[GDSC 북스터디] Chapter 5. 책임과 메시지

이번 챕터는 자율적인 책임, 메시지와 메서드, 객체 인터페이스를 큰 주제로 협력의 품질을 높이는 설계에 관해 이야기 한다.

0. 개요

‘책임감 분산’ 실험의 교훈

• 명확한 책임과 역할을 지닌 참가자들이 협력에 참여해야하고, 이는 객체의 세계에서도 마찬가지이다.

1. 자율적인 책임

설계의 품질을 좌우하는 책임

• 객체지향 공동체를 구성하는 기본 단위는 ‘자율적’인 객체
  • 자율적인 객체: 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체
  • 객체들은 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 협력하고, 협력 과정에서 각자 맡은 바 책임을 다하기 위해 자율적으로 판단하고 행동함
• 객체가 어떤 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체로부터 요청을 수신했기 때문
  • 요청을 처리하기 위해 객체가 수행하는 행동→ 책임
  • 따라서 자율적인 객체는 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체

💡 적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳음 따라서 협력하는 객체가 얼마나 자율적인지가 전체 애플리케이션의 품질을 결정함

자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유

• 객체가 책임을 자율적으로 수행하기 위해서는 객체에게 할당되는 책임이 자율적이어야 함
• 앨리스 이야기 예시
  • 첫 번째 협력: 왕: “증언하라”→ 모자장수
    • 모자 장수의 자율성을 충분히 보장할 수 있도록 포괄적이고 추상적이면서도 모자장수가 해야할 일을 명확하게 지시하고 있음
  • 두번째 협력: 왕: “목격했던 장면을 떠올려라”,”떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성하라”, “말로 간결하게 표현하라”→모자장수
    • 모자 장수의 자율성을 제한

너무 추상적인 책임

• 포괄적이고 추상적인 책임을 선택한다고 해서 무조건 좋은 것은 아님
• 앨리스 이야기 예시
  • “증언하라” 대신 “설명하라”라면?
    • 너무 포괄적
  • 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 함
  • “증언하라”가 훌륭한 책임인 이유: 모자 장수의 자율성을 보장할 수 있을 정도로 충분히 추상적인 동시에 협력의 의도를 뚜렷하게 표현할 수 있을 정도로 충분히 구체적이기 때문

💡 어떤 책임이 자율적인지를 판단하는 기준은 문맥에 따라 다르므로 어떤 책임이 가장 적절한가는 설계 중인 협력이 무엇인가에 따라 다름

‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을

• 자율적인 책임의 특징은 ‘어떻게(how)’ 해야 하는가가 아니라 ‘무엇(what)’을 해야 하는가를 설명한다는 것

책임을 자극하는 메시지

• 객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에서 전달되는 요청임
• 이 요청을 메시지라고 부른다
  
  

2. 메시지와 메서드

• 객체가 수신할 수 있는 ‘메시지’와 메시지를 처리하기 위해 선택할 수 있는 ‘방법’

메시지

• 메시지-전송 메커니즘: 메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근하여 객체의 행동을 유발하는 행위
• 왕이 모자 장수에게 전송하는 메시지를 가리키는 ‘증언하라’ 부분 메시지 이름이라고 함
• 메시지를 전송할 때 추가적인 필요한 경우 메시지 인자를 통해 추가 정보를 제공할 수 있음
• 메시지 예시(메시지 이름과 인자의 조합): 증언하라(어제, 왕국)
• 메시지 전송 예시(수신자, 메시지 이름과 인자의 조합): 모자장수.증언하라(어제, 왕국)
• 객체가 메시지를 수신할 수 있다는 것은 객체가 메시지에 해당하는 책임을 수행할 수 있다는 것
• 객체가 유일하게 이해할 수 있는 의사소통 수단은 메시지 뿐이며 객체는 메시지를 처리하기 위한 방법을 자율적으로 선택할 수 있음
  • 자율적인 책임→ 메시지는 ‘어떻게’가 아니라 ‘무엇’을 해야 하는지로 구성되는 것

메서드

• 객체가 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법
  • 모자 장수 예에서 왕이 전송한 ‘증언하라’라는 메시지를 처리하기 위해 모자 장수가 내부적으로 선택하는 증언 방법이 메서드임
• 메시지 수신→메시지 처리 가능 여부 확인→ 메서드 선택
• 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행됨

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

다형성(중요)

• 서로 다른 타입에 속하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 경우 서로 다른 메서드를 이용해 메시지를 처리할 수 있는 메커니즘
• 다형성에서 중요한 것은 메시지 송신자의 관점. 메시지 수신자들이 동일한 오퍼레이션을 서로 다른 방식으로 처리하더라도 메시지 송신자의 관점에서 이 객체들은 동일한 책임을 수행한다는 것.
• 다형성은 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미
• 다형성은 대체 가능성을 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만든다. 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화하기 때문에 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지를 전송할 수 있다.
• 다형성은 송신자와 수신자 간의 객체 타입에 대한 결합도를 메시지에 대한 결합도로 낮춤으로써 달성된다.
• 다형성을 사용하면 베시지를 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 것

• 뭐가 좋나?

  • 협력이 유연해짐
  • 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있음
  • 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있음

송신자와 수신자를 약하게 연결하는 메시지

무엇인 유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력을 가능하게 하는가? 다형성을 지탱하는 메시지

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

송신자는 메시지만 바라보고, 수신자의 정확한 타입을 모르더라도 상관없음. 수신자는 메시지를 처리하기 위해 자율적으로 메서드를 선택할 수 있지만 메서드 자체는 송신자에게 노출시키지 않음

💡 설계의 품질을 높이기 위해서는 훌륭한 메시지를 선택할 것

3. 메시지를 따라라

객체지향의 핵심, 메시지

• 객체지향 애플리케이션의 중심 사상은 연쇄적으로 메시지를 전송하고 수신하는 객체들 사이의 협력 관계를 기반으로 사용자에게 유용한 기능을 제공하는 것
• 객체지향 설계에 관한 논의가 클래스에 집중되곤 함
  • but, 객체지향 애플리케이션은 클래스를 이용해 만들어지지만 메시지를 통해 정의되고, 실제로 애플리케이션을 살아있게 만드는 것은 클래스가 아닌 객체이며, 객체들의 윤곽을 결정하는 것은 바로 객체들이 주고받는 메시지다.
• 객체지향 설계의 중심에는 메시지가 위치
  • 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 해야 함
  • 메시지가 객체를 선택하게 만들려면 메시지를 중심으로 협력을 설계해야 함

책임-주도 설계 다시 살펴보기

• 책임-주도 설계
  • 책임을 완수하기 위해 협력하는 객체들을 이용해 시스템을 설계하는 방법
  • 기본 아이디어: 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것
• 플로우

1. 애플리케이션이 수행하는 기능을 시스템의 책임으로 보는 것
2. 시스템이 수행할 책임을 구현하기 위해 협력 관계를 시작할 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당
3. 객체가 책임 완수를 위해 다른 객체의 도움이 필요하면, 도움 요청을 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정
4. 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택
5. 수신자는 송신자가 기대한 대로 메시지를 처리할 책임이 있음

What/Who 사이클

객체 사이의 협력 관계를 설계하기 위해 ‘어떤 행위(What)’를 수행할 것인지를 결정한 후에 ‘누가(who)’그 행위를 수행할 것인지를 결정하는 것

→ ‘어떤 행위(What)’가 바로 메시지

• 협력이라는 문맥 안에서 필요한 메시지를 먼저 결정한 후에 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택.
• 따라서 객체가 어떤 메시지를 수신하고 처리할 수 있느냐가 객체의 책임을 결정함

묻지 말고 시켜라

• 송신자는 수신자가 어떤 객체인지는 모르지만 자신이 전송한 메시지를 잘 처리할 것이라는 것을 믿고 메시지를 전송하는 협력 패턴
• ‘묻지 말고 시켜라’ 스타일은 객체를 자율적으로 만들고 캡슐화를 보장하며 결합도를 낮게 유지시켜 주기 때문에 설계를 유연하게 만든다.
• ‘메시지가 ‘어떻게’해야 하는 지를 지시하지 않고 ‘무엇’을 해야하는지를 요청함으로써 객체 인터페이스 크기를 급격하게 감소시킴
  • 인터페이스 크기가 작다는 것은 외부에서 해당 객체에게 의존해야 하는 부분이 적어진다는 것을 의미

💡 객체가 자신이 수신할 메시지를 결정하게 하지 말고 메시지가 협력에 필요한 객체를 발견하게 해야 함

메시지를 믿어라

• 메시지를 이해할 수 만 있다면 다양한 타입의 객체로 협력 대상을 자유롭게 교체할 수 있기 때문에 설계가 좀 더 유연해짐
• 메시지를 믿으면 자율적인 책임은 저절로 따라올 것
  
  

4. 객체 인터페이스

인터페이스

• 정의: 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호 작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치
• 특징

1. 내부 구조나 동작 방식은 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있음
   • 예: 운전자는 자동차가 내부적으로 어떻게 구성돼 있고 어떤 원리로 움직이는지 몰라도 자동차를 운전하는데 아무런 문제가 없음
   • 운전자는 단지 자동차가 제공하는 핸들, 변속기, 엑셀, 브레이크와 같은 인터페이스를 이용해 자동차를 운전하는 방법만 알고 있으면 충분
2. 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않음
   • 예: 자동차의 내부를 변경한다고 해서 자동차를 운전하는 방법이 변하는 것은 아님
3. 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용 가능
   • 예: 모든 자동차는 운전자에게 동일한 인터페이스를 제공하므로 운전자는 어떤 자동차라도 운전 가능

💡 협력에 참여하는 객체 역시 인터페이스를 통해 다른 객체와 상호작용한다

메시지가 인터페이스를 결정한다

• 객체가 다른 객체와 상호작용할 수 있는 유일한 방법은 ‘메시지 전송’
• 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성
• 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스 모양을 빚음

공용 인터페이스

• 실제로 인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공개된 인터페이스와 내부에서만 접근할 수 있는 감춰진 인터페이스로 구분됨
• 공용 인터페이스는 내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부에 공개된 인터페이스
• 모자 장수의 공용 인터페이스는 무엇인가?
  • 왕과 모자장수 사이의 협력은 ‘증언하라’라는 메시지를 전송하는 것 뿐
  • 왕과 모자장수 사이에는 ‘증언하라’라는 메시지를 전송하고 수신할 수 있는 인터페이스가 존재
  • 모자장수는 ‘증언하라’라는 메시지에 응답할 수 있는 인터페이스를 외부에 공개하고 있음
• 결과적으로 객체가 협력에 참여하기 위해 수행하는 메시지가 객체의 공용 인터페이스 모양을 암시

책임, 메시지, 그리고 인터페이스

메시지로 구성된 공용 인터페이스는 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리하고, 객체지 향의 힘은 대부분 객체의 외부와 내부를 구분하는 것에서 나옴

5. 인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

맷 와이스펠드의 객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위한 세 가지 원칙

1. 좀 더 추상적인 인터페이스

• ‘증언하라’같은 추상적인 수준의 메시지를 수신할 수 있는 인터페이스를 제공하면 수신자의 자율성을 보장 가능

2. 최소 인터페이스

• 외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 노출하지 말 것
• 객체의 내부를 수정하더라도 외부에 미치는 영향을 최소화 하기 위해

3. 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식

구현

객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것은 구현에 포함됨

• 구현에 포함되는 것
  • 상태를 어떻게 표현할 것인가
  • 메서드를 구성하는 코드

객체의 외부와 내부를 분리하라=객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라

인터페이스와 구현의 분리 원칙

• 객체를 설계할 때 객체 외부에 노출되는 인터페이스와 객체의 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리해서 고려해야 한다는 것
• 왜 중요한가?
  • 소프트웨어는 항상 변경되기 때문
  • 변경을 관리하기 위해
  • 변경될 만한 부분을 객체의 내부에 꽁꽁 숨겨 놓는다는 것 → 캡슐화

캡슐화

• 객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것
• 정보 은닉이라고 부르기도 함
• 캡슐화의 2가지 관점

1. 상태와 행위의 캡슐화

객체는 상태와 행위의 조합이다. 객체는 스스로 자신의 상태를 관리하며 상태를 변경하고 외부에 응답할 수 있는 행동을 내부에 함께 보관한다.객체는 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 자율적인 실체다. 이 관점에서 캡슐화를 데이터 캡슐화라고 한다.

객체는 상태와 행위를 한데 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출한다. 따라서 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현분리하기 위해 전제 조건이다.

2. 사적인 비밀의 캡슐화

객체는 외부의 객체가 자신의 내부 상태를 직접 관찰하거나 제어할 수 없도록 막기 위해 의사소통 가능한 특별한 경로만 외부에 노출한다.

6. 책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다

• 객체의 책임이 자율적일수록 협력이 이해하기 쉬워지고, 유연하게 변경할 수 있게 된다
• 다섯째, 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다
  • 객체는 동일한 목적을 달성하는 강하게 연관된 책임으로 구성되기 때문에 책임이 자율적일수록 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기가 쉬워진다