05장: 책임과 메시지
- 자율적인 책임
- 설계의 품질을 좌우하는 책임
- 자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유
- 너무 추상적인 책임
- ‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을
- 책임을 자극하는 메시지
- 메시지와 메서드
- 메시지
- 메서드
- 다형성
- 유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미
- 송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지
- 메시지를 따라라
- 객체지향의 핵심, 메시지
- 책임-주도 설계 다시 살펴보기
- What/Who 사이클
- 묻지 말고 시켜라
- 메시지를 믿어라
- 객체 인터페이스
- 인터페이스
- 메시지가 인터페이스를 결정한다
- 공용 인터페이스
- 책임, 메시지, 그리고 인터페이스
- 인터페이스와 구현의 분리
- 객체 관점에서 생각하는 방법
- 구현
- 인터페이스와 구현의 분리 원칙
- 캡슐화
- 책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다
책임과 메시지
의도는 '메시징'이다. 훌륭하고 성장 가능한 시스템을 만들기 위한 핵심은 모듈 내부의 속성과 행동이 어떤가보다는 모듈이 어떻게 커뮤니케이션 하는가에 달려 있다
- Kay
사건 목격자가 많을수록 타인을 도와야한다는 개인의 책임감은 적어진다. 반면 사건을 목격한 사람이 자기 혼자일 경우에는 자신에게 타인을 도와야 하는 책임이 있다고 생각한다. 이와 같은 현상을 '책임감 분산(diffusion of responsibility)'이라고 한다.
자신에게 명확한 책임이 없는 경우 위기에 처한 사람을 도와주는 일을 타인의 책임으로 간주해버린다. 결국 명확한 책임과 역할을 지닌 참가자들이 협력에 참여해야 한다는 것이다. 객체 세계에서도 마찬가지다. 훌륭한 객체지향 세계는 명확하게 정의된 역할과 책임을 지닌 객체들이 상호 협력하는 세계다.
자율적인 책임
설계의 품질을 좌우하는 책임
객체지향 공동체를 구성하는 기본 단위는 '자율적'인 객체다. 객체들은 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 협력하고, 협력 과정에서 각자의 책임을 다하기 위해 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동한다.
다른 객체로부터 요청을 수신하면 요청 처리를 위한 행동을 수행하는데, 이 행동을 책임이라고 한다. 따라서 자율적인 객체란, 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체를 의미한다.
자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유
객체가 책임을 자율적으로 수행하기 위해서는 객체에게 할당되는 책임이 자율적이어야 한다.
판사가 증인에게 '증언하라' 라는 요청만 할 경우, 증인은 증언 방식이나 증언에 필요한 자료를 스스로의 의지와 판단에 따라 자유롭게 선택할 수 있다. 하지만 '목격했던 장면을 떠올리고, 떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성하여 말로 간결하게 표현하라' 라고 요청할 경우 증인에게는 선택의 자유가 사라지며 책임의 제약이 생긴다.
증언이라는 책임만 완수할 수 있다면 나머지 구체적인 방법이나 절차는 증인이 자유롭게 선택하도록 허용해야 한다.
너무 추상적인 책임
포괄적이고 추상적인 책임을 선택한다고 해서 무조건 좋은 것은 아니다. 협력의 의도를 명확하게 표현하지 못 할 정도로 추상적인 것 역시 문제다.
판사가 증인에게 '설명하라'라는 책임을 요청한다면, 증인은 어떤 것을 설명하라는 것인지 알 수 없다.
책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다. '증언하라'라는 책임이 훌륭한 책임인 이유는 증인의 자율성을 보장할 수 있을 정도로 충분히 추상적인 동시에 협력의 의도를 뚜렷하게 표현할 수 있을 정도로 충분히 구체적이기 때문이다.
‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을
자율적인 책임의 특징은 객체가 '어떻게(how)' 해야 하는가가 아니라 '무엇(what)'을 해야 하는가를 설명한다는 것이다. '증언한다'는 책임은 증인이 협력을 위해 '무엇'을 해야 하는지는 결정하지만 '어떻게' 해야 하는지에 대해서는 전혀 언급하지 않는다.
책임을 자극하는 메시지
객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청이다. 객체가 다른 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법은 요청(메시지)을 전송하는 것뿐이다. 메시지는 객체로 하여금 자신의 책임, 즉 행동을 수행하게 한다.
메시지와 메서드
메시지
객체가 메시지를 전송함으로써 다른 객체의 행동을 유발하는 방법을 메시지 전송 매커니즘이라고 한다.
메시지를 전송할 때 추가적인 정보가 필요한 경우, 메시지의 인자(argument)를 통해 추가 정보를 제공할 수 있다. 수신자는 이 인자를 사용해 메시지를 처리할 수 있다. 만약 증인에게 어제 왕국에서 목격한 것을 증언하라 요청하고 싶다면 수신자, 메시지 이름, 인자를 나열해 증인.증언하라(어제, 왕국)과 같이 메시지를 전송하면 된다.
메시지를 수신한 객체는 우선 자신이 해당 메시지를 처리할 수 있는지 확인한다. 메시지를 처리할 수 있다는 것은 객체가 그 행동을 수행할 책임이 있다는 것이다. 송신자는 메시지 전송을 통해서만 다른 객체의 책임을 요청할 수 있고, 수신자는 메시지 수신을 통해서만 자신의 책임을 수행할 수 있다. 즉, 객체가 수신할 수 있는 메시지의 모양이 객체가 수행할 책임의 모양을 결정한다.
객체의 외부와 내부는 메시지를 기준으로 분리된다. 객체가 제공하는 메시지는 외부의 다른 객체가 볼 수 있는 공개된 영역에 속한다. 메시지 처리 방법은 외부 객체가 볼 수 없는 객체 자신의 사적인 영역에 속한다.
메서드
객체가 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드라고 한다. 객체는 메시지를 처리할 수 있다고 판단되면 책임을 다하기 위해 적합한 메서드를 선택한다. 객체지향 프로그래밍 언어에서 메서드는 클래스 안에 포함된 함수 또는 프로시저를 통해 구현된다.
메시지는 '어떻게' 수행될 것인지는 명시하지 않는다. 단지 '무엇'이 실행되기를 바라는지만 명시하며, 어떤 메서드를 선택할 것인지는 수신자의 결정에 좌우된다.
절차지향 언어는 프로시저 호출에 대한 실행 코드를 컴파일 타임에 결정하는 반면, 객체지향 언어는 런타임에 객체가 메서드를 선택할 수 있다.
객체지향 프로그래밍에서 행동은 수행할 책임을 지닌 객체에게 전송된 메시지에 의해 시작된다.
메시지는 행동에 대한 요청을 표현하고, 요청을 수행하는 데 필요한 추가적인 정보를 인자를 통해 전달한다.
수신자는 메시지를 수신하는 객체를 가리킨다.
수신자가 메시지를 받아들인다는 것은 해당 행동을 수행할 책임을 받아들인다는 것을 의미한다.
객체는 메시지에 대한 응답으로 요청을 만족하기 위한 어떤 메서드를 수행할 것이다.
- Budd
다형성
다형성이란, 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다른 메서드로 메시지를 처리하는 것을 의미한다. 따라서 다형성은 하나의 메시지와 하나 이상의 메서드 사이의 관계로 볼 수 있다.
서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것을 의미한다. 즉, 송신자의 관점에서 다형적인 수신자들을 구별할 필요가 없으며, 자신의 요청을 수행할 책임을 지닌다는 점에서 모두 동일하다. 다형성은 송신자와 수신자들이 협력할 수 있게 한다.
기본적으로 다형성은 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미한다. 이를 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만든다. 즉, 수신자의 종류를 캡슐화한다.
유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미
송신자는 수신자에 대한 어떤 가정도 하지 않기 때문에 수신자를 다른 타입의 객체로 대체하더라도 송신자는 알지 못 한다. 따라서 송신자에 대한 파급효과 없이 유연하게 협력을 변경할 수 있다.
송신자에게 아무런 영향도 미치지 않고 수신자를 교체할 수 있기 때문에 협력의 세부적인 수행 방식을 쉽게 수정할 수 있다. 협력을 확장하고 싶다면 새로운 유형의 객체를 협력에 끼워 맞추기만 하면 된다.
협력에 영향을 미치지 않고 다양한 객체들이 수신자를 대체할 수 있기 때문에 다양한 문맥에서 협력을 재사용할 수 있다.
송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지
메시지는 송신자와 수신자 사이의 결합도를 낮춤으로써 설계를 유연하고, 확장 가능하고, 재사용 가능하게 만든다.
메시지를 따라라
객체지향의 핵심, 메시지
객체지향 세계에서 객체들이 서로 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 방법은 메시지를 전송하는 것이다.
대부분의 사람들은 객체지향 애플리케이션은 클래스의 집합이라고 생각한다. 클래스가 코드를 구현하기 위해 사용할 수 있는 중요한 추상화 도구인 것은 맞지만, 객체지향의 강력함은 클래스가 아니라 객체들이 주고 받는 메시지로부터 나온다.
즉, 객체지향 애플리케이션은 클래스를 이용해 만들어지지만 메시지를 통해 정의된다. 실제 애플리케이션을 살아있게 만드는 것은 클래스가 아니라 객체다. 이런 객체들의 윤곽을 결정하는 것이 메시지인 것이다.
클래스는 단지 동적인 객체들의 특성과 행위를 정적인 텍스트로 표현하기 위해 사용할 수 있는 추상화 도구일 뿐이다. 클래스에 담길 객체들의 공통적인 행위와 속성을 포착하기 위해서는 먼저 협력하는 객체들의 관점에서 시스템을 바라봐야 한다.
객체 자체에 초점을 맞출 경우, 메시지가 아니라 데이터를 중심으로 객체를 설계하게 되기 때문에 객체의 내부 구조를 객체 정의의 일부로 만들어 객체의 자율성을 저해한다.
객체는 다른 객체가 필요로 하는 행위를 제공하기 때문에 객체를 독립된 단위가 아니라 협력이라는 문맥 안에서 생각해야 한다.
훌륭한 객체지향 설계는 어떤 객체가 어떤 메시지를 전송할 수 있는가와 어떤 객체가 어떤 메시지를 이해할 수 있는가를 중심으로 객체 사이의 협력 관계를 구성하는 것이다.
그리고 객체지향 설계의 중심에는 메시지가 위치한다. 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하는 것이다.
책임-주도 설계 다시 살펴보기
책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고 받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것이다.
- 시스템이 수행할 책임을 구현하기 위해 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다.
- 객체는 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움도 요청하며 어떤 메시지가 필요한지 결정한다.
- 메시지를 결정한 후에는 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다.
- 수신자는 송신자가 기대한 대로 메시지를 처리할 책임이 있다.
즉, 메시지가 수신자의 책임을 결정하는 것이다.
What/Who 사이클
'어떤 메시지(what)'를 수행할 것인지 결정한 후에 '누가(who)' 그 행위를 수행할 것인가를 결정해야 한다는 것이다. 객체의 행위를 결정하는 것은 객체 자체의 속성이 아니다. 어떤 객체가 어떤 특성을 가지고 있다고 해서 반드시 그와 관련된 행위를 수행할 것이라고 가정하지 않는다. 행위를 먼저 식별한 후에 행위를 수행할 객체를 찾는 것이다.
메시지 결정 → 수신할 객체 선택 → 메시지가 수신자 책임 결정
이것은 객체를 고립된 상태로 놓고 어떤 책임이 적절할지 결정하는 것과는 근본적으로 다른 방법이다.
수신 가능한 메시지가 모여 객체의 인터페이스를 구성한다. 메시지를 먼저 결정하고 수신할 객체를 선택하는 과정은 객체의 인터페이스가 어떤 방식으로 결정되는지를 명확하게 보여준다.
묻지 말고 시켜라 (데메테르 법칙)
메시지 송신자는 수신자가 어떤 객체인지 모르기 때문에 객체에 관해 물어볼 수 없다. 단지 송신자는 수신자를 모르지만 자신이 전송한 메시지를 잘 처리할 것이라는 것을 믿고 메시지를 전송하는 수밖에 없다.
객체는 다른 객체의 결정에 간섭하지 말아야 하며, 모든 객체는 자신의 상태를 기반으로 스스로 결정을 내려야 한다. 즉, 객체는 다른 객체의 상태를 묻지 말고 필요한 메시지 전송만 하여 수신 객체가 스스로 메시지 처리 방법을 결정하게 해야 한다.
이 방식은 객체를 자율적으로 만들고 캡슐화를 보장하며 결합도를 낮추기 때문에 설계를 유연하게 만든다.
메시지가 '어떻게' 해야 하는지를 지시하지 말고 '무엇'을 해야 하는지 '요청'
'어떻게'에서 '무엇'으로 전환하는 것은 객체 인터페이스 크기를 감소시킨다. 인터페이스 크기가 작다는 것은 외부에서 해당 객체에 의존해야 하는 부분이 적어진다는 것이다.
객체가 자신이 수신할 메시지를 결정하게 하지 말고, 메시지가 협력에 필요한 객체를 발견하게 해야 한다.
메시지를 믿어라
객체지향 시스템은 협력하는 객체들의 연결망이다. 전체 시스템은 메시지를 전송하는 객체와 전송된 메시지를 이해할 수 있는 객체를 연결하고 상호 관련짓는 과정을 통해 구축된다.
메시지를 전송하는 객체의 관점에서 자신이 전송하는 메시지를 수신할 수 있다면, 협력하는 객체의 종류가 무엇인지는 중요하지 않다. 중요한 것은 메시지를 수신하는 객체가 메시지의 의미를 이해하고 메시지를 전송한 객체가 의도한 대로 요청을 처리할 수 있는지 여부다.
메시지를 이해할 수만 있다면 다양한 타입의 객체로 협력 대상을 자유롭게 교체할 수 있기 때문에 설계가 좀 더 유연해진다.
메시지를 믿어라. 그러면 자율적인 책임은 저절로 따라올 것이다.
객체 인터페이스
인터페이스
일반적으로 인터페이스는 다음과 같은 세 가지 특징을 지닌다.
- 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
- 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동 방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
- 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 문제 없이 상호작용 할 수 있다.
협력에 참여하는 객체는 인터페이스를 통해 다른 객체와 상호작용한다. 객체의 인터페이스만 알면 객체의 내부 구조나 작동 방식을 몰라도 객체와 상호작용 할 수 있다.
메시지가 인터페이스를 결정한다
객체가 다른 객체와 상호작용 할 수 있는 유일한 방법은 '메시지 전송'이다. 따라서 객체 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지 목록으로 구성되며, 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스의 모양을 결정한다.
공용 인터페이스
모든 인터페이스는 메시지 전송을 통해서만 접근할 수 있다. 내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스라고 한다.
메시지 송신자가 다른 객체인지 아니면 객체 자신인지에 따라 사적/공용 인터페이스로 나뉜다. 객체지향 패러다임에서는 객체가 자기 스스로에게 뭔가를 요청하는 경우에도 메시지를 전송해야 한다.
먼저 메시지를 결정하고 이 메시지를 수행할 객체를 나중에 결정하기 때문에 메시지가 수신자의 인터페이스를 결정한다.
책임은 객체가 메시지를 수신했을 때 수행해야 하는 객체의 행동이며,
객체 공용 인터페이스를 구성하는 것은 객체가 외부로부터 수신할 수 있는 메시지의 목록이다.
인터페이스는 객체가 다른 객체와 협력하기 위한 접점이다.
인터페이스와 구현의 분리
객체 관점에서 생각하는 방법
Matt Weisfeld는 객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위해 다음의 세 가지 원칙이 중요하다고 주장한다.
- 추상적인 인터페이스
- 지나치게 상세한 메시지보다 추상적인 메시지를 수신할 수 있는 인터페이스를 제공하면 수신자의 자율성을 보장할 수 있다
- 최소(minimal) 인터페이스
- 외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지 마라
- 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식
- 객체의 외부는 공용 인터페이스, 객체의 내부는 구현
구현 (implementation)
객체지향에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 용어다. 객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것이 구현에 포함된다.
객체의 상태와 행동(메서드)은 객체 외부에 노출되지 않기 때문에 객체의 구현 부분에 포함된다.
인터페이스와 구현의 분리 원칙
훌륭한 객체란 구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용 할 수 있는 객체를 말한다. 객체 설계 시 객체 외부에 노출되는 인터페이스와 객체 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리하는 것을 인터페이스와 구현의 분리(separation of interface and implementation) 원칙이라고 한다.
결론적으로 객체 설계의 핵심은 객체를 2개의 분리된 요소로 분할해 설계하는 것이다.
변경에 대해 안전하게 만드는 것은 객체를 자율적인 존재로 만드는 데 기여한다. 자율적인 객체는 외부와 상관없이 메시지를 처리하는 메서드를 스스로 선택할 수 있어야 한다.
객체의 상태와 메서드는 객체 내부에 속하기 때문에 이를 수정하더라도 객체 외부에 영향을 끼쳐서는 안 된다.
인터페이스와 구현을 분리한다는 것은 변경될 만한 부분을 객체의 내부에 꽁꽁 숨겨 놓는다는 것을 의미한다. 이 원칙을 수행하기 위한 객체 설계 방법을 캡슐화(encapsulation)라고 한다. 객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 말한다. 정보 은닉(information hiding)이라고도 한다.
캡슐화 - 상태와 행위의 데이터 캡슐화
객체는 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 자율적인 실체다. 이 관점에서의 캡슐화를 데이터 캡슐화(data encapsulation)라고 한다.
객체는 상태와 행위를 하나로 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출한다. 따라서 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현을 분리하기 위한 전제 조건이다.
객체가 자율적이기 위해서는 자기 자신의 상태를 스스로 관리할 수 있어야 하기 때문에 데이터 캡슐화는 자율적인 객체를 만들기 위한 전제 조건이기도 하다.
캡슐화 - 사적인 비밀의 캡슐화
객체는 외부 객체가 자신의 내부 상태를 직접 관찰하거나 제어할 수 없도록 의사소통 가능한 공용 인터페이스만 외부에 노출한다. 외부 객체는 오직 공용 인터페이스에 정의된 메시지를 통해서만 객체에 접근할 수 있다.
객체는 공용 인터페이스를 경계로 최대한의 자율성을 보장받을 수 있다. 그리고 어떤 것도 동시에 객체의 내부와 외부에 포함될 수 없다.
객체지향은 내부와 외부를 명확하게 구분하는 객체들로 구성된 협력 공동체다.
책임을 결정하는 것은 메시지
자율적인 책임의 특성은 자율적인 책임을 수행하게 하는 메시지의 특성과도 연결된다.
책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다
객체의 책임이 자율적일수록 협력이 이해하기 쉬워지고 유연하게 변경할 수 있게 된다. 결과적으로 책임이 얼마나 자율적인지가 전체적인 협력의 설계 품질을 결정하게 된다.
자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다
판사가 증인에게 원하는 것은 단순히 '증언'하는 것뿐이다. 증언하기 위해 증인이 어떤 식으로 생각하고 어떤 순서대로 행동하는지에 대해서는 판사는 관심조차 없다. 자율적인 책임은 의도를 명확하게 표현함으로써 협력을 단순하고 이해하기 쉽게 만든다. 즉, 책임이 적절하게 추상화된다.
자율적인 책임은 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리한다
객체는 메시지에 응답할 방식을 자율적으로 선택할 수 있다. 여기서 중요한 것은, 책임이 자율적이기 때문에 송신자와 수신자 사이에 약속된 메시지 책임만 완수할 수 있으면 어떤 메서드를 선택할지는 전적으로 수신자의 권한이라는 것이다.
송신자는 수신자가 외부에 노출한 책임은 볼 수 있지만, 수신자가 내부적으로 어떻게 책임을 수행하는지는 볼 수 없다. 수신자는 협력에 참여하기 위해 외부에 노출하는 부분과 책임을 수행하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 명확하게 나눈다.
책임이 자율적일 경우, 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다
수신자가 책임을 수행하는 방법을 변경하더라도 송신자에게는 어떠한 영향도 미치지 않는다.
책임이 자율적일수록 변경에 의해 수정되어야 하는 범위가 좁아지고 명확해진다. 즉, 변경의 파급효과가 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 두 객체 간 결합도가 낮아진다.
자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다
송신자 입장에서, 특정 책임을 수행할 수만 있다면 A가 아닌 B가 요청을 수신하더라도 수행을 진행하는 데 문제가 없다. 책임이 자율적일수록 설계가 유연해지고 재사용성이 높아진다.
객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다
'증인석에 입장하다'와 '증언하다'라는 두 가지 책임이 모여 '재판'이라는 협력 안에서 A가 수행하는 역할을 명확하게 전달할 수 있다. 두 책임은 A가 '증인'이라는 역할을 수행한다는 사실을 설명하기에 필요한 동시에 충분하다.
객체가 수행하는 책임들이 자율적이면 자율적일수록 객체의 존재 이유를 명확하게 표현할 수 있다. 객체는 동일한 목적을 달성하는 강하게 연관된 책임으로 구성되기 때문이다. 즉, 책임이 자율적일수록 객체의 응집도가 높아진다.
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
