좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성 (Polymorphism)

객체 지향 프로그래밍

컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 “객체”들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다.
각각의 객체는 메시지를 구조받고 데이터를 처리할 수 있다. (협력)
객체지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

유연하고 변경이 용이…?

• 레고 블럭 조립하듯이 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

다형성

다형성의 실세계 비유

역할과 구현으로 세상을 구분하여 예시

운전자 - 자동차

• 자동차가 바뀌어도 운전자에게 영향을 주지 않음
• 자동차가 바뀐다고 운전자가 자동차를 운전할 수 없는 것이 아님.
• 운전자는 “자동차 역할” Interface만을 알고 있으면 됨.
• 각각의 자동차 구현은 “자동차 역할”이라는 Interface에 맞게 만들면 됨.
• 클라이언트(운전자)는 자동차가 내부적으로 바뀌어도 운전하는데 문제가 없음.

• 각각의 등장인물 역할을 누구나 할 수 있음.

역할과 구현을 분리

• 역할과 구현으로 구분하면, 세상이 단순해지고 유연해지며 변경도 편리해진다.
• 장점
  • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
  • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.

자바 언어

• 자바 언어의 다형성을 활용
  • 역할 = 인터페이스
  • 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체
• 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
• 객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기

객체의 협력이라는 관계부터 생각

• 혼자있는 객체는 없다.
• 클라이언트: 요청, 서버: 응답
• 수많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.

• 클라이언트가 서버에게 요청을 보냄.
• 그 서버조차 클라이언트가 되어 다른 서버에게 요청을 보낼 수 있음.

자바 언어의 다형성

• 오버라이딩을 떠올려보자
• 오버라이딩은 자바 기본 문법
• 오버라이딩 된 메서드가 실행
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에서 유연하게 변경할 수 있다.
• 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

• 클라이언트가 MemberRepository를 의존함
• MemberRepository에 각각 다른 두개의 구현체를 할당할 수 있음.

• MemberRepository와 전혀 관계없는 구현체는 할당할 수 없음.

• 각각의 구현체에 따라 서버는 변경되지 않으며, 요청에 대한 응답을 기대할 수 있다.

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야함.

클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

정리

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음.
• 유연하고, 변경이 용이
• 확장 가능한 설계
  • MemberRepository의 구현체를 무한히 확장 가능함.
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요
  • 인터페이스가 깨지면 모두 재설계해야함.
  • 그렇기에 인터페이스를 잘 설계하는 것이 무엇보다 중요함.

한계

• 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
• 자동차를 비행기로 변경해야 한다면?
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

스프링과 객체지향

• 다형성이 가장 중요하다.
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이! 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

SOLID

클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리

• SRP: 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)
• OCP: 개방-폐쇄 원칙 (Open/Closed Principle)
• LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)
• ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)
• DIP: 의존관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

SRP 단일 책임 원칙

Single Responsibility Principle

• 하나의 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다.
  • 클 수도 있고, 작을 수도 있다.
  • 문맥과 상황에 따라 다르다.
• 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
• 예) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

OCP 개방-폐쇄 원칙

Open/Closed Principle

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
• 다형성을 활용해 보자.
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
• 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자
• 인터페이스를 활용한 기능의 확장

문제점

• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
  • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); // 기존코드
  • MemberRepository m = new JdbcMemberRepository(); // 변경코드
• 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
• 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.
• 문제를 해결하기 위해, 객체를 생성하고 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.

LSP 리스코프 치환 원칙

Liskov Substitution principle

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.
• 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것, 다형성을 지원하기 위한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체를 믿고 사용하려면 이 원칙이 필요하다.
• 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기
• 반드시 기능적인 보장이 있어야 함.

ISP 인터페이스 분리 원칙

Interface Segregation Principle

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
• 예) 자동차 인터페이스 → 운전 인터페이스 + 정비 인터페이스로 분리
  • 사용자 클라이언트 → 운전자 클라이언트 + 정비사 클라이언트로 분리
• 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음.
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

DIP 의존관계 역전 원칙

Dependency Inversion Principle

• 프로그래머는 “추상에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.”
  • 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
  • 구현 클래스만 바라보지 말고, 인터페이스 클래스만 바라봐라.
  • MemberService가 MemberRepository만 바라보고, MemoryMemberRepository에 대해서는 몰라야함.
• 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야한다는 것과 같다.
  • 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다.
  • 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.
• 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
  • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
  • MemberService가 MemoryMemberRepository도 알고 있음.
  • DIP위반임.

정리

• 객체 지향의 핵심은 다형성
• 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.
• 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.
• 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다.
• 뭔가… 뭔가 더 필요하다…

객체 지향 설계와 스프링

다시 스프링으로

스프링 이야기에 왜 객체 지향 이야기가 나오는가?

• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원
  • DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공
• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장
• 쉽게 부품 교체하듯이 개발

스프링이 없던 시절에는…

• 옛날 어떤 개발자가 좋은 객체 지향 개발을 하려고 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 해봤음.
  • 해보니 할 일이 너무 많아짐.
  • 그래서 프레임워크로 만들어버림!(?)
• 순수하게 자바로 OCP, DIP 원칙들을 지키면서 개발을 해보면, 결국 스프링 프레임워크를 만들게 된다. (더 정확히는 DI 컨테이너)

정리

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자.
• 애플리케이션 설계도 공연을 설계하듯 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계다.
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자.

실무 고민

• 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.
  • 개발자가 한 번 더 파일을 열어봐야함.
• 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.