객체지향의 사실과 오해 Study - (7)

코드와 모델을 밀접하게 연고나시키는 것은 코드에 의미를 부여하고 모델을 적절하게 한다.

-에릭 에반스(Eric Evans)-

마틴 파울러는 객체지향 설계 안에 존재하는 세 가지 상호 연관된 관점에 관해 설명한다. 파울러는 세 가지 관점을 각각 개념 관점, 명세 관점, 구현 관점이라고 부른다.

개념 관점(Conceptual Perspective)에서 설계는 도메인 안에 존재하는 개념과 개념들 사이의 관계를 표현한다. 도메인이란 사용자들이 관심을 가지고 있는 특정 분야나 주제를 말하면 소프트웨어는 도메인에 존재하는 문제을 해결하기 위해 개발된다. 이 관점은 사용자가 도메인을 바라보는 관점을 반영한다. 따라서 실제 도메인의 규칙과 제약을 최대한 유사하게 반영하는 것이 핵심이다.

명세 관점(Specification Perspective)에 이르면 사용자의 영역인 도메인을 벗어나 개발자의 영역인 소프트웨어로 초점이 옮겨진다. 명세 관점은 도메인의 개념이 아니라 실제로 소프트웨어 안에서 살아 숨쉬는 객체들의 책임에 초점을 맞추게 된다. 즉, 객체의 인터페이스를 바라보게 된다.

구현 관점(Implementation Perspective)은 프로그래머인 우리에게 가장 익숙한 관점으로, 실제 작업을 수행하는 코드와 연관돼 잇다, 구현 관점의 초점은 객체들이 책임을 수행하는 데 필요한 동작하는 코드를 작성하는 것이다, 따라서 프로그래머는 객체의 책임을 '어떻게' 수행할 것인가에 초점을 맞추며 인터페이스를 구현하는 데 필요한 속성과 메서드를 클래스에 추가한다.

클래스는 세 가지 관점이라는 안경을 통해 설계와 관련된 다양한 측면을 드러낼 수 잇다. 클래스가 은유하는 개념은 도메인 관점을 반영한다. 클래스의 공용 인터페이스는 명세 관점을 반영한다. 클래스의 속성과 메서드는 구현 관점을 반영한다.

이것은 클래스를 어떻게 설계해야 하느냐에 대한 중요한 힌트를 암시한다. 클래스는 세 가지 관점을 모두 수용할 수 있도록 개념, 인터페이스, 구현을 함께 드러내야 한다. 동시에 코드 안에서 세 가지 관점을 쉽게 식별할 수 있도록 깔끔하게 분리해야 한다.

1. 커피 전문점 도메인

1.1 커피 주문

커피 전문점은 작고, 단순하고, 고려해야 할 사항도 거의 없는 아주 간단한 도메인이다. 우리의 최종 목표는 손님이 커피를 주문하는 시간을 컴퓨터 안에 재구성하는 것이다. 물론 객체를 이용해서 말이다.

1.2 커피 전문점이라는 세상

커피 전문점 안에는 메뉴판이 존재한다. 메뉴판에는 아메리카노, 카푸치노, 카라멜 마키아또, 에스프레소의 네 가지 커피 메뉴가 적혀 있다. 객체지향의 관점에서 메뉴판은 하나의 객체다. 메뉴판은 네 개의 메뉴 항목으로 구성돼 있는데 메뉴 항목들 역시 객체로 볼 수 있다. 따라서 메뉴판은 네 개의 메뉴 항목 객체들을 포함하는 객체라고 볼 수 있다.

손님은 메뉴판을 보고 바리스타에게 원하는 커피를 주문한다. 객체의 관점에서 보면 손님 역시 하나의 객체다. 손님 객체는 메뉴판 객체 안에 적힌 메뉴 항목 객체들 중에서 자신이 원하는 메뉴 항목 객체 하나를 선택해 바리스트 객체에게 전달할 것이다.

종합해 보면 객체지향의 관점에서 커피 전문점이라는 도메인은 손님 객체, 메뉴 항목 객체, 메뉴판 객체, 바리스타 객체, 커피 객체로 구성된 작은 세상이다.

인간의 두뇌는 세상을 이해하기 위해 객체를 직접적으로 다룰 수 있을 만큼 효율적이지 못하다. 우리가 할 수 있는 일은 동적인 객체를 정적인 타입으로 추상화해서 복잡성을 낮추는 것이다. 타입은 분류를 위해 사용된다는 것을 기억하라. 상태와 무관하게 동일하게 행동할 수 있는 객체들은 동일한 타입의 인스턴스로 분류할 수 있다.

하나의 메뉴판 객체는 다수의 메뉴 항목 객체로 구성돼 있다. 메뉴판과 메뉴 항목 객체는 따로 떨어져 존재하지 않으며 하나의 단위로 움직인다. 이런 관점에서 메뉴 항목 객체가 메뉴판 객체에 포함돼 있다고 할 수 있는데 이를 메뉴판 타입과 메뉴 항목 타입 간의 합성 관계로 단순화하면 좀 더 보기 수월할 것이다.

메뉴판 타입에서 메뉴 항목 타입 쪽으로 향하는 선에 그려진 속이 찬 마름모는 포함 관계 또는 합성(composition) 관계를 나타내는 것으로, 메뉴 항목이 메뉴판에 포함된다는 사실을 표현한다. 메뉴 항목 좌측 아래의 4라는 숫자는 메뉴판에 포함되는 메뉴 항목이 4개라는 것을 의미한다.

손님 타입은 메뉴판 타입을 알고 있어야 원하는 커피를 선택할 수 있다. 메뉴판 타입은 손님의 일부가 아니므로 이 관계는 합성 관계가 아니다. 이 경우 타입들 사이를 단순한 선으로 연결한다. 이처럼 한 타입의 인스턴스가 다른 타입의 인스턴스를 포함하지는 않지만 서로 알고 있어야 할 경우 이를 연관(association) 관계라고 한다.

바리스타 타입은 커피를 제조해야 하므로 커피 타입을 알고 있어야 한다. 메뉴판 타입과 커피 타입 중 어떤 것도 바리스타의 일부가 아니므로 이 관계 역시 포함관계는 아니다.

아래 그림은 커피 전문점 도메인을 구성하는 타입들의 종류와 관계를 표현한 것이다. 이 그림은 커피 제조와 관련된 객체들을 타입과 관계를 이용해 추상화한 일종의 모델이다. 이처럼 소프트웨어가 대상으로 하는 영역인 도메인을 단순화해서 표현한 모델을 도메인 모델이라고 한다.

커피 전문점이라는 도메인을 단순화해서 이해했으므로 이제 초점을 소프트웨어로 옮길때다. 객체지향의 세계는 협력하는 자율적인 객체들의 공동체라는 점을 기억하라. 다음 단계는 지금까지 배운 지식을 총동원해서 협력을 설계하는 것이다. 즉, 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것이다.

2. 설계하고 구현하기

2.1 커피를 주눕하기 위한 협력 찾기

객체지향 설계의 첫 번째 목표는 훌륭한 객체를 설계하는 것이 아니라 훌륭한 협력을 설계하는 것이라는 점을 잊지 말자. 훌륭한 객체는 훌륭한 협력을 설계할 때만 얻을 수 있다.

협력을 설계할 때는 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 해야 한다. 이 말은 메시지를 먼저 선택하고 그 후에 메시지를 수신하기에 적절한 갹체를 선택해야 한다는 것을의미한다. 이제 메시지를 수신할 객체는 메시지를 처리할 책임을 맡게 되고 객체가 수신하는 메시지는 객체가 외부에 제공하는 공용 인터페이스에 포함된다.

이미 우리는 커피 전문점을 추상화한 도메인 모델이라는 훌륭한 재료를 가지고 있다. 메시지를 처리할 객체를 찾고 있다면 먼저 도메인 모델 안에 책임을 수행하기에 적절한 타입이 존재하는지 살펴보라. 적절한 타입을 발견했다면 책임을 수행할 객체를 그 타입의 인스턴스로 만들어라. 현실 속의 객체와 소프트웨어 객체가 완전히 동일할 수는 없겠지만 적어도 소프트웨어 객체에게 현실 객체와 유사한 이름을 붙여 놓으면 유사성을 통해 소프트웨어 객체가 수행해야 하는 책임과 상태를 좀 더 쉽게 유추할 수 있다.

2.2 인터페이스 정리하기

우리가 힘들여 얻어낸 것은 객체들의 인터페이스다. 객체가 수신한 메시지가 객체의 인터페이스를 결정한다는 사실을 기억하라. 메시지가 객체를 선택했고, 선택된 객체는 메시지를 자신의 인터페이스로 받아들인다.

각 객체를 협력이라는 문맥에서 떼어내어 수신 가능한 메시지만 추려내면 객체의 인터페이스가 된다. 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있다는 것은 그 객체의 인터페이스 안에 메시지에 해당하는 오퍼레이션이 존재한다는 것을 의미한다.

객체의 타입을 구현하는 일반적인 방법은 클래스를 이용하는 것이다. 협력을 통해 식별된 타입의 오퍼레이션은 외부에서 접근 가능한 공용 인터페이스의 일부라는 사실을 기억하라. 따라서 인터페이스에 포함된 오퍼레이션 역시 외부에서 접근 가능하도록 공용(Public)으로 선언돼 있어야 한다. 클래스의 인터페이스는 자바의 문법을 이용해 표기했다.

class Customer {
	public void order(String menuName) {}
}

class MenuItem {
}

class Barista {
	public Coffee makeCoffee(MenuItem menuItem) {}
}

class Coffee {
	public coffee(MenuItem menuItem) {}
}

2.3 구현하기

클래스의 인터페이스를 식별했으므로 이제 오퍼레이션을 수행하는 방법을 메서드로 구현하자. 먼저 Customer의 협력을 살펴보자. Customer는 Menu에게 menuName에 해당하는 MenuItem을 찾아달라고 요청해야 한다. 그리고 MenuItem을 받아 이를 Barista에게 전달해서 원하는 커피를 제조하도록 요청해야 한다.

객체 참조를 얻는 다양한 방법이 있지만 여기서는 Customer의 order()의 메서드의 인자로 Menu, Barista 객체를 전달받는 방법으로 참조 문제를 해결하기로 한다. 이 결정은 결과적으로 Customer의 인터페이스를 변경한다.

class Customer {
	public void order(String menuName, Menu, menu, Barista barista) {}
}

남는 것은 order() 메서드의 구현을 채우는 것뿐이다.

class Customer {
	public void order(String menuName, Menu, menu, Barista barista) {
    	MenuItem menuItem = menu.choose(menuName);
        Coffee cofee = barista.makeCoffee(menuItem);
        ...
    }
}

Menu는 menuName에 해당하는 MenuItem을 찾아야 하는 책임이 있다. 이 책임을 수행하기 위해서는 Menu가 내부적으로 MenuItem을 관리하고 있어야 한다. 간단하게 Menu가 MenuItem의 목록을 포함하자. Menu의 choose() 메서드는 MenuItem의 목록을 하나씩 검사해가면서 이름이 동일한 MenuItem을 찾아 반환한다.

class Menu{
	private List<MenuItem> items;
    
    public Menu(List<MenuItem> items) {
    	this.items = items;
    }
    
    public MenuItem choose(String name) {
    	for (MenuItem each : items) {
        	if(each.getName().equals(name)) {
            	return each;
            }
         }
     }
     return null;
  }
}

Barista는 MenuItem을 이용해서 커피를 제조한다.

class Barista {
	public Coffee makeCoffee(MenuItem menuItem) {
    	Coffee coffee = new Coffee(menuItem);
        return coffee;
    }
}

Coffee는 자기 자신을 생성하기 위한 생성자를 제공한다. Coffee는 커피 이름과 가격을 속성으로 가지고 생성자 안에서 MenuItem에 요청을 보내 커피 이름과 가격을 얻은 후 Coffee으 속성에 저장한다.

class Coffee {
	private String name;
    private int price;
    
    public Coffee(MenuItem menuItem) {
    	this.name = menuItem.getName();
        this.name = menuItem.cost();
    }
    
    public int cost() {
    	return price;
    }
    
    public String getName() {
    	return name;
    }
}

모든 구현이 끝났다. 이제 객체지향적인 설계와 구현이 무엇인지를 이해하기 시작했을 것이다. 메시지가 객체를 결정한다는 말의 의미, 책임을 따라 설계가 이뤄지는 과정, 인터페이스와 구현의 분리가 같은 다양한 이휴에 대해 어렴풋하게나마 개념을 잡을 수 있었기를 바란다.

3. 코드의 세 가지 관점

3.1 코드는 세 가지 관점을 모두 제공해야 한다.

먼저 개념 관점에서 코드를 바라보면 Customer, Menu, MenuItem, Barista, Coffee 클래스가 보인다. 이 클래스들을 자세히 살펴보면 커피 전문점 도메인을 구성하는 중요한 개념과 관계를 반영한다는 사실을 쉽게 알 수 있다. 소프트웨어 클래스가 도메인 개념의 특성을 최대한 수용하면 변경을 관리하기 쉽고 유지보수성을 향상시킬 수 있다.

명세 관점은 클래스의 인터페이스를 바라본다. 클래스의 public 메서드는 다른 클래스가 협력할 수 있는 공용 인터페이스를 드러낸다. 공용 인터페이스는 외부의 객체가 해당 객체에 접근할 수 있는 유일한 부분이다. 인터페이스를 수정하면 해당 객체와 협력하는 모든 객체에게 영향을 미칠 수밖에 없다. 객체의 인터페이스는 수정하기 어렵다는 사실을 명심하라. 최대한 변화에 안정적인 인터페이스를 만들기 위해서는 인터페이스를 통해 구현과 관련된 세부 사항이 드러나지 않게 해야 한다. 변환에 탄력적인 인터페이스를 만들 수 있는 능력은 객체지향 설계자의 수준을 가늠하는 중요한 척도다.

3.2 도메인 개념을 참조하는 이유

어떤 메시지가 있을 때 그 메시지를 수신할 객체를 어떻게 선탣하는가? 첫 번째 전략은 도메인 개념 중에서 가장 적절한 것을 선택하는 것이다. 도메인 개념 안에서 적절한 객체를 선택하는 것은 도메인에 대한 지식을 기반으로 코드의 구조와 의미를 쉽게 유추할 수 있게 한다. 이것은 시스템의 유지보수성에 커다란 영향을 미친다.

소프트웨어는 항상 변한다. 설계는 변경을 위해 존재한다. 여러 개의 클래스로 가능을 분할하고 클래스 안에서 인터페이스와 구현을 분리하는 이뉴는 변경이 발생했을 때 코드를 좀 더 수월하게 수정하길 간절히 원하기 때문이다. 소프트웨어 클래스가 도메인 개념을 따르면 변화에 쉽게 대응할 수 있다.

3.3 인터페이스와 구현을 분리하라

다시 한번 강조한다. 인터페이스와 구현을 분리하라.

명세 관저과 구현 관점이 뒤섞여 머릿속을 함부로 어지럽히지 못하게 하라. 명세 관점은 클래스의 안정적인 측면을 드러내야 한다. 구현 관점은 클래스의 불안정한 측면을 드러내야 한다. 인터페이스가 구현 세부 사항을 노출하기 시작하면 아주 작은 변동에도 전체 협력이 요동치는 취약한 설계를 얻을 수밖에 없다.

캡슐화를 위반해서 구현을 인터페이스 밖으로 노출해서도 안 되고, 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하지 않고 흐릿하게 섞어놓아서도 안 된다. 결국 세 가지 관점 모두에서 클래스를 바라볼 수 있으려면 훌륭한 설계가 뒷받침돼야 하는 것이다.