[Spring] 객체 지향 원리 적용

jckim22·2023년 11월 27일

[SPRING] STUDY

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변경된 요구사항

비즈니스로 갑자기 고정값 할인해서 고정률 할인으로 바뀌어야 하는 상황이 왔다.
하지만 객체 지향적 설계를 해놓았기 때문에 걱정이 없다.

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy {

    private int discountPercent = 10;

    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        if (member.getGrade() == Grade.VIP) {
            return price * discountPercent / 100;
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

위처럼 할인이라는 역할(인터페이스)의 새로운 구현체인 RateDiscountPolicy를 만들었다.

    @Test
    @DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되어야 한다.")
    void vip_o() {
        //given
        Member member = new Member(1L, "memberVIP", Grade.VIP);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        assertThat(discount).isEqualTo(1000);
    }

    @Test
    @DisplayName("VIP가 아니면 할인이 적용되지 않아야 한다")
    void vip_x(){
        //given
        Member member = new Member(2L, "memberBASIC", Grade.BASIC);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        assertThat(discount).isEqualTo(0);
    }

위와 같은 테스트도 통과했다.

assertions는 static import가 좋다

문제점

하지만 이를 적용하기 위해서 나는 service로직의 코드를 직접 건들여야했다.
아래처럼 말이다.

    private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();

이런식으로 다형성을 이용하긴 했지만 서비스에서 직접 구현체를 의존하게 되기 때문에 서비스 로직도 손봐줘야했다.

우리는 역할과 구현을 충실하게 분리했다. OK
다형성도 활용하고, 인터페이스와 구현 객체를 분리했다. OK OCP, DIP 같은 객체지향 설계 원칙을 충실히 준수했다
- 그렇게 보이지만 사실은 아니다.
DIP: 주문서비스 클라이언트( OrderServiceImpl )는 DiscountPolicy 인터페이스에 의존하면서 DIP를 지킨 것 같은데?
- 클래스 의존관계를 분석해 보자.
- 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있다.
- 추상(인터페이스) 의존: DiscountPolicy
- 구체(구현) 클래스: FixDiscountPolicy , RateDiscountPolicy
OCP: 변경하지 않고 확장할 수 있다고 했는데!

지금 코드는 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 준다! 따라서 OCP를 위반한다.

실제 의존 관계

이런식으로 추상화에 의존해야한다는 DIP 원칙을 어긴게 되어 버린다.
이것을 어겼기 때문에 결국 서비스 코드도 함께 변경해야하기 때문에 자동으로 OCP도 위반하게 된다.

지금 이 상황은 기름차에서 전기차로 바꿨을 때 운전면허증도 그에 맞게 새로 발급받은 상황과 비슷한 것이다.

기름차에서 전기차로 바꾸더라도 나는 그냥 차만 갈아타면 되야한다.

public class OrderServiceImpl implements OrderService{
    private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private DiscountPolicy discountPolicy;

위처럼 하면 될 거 같다.

근데 당연하게도 NULL Pointer Exception이 발생할 것이다.
어떻게 하면 구현체 없이 돌아가게 할 수 있을까 ?

누군가가 구현체를 밖에서 대신 주입을 해줘야한다. (Dependency Injection)

해결

관심사의 분리

애플리케이션을 하나의 공연이라 생각해보자.
각각의 인터페이스를 배역(배우 역할)이라 생각하자.
그런데! 실제 배역 맞는 배우를 선택하는 것은 누가 하는가?
- 로미오와 줄리엣 공연을 하면 로미오 역할을 누가 할지 줄리엣 역할을 누가 할지는 배우들이 정하는게 아니다.
- 이 전 코드는 마치 로미오 역할(인터페이스)을 하는 레오나르도 디카프리오(구현체, 배우)가 줄리엣 역할(인터페이스)을 하는 여자 주인공(구현체, 배우)을 직접 초빙하는 것과 같다.
- 디카프리오는 공연도 해야하고 동시에 여자 주 인공도 공연에 직접 초빙해야 하는 다양한 책임을 가지고 있다.

관심사를 분리하자

배우는 본인의 역할인 배역을 수행하는 것에만 집중해야 한다.
디카프리오는 어떤 여자 주인공이 선택되더라도 똑같이 공연을 할 수 있어야 한다.
공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 역할에 맞는 배우를 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나 올시점이다.
공연 기획자를 만들고, 배우와 공연 기획자의 책임을 확실히 분리하자.

public class AppConfig {

    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
    }

    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(new MemoryMemberRepository(), new RateDiscountPolicy());
    }
}

기획자 역할을 하는 AppConfig를 만들어서 기존에 인터페이스 구현체에게 사용하고픈 객체를 넣어주었다.

이로서 디카프리오는 연기에만 집중하면 되게 되었다.

OrderServiceImpl

public class OrderServiceImpl implements OrderService{
    private MemberRepository memberRepository;
    private DiscountPolicy discountPolicy;
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();

    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }

설계 변경으로 OrderServiceImpl 은 FixDiscountPolicy 를 의존하지 않는다! 단지 DiscountPolicy 인터페이스만 의존한다.
OrderServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지(주입될지)는 알 수 없다.
OrderServiceImpl 의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체을 주입할지는 오직 외부( AppConfig )에서 결정한다.
OrderServiceImpl 은 이제부터 실행에만 집중하면 된다.
OrderServiceImpl 에는 MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy 객체의 의존관계가 주 입된다.

class OrderServiceTest {

    MemberService memberService;
    OrderService orderService;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        memberService = appConfig.memberService();
        orderService = appConfig.orderService();
    }

위처럼 구현체의존하지 않는 테스트 코드 또한 만들 수 있다.

정리

AppConfig를 통해서 관심사를 확실하게 분리했다.
배역, 배우를 생각해보자.
AppConfig는 공연 기획자다.
AppConfig는 구체 클래스를 선택한다.
배역에 맞는 담당 배우를 선택한다. 애플리케이션이 어떻게 동작해야 할 지 전체 구성을 책임진다.
이제 각 배우들은 담당 기능을 실행하는 책임만 지면 된다.
OrderServiceImpl 은 기능을 실행하는 책임만 지면 된다.

리팩토링

그리고 아래와 같이 리팩토링을 진행함으로서

public class AppConfig {

    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }

    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

아래와 같은 확실한 구조가 생겼다.
뭔가 수정할 때 우리는 구성 영역(기획자)만 건드리면 된다.

전체 흐름

지금까지의 흐름을 정리해보자.
새로운 할인 정책 개발
새로운 할인 정책 적용과 문제점 관심사의 분리
AppConfig 리팩터링
새로운 구조와 할인 정책 적용
새로운 할인 정책 개발

다형성 덕분에 새로운 정률 할인 정책 코드를 추가로 개발하는 것 자체는 아무 문제가 없음

새로운 할인 정책 적용과 문제점

새로 개발한 정률 할인 정책을 적용하려고 하니 클라이언트 코드인 주문 서비스 구현체도 함께 변경해야함
주문 서비스 클라이언트가 인터페이스인 DiscountPolicy 뿐만 아니라, 구체 클래스인 FixDiscountPolicy 도 함께 의존 DIP 위반

관심사의 분리

애플리케이션을 하나의 공연으로 생각
기존에는 클라이언트가 의존하는 서버 구현 객체를 직접 생성하고, 실행함
비유를 하면 기존에는 남자 주인공 배우가 공연도 하고, 동시에 여자 주인공도 직접 초빙하는 다양한 책임을 가지 고 있음
공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나올 시점
공연 기획자인 AppConfig가 등장
AppConfig는 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임 이제부터 클라이언트 객체는 자신의 역할을 실행하는 것만 집중, 권한이 줄어듬(책임이 명확해짐)

AppConfig 리팩터링

구성 정보에서 역할과 구현을 명확하게 분리 역할이 잘 드러남
중복 제거

새로운 구조와 할인 정책 적용

정액 할인 정책 정률% 할인 정책으로 변경
AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는 영역으 로 분리
할인 정책을 변경해도 AppConfig가 있는 구성 영역만 변경하면 됨, 사용 영역은 변경할 필요가 없음. 물론 클라 이언트 코드인 주문 서비스 코드도 변경하지 않음

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

여기서 3가지 SRP, DIP, OCP 적용

SRP 단일 책임 원칙

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

클라이언트 객체는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 가지고 있음
SRP 단일 책임 원칙을 따르면서 관심사를 분리함
구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 AppConfig가 담당
클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당

DIP 의존관계 역전 원칙

프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.

새로운 할인 정책을 개발하고, 적용하려고 하니 클라이언트 코드도 함께 변경해야 했다. 왜냐하면 기존 클라이언 트 코드( OrderServiceImpl )는 DIP를 지키며 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에 의존하는 것 같았 지만, FixDiscountPolicy 구체화 구현 클래스에도 함께 의존했다.
클라이언트 코드가 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경했다.
하지만 클라이언트 코드는 인터페이스만으로는 아무것도 실행할 수 없다.
AppConfig가 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트 코드에 의 존관계를 주입했다. 이렇게해서 DIP 원칙을 따르면서 문제도 해결했다.

OCP

소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다

다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
AppConfig가의존관계를 FixDiscountPolicy RateDiscountPolicy 로변경해서클라이언트코드 에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫혀 있다!

제어의 역전

기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다. 한마디 로 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종했다. 개발자 입장에서는 자연스러운 흐름이다.
반면에 AppConfig가 등장한 이후에 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당한다. 프로그램의 제어 흐 름은 이제 AppConfig가 가져간다. 예를 들어서 OrderServiceImpl 은 필요한 인터페이스들을 호출하지만 어떤 구현 객체들이 실행될지 모른다.
프로그램에 대한 제어 흐름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있다. 심지어 OrderServiceImpl 도 AppConfig가 생성한다. 그리고 AppConfig는 OrderServiceImpl 이 아닌 OrderService 인터페이스의 다른 구현 객체를 생성하고 실행할 수 도 있다. 그런 사실도 모른체 OrderServiceImpl 은 묵묵히 자신의 로직 을 실행할 뿐이다.
이렇듯 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라 한다.

프레임워크 vs 라이브러리

프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다. (JUnit)
반면에 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 프레임워크가 아니라 라이브러리다.

의존관계 주입 DI(Dependency Injection)

OrderServiceImpl 은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른
다.
의존관계는 정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각해야 한다.

정적인 클래스 의존관계

클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존관계를 쉽게 판단할 수 있다. 정적인 의존관계는 애플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있다. 클래스 다이어그램을 보자
OrderServiceImpl 은 MemberRepository , DiscountPolicy 에 의존한다는 것을 알 수 있다. 그런데 이러한 클래스 의존관계 만으로는 실제 어떤 객체가 OrderServiceImpl 에 주입 될지 알 수 없다.

클래스 다이어그램