[oop] 5장. 책임과 메시지

이 글은 조영호님의 <객체지향의 사실과 오해> 책을 통해 공부한 내용을 정리하기 위해 작성하였습니다. 제 개인적인 각색과 의견이 첨가되어 있어 실제 책의 내용과는 차이가 있을 수 있습니다.

 

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

자율적인 책임

설계의 품질을 좌우하는 책임

자율적인 객체란 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체다. 타인이 정한 규칙이나 명령에 따라 판단하고 행동하는 객체는 자율적인 객체라고 부르기 어렵다.

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

자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유

이전에 봤던 왕과 모자 장수와의 관계에서 왕은 "증언하라"라는 메시지를 모자 장수에게 전송했고, 모자 장수는 이를 받았었다. 이에 대해 모자 장수는 왕에게 증언할 책임은 있지만 증언을 위한 구체적인 방법이나 절차에 대해서는 최대한의 자유를 누린다. 만약 왕의 메시지가 굉장히 구체적이었다면 모자 장수는 그만큼 자유로운 선택이 어려웠을 것이다. 즉, 이 구체적인 책임들이 모자 장수가 증언하기 위해 선택할 수 있는 자유의 범위를 지나치게 제한할 수 있다. 이런 상황에서 모자 장수는 책임을 수행하기 위해 자신의 의지나 판단력이 아닌 왕의 명령에 의존할 수 밖에 없고 이는 자율적인 객체의 모습이 아니다.

객체지향 세계는 자율적인 객체들의 공동체라는 점을 명심하라. 객체가 자율적이기 위해서는 객체에게 할당되는 책임의 수준 역시 자율적이어야 한다.

너무 추상적인 책임

포괄적이고 추상적인 책임을 선택한다고 해서 무조건 좋은 것은 아니다. 만약 이전의 '증언하라' 라는 메시지가 '설명하라' 로 더 추상화되었다면 어땠을까? 모자 장수는 너무 커져버린 책임의 범위 내에서 알맞은 협력을 위한 행동을 하기 어려울 것이다. '증언하라' 라는 책임이 훌륭한 이유는 모자 장수의 자율성을 보장할 수 있을 정도로 충분히 추상적인 동시에 협력의 의도를 뚜렷하게 표현할 수 있을 정도로 충분히 구체적이기 때문이다.

이런 추상화 기준의 모호함이 객체지향 설계를 난해하면서도 매력적인 예술로 만드는 이유다.

성급한 일반화의 오류를 피하고 현재의 문맥에 가장 적합한 책임을 선택할 수 있는 날카로운 안목을 기르기 바란다.

'어떻게'가 아니라 '무엇'을

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

책임을 자극하는 메시지

객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청이다.

메시지와 메서드

메시지

메시지-전송 메커니즘은 객체가 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. 왕이 어제, 왕국에서 목격한 것을 증언할 것을 요청하고 싶을 때 다음과 같은 메시지를 사용할 것이다.

증언하라(어제, 왕국)

메시지 전송은 수신자와 메시지의 조합이다. 왕이 모자 장수에게 어제, 왕국에서 목격한 것을 증언할 것을 요청하고 싶다면 다음과 같은 메시지를 전송할 것이다.

모자장수.증언하라(어제, 왕국)

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

메서드

모자 장수의 예에서 왕이 전송한 '증언하라'라는 메시지를 처리하기 위해 모자 장수가 내부적으로 선택하는 증언 방법이 바로 메서드다.

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

다형성

다형성이란 구체적으로 말해 서로 다른 타입에 속하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 경우 서로 다른 메서드를 이용해 메시지를 처리할 수 있는 메커니즘을 가리킨다. 앞서 증인의 역할에 속했던 모자 장수, 요리사, 앨리스는 모두 '증언하라'라는 메시지에 대해 각기 다른 방법으로 증언을 했지만 왕의 입장에서는 모두 증언을 하고 있다는 사실이 같기에 결과는 동일하다.

다형성에서 중요한 것은 메시지 송신자의 관점이다. 송신자의 관점에서 다형적인 수신자들을 구별할 필요가 없으며 자신의 요청을 수행할 책임을 지닌다는 점에서 모두 동일하다.

다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다. 왕이 '증언하라'라는 메시지를 보낼 때 이를 수신하는 대상이 모자 장수인지, 요리사인지, 앨리스인지 알 필요가 없다. 따라서 왕에게 영향을 주지 않고도 메시지를 수신할 객체의 타입을 자유롭게 추가할 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.

1. 협력이 유연해진다. 송신자에 대한 파급효과 없이 유연하게 협력을 변경할 수 있다.
2. 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다. '증언하라'라는 메시지를 기반으로 느슨한 관계를 이루고 있기 때문에 재판장에 출석하지 않고 동영상만 보내는 객체라도 책임만 완수할 수 있다면 쉽게 수용할 수 있다.
3. 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다. 재판이라는 협력은 모자 장수가 존재하는 곳에서도, 요리사가 존재하는 곳에서도, 앨리스가 존재하는 곳에서도, 심지어 아직까지 알려지지 않은 미래의 누군가가 존재하는 곳에서도 재사용 가능하다.

송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지

송신자는 오직 메시지만 바라본다. 수신자의 정확한 타입을 모르더라도 상관없다. 단지 수신자가 메시지를 이해하고 처리해 줄 것이라는 사실만 알아도 충분하다. 수신자는 메시지를 처리하기 위해 자율적으로 메서드를 선택할 수 있지만 메서드 자체는 송신자에게 노출시키지 않는다.

메시지를 따르라

객체지향의 핵심, 메시지

클래스가 코드를 구현하기 위해 사용할 수 있는 중요한 추상화 도구인 것은 사실이지만 객체지향의 강력함은 클래스가 아니라 객체들이 주고받는 메시지로부터 나온다.

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

책임-주도 설계 다시 살펴보기

책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것이다.

시스템이 수행할 책임을 구현하기 위해 협력 관계를 시작할 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다.

What/Who 사이클

책임-주도 설계의 핵심은 어떤 행위가 필요한지를 먼저 결정한 후에 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다. 이 과정을 흔히 What/Who 사이클이라고 한다. 여기서 '어떤 행위'가 바로 메시지이다.

객체가 어떤 메시지를 수신하고 처리할 수 있느냐가 객체의 책임을 결정한다. 책임-주도 설계 방법에서는 What/Who 사이클에 따라 협력에 참여할 객체를 결정하기 전에 협력에 필요한 메시지를 먼저 결정한다. 메시지가 결정된 후에야 메시지를 수신할 후보를 선택하는 것으로 초점이 이동한다.

묻지 말고 시켜라

메시지를 먼저 결정하고 객체가 메시지를 따르게 하는 설계 방식은 객체가 외부에 제공하는 인터페이스가 독특한 스타일을 따르게 한다. 이를 데메테르 법칙(Law of Demeter)이라고 한다.

메시지를 결정하는 시점에서는 어떤 객체가 메시지를 수신할 것인지를 알 수 없기 때문에 당연히 메시지 송신자는 메시지를 수신할 객체의 내부 상태를 볼 수 없다. 따라서 메시지 중심의 설계는 메시지 수신자의 캡슐화를 증진시킨다. 또한 송신자가 수신자의 내부 상태를 미리 알  수 없기 때문에 송신자와 수신자가 느슨하게 결합된다.

객체 인터페이스

인터페이스

앞에서 책임을 설명하면서 자주 인터페이스라는 용어를 언급했다. 일반적으로 인터페이스란 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치를 의미한다.

일반적으로 인터페이스는 다음과 같은 세 가지 특징을 지닌다.

1. 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
2. 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동 방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
3. 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.

(그래서 테스트 역시 내부동작이 '어떻게' 동작하는지에 초점을 맞추는 것이 아닌 '결과'에 초점을 맞춘다.)

메시지가 인터페이스를 결정한다.

공용 인터페이스

내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스라고 한다.

공용 인터페이스건 사적인 인터페이스건 상관 없이 모든 인터페이스는 메시지 전송을 통해서만 접근할 수 있다.

결과적으로 객체가 협력에 참여하기 위해 수행하는 메시지가 객체의 공용 인터페이스의 모양을 암시한다. 이것은 앞에서 설명한 책임-주도 방식의 What/Who 사이클과도 관련이 깊다. 먼저 메시지를 결정하고 이 메시지를 수행할 객체를 나중에 결정하기 때문에 메시지가 수신자의 인터페이스를 결정할 수 밖에 없다.

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

맷 와이스펠드(Matt Weisfeld)는 객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위해서는 다음의 세 가지 원칙이 중요하다고 주장한다.

1. 좀 더 추상적인 인터페이스
2. 최소 인터페이스
3. 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식

마지막 원칙은 별도의 설명이 필요할 만큼 중요하다. 우리는 지금까지 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리하는 것이 중요하다고 강조해왔다. 이때 객체의 외부를 공용 인터페이스라고 부른다. 그리고 객체의 내부를 가리키는 특별한 용어 역시 존재한다.

구현

객체지향의 세계에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 고유의 용어는 구현(implementation)이다.

인터페이스와 구현의 분리 원칙

훌륭한 객체란 구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용할 수 있는 객체를 의미한다.

인간의 두뇌가 한 번에 생각할 수 있는 양에는 한계가 있으므로 변경이라는 강력한 적과의 전쟁에서 승리하기 위해 인간이 취할 수 있는 마지막 생존 전략은 변경해도 무방한 안전 지대와 변경했을 경우 외부에 영향을 미치는 위험 지대를 구분하는 것이다. 여기서 안전 지대가 객체의 내부인 구현이고 위험 지대가 객체의 외부인 공용 인터페이스다.

강조하는 것은 객체가 가져야 할 상태와 메서드 구현은 객체 내부에 속한다는 사실이다. 이 부분을 수정하더라도 객체 외부에 영향을 미쳐서는 안된다. 객체 외부에 영향을 미치는 변경은 객체의 공용 인터페이스를 수정할 때 뿐이다.

캡슐화

객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 캡슐화라고 한다. 캡슐화를 정보 은닉(information hiding)이라고 부르기도 한다. 이는 두 가지 관점에서 사용된다.

• 상태와 행위의 캡슐화
• 사적인 비밀의 캡슐화

상태와 행위의 캡슐화

이를 데이터 캡슐화(data encapsulation)라고 한다. 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현을 분리하기 위한 전제 조건이다.

사적인 비밀의 캡슐화

객체지향은 내부와 외부를 명확하게 구분하는 객체들로 구성된 협력 공동체다. 객체지향이 과거의 개발 방법에 비해 좀 더 유연하고 재사용 가능하다고 알려진 이유는 객체의 내부와 외부를 명확하게 구분하기 때문이다. 객체의 외부와 내부를 명확하게 구분하라. 그러면 설계가 단순하고 유연하고 변경하기 쉬워질 것이다.

책임을 결정하는 것은 메시지라는 것을 기억하라. 따라서 자율적인 책임의 특성은 자율적인 책임을 수행하게 하는 메시지의 특성과도 연결된다.

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다

책임이 얼마나 자율적인지가 전체적인 협력의 설계 품질을 결정하게 된다. 그 이유를 항목별로 자세히 살펴본다.

1. 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다.
   1. 자율적인 책임은 세부적인 사항들을 무시하고 의도를 드러내는 하나의 문장으로 표현함으로써 협력을 단순하게 만든다. 즉, 책임이 적절하게 추상화된다.
2. 자율적인 책임은 모자 장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.
   1. 외부와 내부의 분리는 훌륭한 객체지향 설계를 그렇지 못한 설계와 분리하는 가장 중요한 기반이다.
3. 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.
   1. 책임이 자율적일수록 변경에 의해 수정돼야 하는 범위가 좁아지고 명확해진다.
4. 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
   1. 책임이 자율적일수록 협력이 좀 더 유연해지고 다양한 문맥에서 재활용될 수 있다.
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. 처음에는 이런 용어들이 낯설고 이해하기도 어렵겠지만 이런 특성들이 모여 객체지향을 다른 패러다임보다 우월하게 만든다는 사실을 이해하는 것이 매우 중요하다.