 만들 수 있다.

 

유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미

송신자가 수신자에 대해 매우 적은 정보만 알고 있더라도 상호 협력이 가능하다는 사실은 설계의 품질에 큰 영향을 미친다.

첫째, 협력이 유연해진다.

송신자는 수신자가 메시지를 이해한다면 누구라도 상관하지 않는다.

둘째, 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다.

송신자에게 아무런 영향도 미치지 않고 수신자를 교체할 수 있기 때문에 협력의 세부 사항을 쉽게 변경 가능하다.

셋째. 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다.

다양한 객체들이 수신자의 자리를 대체할 수 있기 때문에 다양한 문맥에서 협력을 재사용할 수 있다.

 

송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지

송신자는 오직 메시지만 바라보고, 수신자는 메시지를 처리하기 위해 자율적으로 메서드를 선택할 수 있지만 메서드 자체는 송신자에게 노출시키지 않는다.

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

 

메시지를 따라라

객체지향의 핵심, 메시지

객체지향의 기본 개념은 책임을 수행하는 자율적인 객체들의 협력을 통해 애플리케이션을 구축하는 것이다. 객체지향의 세계에서 객체들이 서로 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 방법은 메시지를 전송하는 것이다.

• 클래스 기반의 객체지향 언어를 사용하는 대부분의 사람들은 객체지향 애플리케이션을 클래스의 집합으로 생각한다.
• 객체지향의 강력함은 클래스가 아니라 객체들이 주고받는 메시지로부터 나온다.

객체지향 패러다임으로의 전환은 시스템을 정적인 '클래스'들의 집합이 아니라 메시지를 주고받는 동적인 객체들의 집합으로 바라보는 것에서 시작된다.

 

개별적인 객체가 아니라 메시지를 주고 받는 객체들 사이의 커뮤니케이션에 초점 맞추기!

• 객체 자체에 초점을 맞추면 협력이라는 문맥을 배제한 채 객체 내부의 데이터 구조를 먼저 생각한 후 데이터 조작에 필요한 오퍼레이션을 나중에 고려한다.
• 메시지가 아니라 데이터를 중심으로 객체를 설계하는 방식은 객체의 내부 구조를 객체 정의의 일부로 만들기 때문에 객체의 자율성을 저해한다. → 데이터-주도 설계

훌륭한 객체지향 설계는 어떤 객체가 어떤 메시지를 전송할 수 있는가와 어떤 객체가 어떤 메시지를 이해할 수 있는가를 중심으로 객체 사이의 협력 관계를 구성하는 것이다.

• 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 해야 한다.
• 메시지가 객체를 선택하게 만들려면 메시지를 중심으로 협력을 설계해야 한다.

 

책임-주도 설계 다시 살펴보기

책임을 완수하기 위해 협력하는 객체들을 이용해 시스템을 설계하는 방법을 책임-주도 설계라고 한다. 책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것이다.

1. 협력 관계를 시작할 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다
2. 객체가 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다면 도움을 요청하기 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정한다.
3. 메시지를 결정한 후에는 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다.
4. 수신자는 송신자가 기대한 대로 메시지를 처리할 책임이 있다.

결과적으로 메시지가 수신자의 책임을 결정한다.

 

What/Who 사이클

책임-주도 설계의 핵심은 어떤 행위가 필요한지를 먼저 결정한 후에 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다. 이 과정을 What/Who 사이클이라고 한다.

객체 사이의 협력 관계를 설계하기 위해서는 먼저 '어떤 행위(what)'를 수행할 것인지를 결정한 후에 '누가(who)' 그 행위를 수행할 것인지를 결정해야 한다는 것이다. 여기서 ‘어떤 행위’가 메시지다.

• 메시지를 결정 → 메시지를 수신할 적합한 객체 선택 → 수신한 메시지가 객체의 책임을 결정

 

묻지 말고 시켜라

메시지를 먼저 결정하고 객체가 메시지를 따르게 하는 설계 방식은 객체가 외부에 제공하는 인터페이스가 독특한 스타일을 따르게 한다. 이 스타일을 묻지 말고 시켜라(Tell, Don’t Ask) 스타일 또는 데메테르 법칙(Law of Demeter) 이라고 한다.

• 송신자는 수신자가 어떤 객체인지 모르지만 자신이 전송한 메시지를 잘 처리할 것이라는 것을 믿고 메시지를 전송할 수 밖에 없다.
• 객체는 다른 객체의 상태를 묻지 말아야 한다.
• 객체를 자율적으로 만들고 캡슐화를 보장하며 결합도를 낮게 유지시켜 주기 때문에 설계를 유연하게 만든다.

 

메시지를 믿어라

객체지향 시스템은 협력하는 객체들의 연결망이다. 전체 시스템은 메시지를 전송하는 객체와 전송된 메시지를 이해할 수 있는 객체를 연결하고 상호 관련짓는 과정을 통해 구축된다.

중요한 것은 객체의 종류가 아닌, 메시지를 수신하는 객체가 메시지의 의미를 이해하고 메시지를 전송한 객체가 의도한 대로 요청을 처리할 수 있는지 여부다.

재사용 가능하고 확장 가능한 객체지향 설계를 구축하기 위한 핵심적인 도구인 다형성은 개별 객체가 아니라 객체들이 주고받는 메시지에 초점을 맞출 때 비로소 그 진가를 발휘하게 된다. 메시지를 중심으로 설계된 구조는 유연하고 확장 가능하며 재사용 가능하다.

메시지를 믿어라. 그러면 자율적인 책임은 저절로 따라올 것이다.

 

객체 인터페이스

인터페이스

인터페이스란 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치를 의미한다.

일반적으로 인터페이스는 다음과 같은 세 가지 특징을 가진다.

• 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.
• 셋재, 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.

 

메시지가 인터페이스를 결정한다

객체가 다른 객체와 상호작용할 수 있는 유일한 방식은 ‘메시지 전송’이다. 따라서 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되며 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스의 모양을 빚는다.

 

공용 인터페이스

인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공개된 인터페이스와 내부에서만 접근할 수 있는 감춰진 인터페이스로 구분된다. 내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스 라고 한다.

객체는 자기 자신에게 메시지를 전송할 수 있으며 모든 상호작용은 메시지를 통해서만 이루어져야 하고 자기 자신과의 상호작용 역시 예외가 아니다.

• 모자 장수의 공용 인터페이스는 무엇인가?
• 모자 장수는 왕과 하얀 토끼로부터 ‘증언하라’는 메시지와, ‘증인석에 입장하라’는 메시지에 응답할 수 있는 인터페이스를 외부에 공개한다.

객체가 협력에 참여하기 위해 수행하는 메시지가 객체의 공용 인터페이스 모양을 암시한다. 메시지가 수신자의 인터페이스를 결정할 수 밖에 없다.

 

책임, 메시지, 그리고 인터페이스

메시지로 구성된 공용 인터페이스는 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리한다. 객체지향의 힘은 대부분 객체의 외부와 내부를 구분하는 것에서 나온다.

 

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위해서는 다음의 세 가지 원칙이 중요하다.

• 좀 더 추상적인 인터페이스
  • 자율적인 책임을 다루는 예시에서 이미 살펴봤다
• 최소 인터페이스
  • 외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지 말라는 것
• 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식
  • 아래에서 자세한 설명

 

구현

객체지향의 세계에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 고유의 용어는 구현(implementation) 이다. 객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것이 구현이다.

• 객체는 상태를 가진다.
• 객체는 행동을 가진다.

객체의 내부와 외부를 분리하라는 것은 결국 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라는 말이다.

 

인터페이스와 구현의 분리 원칙

훌륭한 객체란 구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용할 수 있는 객체를 의미힌다. 이것은 객체를 설계할 때 인터페이스와 구현을 명확하게 분리해서 고려해야 한다는 것을 의미한다. 이를 인터페이스와 구현의 분리(separation of interface and implementation) 원칙이라고 한다

인터페이스와 구현의 분리 원칙이 왜 중요한가?

• 소프트웨어는 항상 변경되기 때문이다.
• 객체의 모든 것이 외부에 공개되어 있다면, 아무리 작은 부분을 수정하더라도 변경에 의한 파급 효과가 객체 공동체의 구석구석까지 파고들 것이다.

송신자와 수신자가 구체적인 구현 부분이 아니라 느슨한 인터페이스에 대해서만 결합되도록 만드는 것이다.

인터페이스와 구현을 분리한다는 것은 변경될 만한 부분을 객체의 내부에 꽁꽁 숨겨 놓는다는 것을 의미한다. 일반적으로 이 원칙을 수행하기 위한 객체 설계 방법을 캡슐화 라고 한다.

 

캡슐화

객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 캡슐화라고 한다. 정보 은닉(information hiding)이라고 부르기도 한다.

객체지향의 세계에서 캡슐화는 두 가지 관점에서 사용된다.

• 상태와 행위의 캡슐화
• 사적인 비밀의 캡슐화

상태와 행위의 캡슐화

객체는 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 자율적인 실체다. 이 관점에서의 캡슐화를 데이터 캡슐화(data encapsulation) 라고 한다.

객체의 상태와 행위를 한데 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출한다. 따라서 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현을 분리하기 위한 전제 조건이다.

 

사적인 비밀의 캡슐화

외부에 제공해야 할 필요가 있는 메시지만을 객체의 공용 인터페이스에 포함시키고 개인적인 비밀 은 공용 인터페이스의 뒤에 감춤으로써 외부의 불필요한 공격과 간섭으로부터 내부 상태를 격리할 수 있다.

 

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다

결과는 동일하지만 객체지향 설계자들은 어떤 협력이 다른 협력보다 좀 더 나은 설계라고 이야기한다. 그 기준은 무엇일까?

객체의 책임이 자율적일수록 협력이 이해하기 쉬워지고 유연하게 변경할 수 있게 된다.

1. 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다
2. 자율적인 책임은 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.
3. 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.
4. 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
5. 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

 

 

 

출처 : 객체지향의 사실과 오해 책.   이미지 : https://memodayoungee.tistory.com/34