Chapter 6. 메시지와 인터페이스

OOP에 대한 가장 흔한 오해는 애플리케이션이 클래스의 집합이라는 것이다.
하지만 클래스는 실제적, 구체적인 도구일 뿐이고 훌륭한 코드를 위해서는
객체를 지향해야 한다. 좀 더 정확히 말해서 협력 안에서 객체가 수행하는
책임에 초점을 맞춰야 한다. 책임이 객체가 수신할 메시지의 기반이 된다.

이런 맥락에서 애플리케이션의 가장 중요한 재료는 클래스가 아닌 객체들이
주고 받는 메시지다. 클래스의 정적인 관계에서 메시지 간 동적인 흐름으로
초점을 전환해야 한다.

이 장에선 유연하고 재사용 가능한 퍼블릭 인터페이스를 만드는 데 도움이
되는 설계 원칙과 기법을 살펴본다.

🤝 협력과 메시지

클라이언트-서버 모델

협력은 어떤 객체가 다른 객체에게 무언가를 요청할 때 시작된다. 메시지는
객체 사이의 협력을 가능하게 하는 매개체다. 메시지를 매개로 하는 요청과 응답의
조합이 두 객체 사이의 협력을 구성한다.

두 객체 사이의 협력 관계를 설명하기 위해 사용하는 전통적인 메타포는
클라이언트-서버 모델이다. 협력은 클라이언트가 서버의 서비스를
요청하는 단방향 상호작용이다.

Movie의 예에서 알 수 있듯이 객체는 협력에 참여하는 동안 클라이언트와 서버의
역할을 동시에 수행하는 것이 일반적이다. 협력의 관점에서 객체는 수신하는 메시지의
집합과 외부의 객체에게 전송하는 메시지의 집합, 이렇게 두 메시지 집합으로
구성된다. 수신 메시지 집합뿐만 아니라 송신 메시지 집합도 함께 고려하는 것이 좋다.

메시지와 메시지-전송

메시지는 객체들이 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 의사소통 수단이다.
메시지는 오퍼레이션명과 인자로 구성되며 메시지 전송은 여기에 메시지
수신자를 추가한 것이다.

메시지와 메서드

메시지를 수신했을 때 어떤 코드가 실행되는지는 메시지 수신자의 실제 타입이
무엇인지에 달려 있다.

이처럼 메시지를 수신했을 때 실제로 실행되는 함수 또는 프로시저를 메서드라고
부른다. 중요한 것은 동일한 메시지를 전송하더라도 객체의 타입에 따라 실행되는
메서드가 달라질 수 있다는 것이다. 메시지와 메서드를 실행 시점에 연결하기
때문에 컴파일 시점과 실행 시점에 의미가 달라질 수 있다.

메시지와 메서드의 구분은 메시지 전송자와 메시지 수신자가 느슨하게 결합할 수
있게 한다. 메시지 수신자는 메시치 처리를 위한 메서드를 선택할 수 있는 자율권을
누린다. 이 런타임 메시지-메서드 바인딩 메커니즘은 두 객체 사이의 결합도를 낮춰
유연하고 확장가능한 코드를 작성할 수 있게 한다.

퍼블릭 인터페이스와 오퍼레이션

외부의 객체는 오직 객체가 공개하는 메시지를 통해서만 객체와 상호작용할 수
있으며 이런 메시지의 집합을 퍼블릭 인터페이스라고 부른다.

언어의 관점에서 퍼블릭 인터페이스에 포함된 메시지를 오퍼레이션이라고
부른다. 흔히 오퍼레이션은 내부 구현 코드를 제외하고 단순히 메시지와
관련된 시그니처를 가리키는 경우가 대부분이다.

그에 비해 메시지를 수신했을 때 실제 실행되는 코드는 메서드라고 부른다.

UML에서는 공식적으로 "실행하기 위해 객체가 호출될 수 있는 변환이나
정의에 관한 명세"로 오퍼레이션을 정의한다. 이 정의로 바탕으로 보면
인터페이스의 각 요소는 오퍼레이션이다. 메서드는 오퍼레이션을 구현한 것이다.

퍼블릭 인터페이스와 메시지의 관점에서 보면 '메서드 호출'보다
'오퍼레이션 호출'이라는 용어가 적절하다.

시그니처

오퍼레이션(또는 메서드)의 이름과 파라미터 목록을 합쳐 시그니처라고 부른다.
오퍼레이션은 실행 코드 없이 시그니처만을 정의한 것이다. 메서드는 이 시그니처에
구현을 더한 것이다.

중요한 것은 객체가 수신할 수 있는 메시지가 객체의 퍼블릭 인터페이스와 그 안에
포함될 오퍼레이션을 결정한다는 것이다. 결국 메시지가 객체의 품질을 결정한다.

💁 인터페이스와 설계 품질

3장에서 살펴보았듯 좋은 인터페이스는 최소한의 인터페이스와 추상적인
인터페이스라는 조건을 만족해야 한다. 최소한의 인터페이스는 꼭 필요한
연산만을 인터페이스에 포함하며, 추상적인 인터페이스는 어떻게 수행하는 지가
아니라 무엇을 하는지를 표현한다. 최소주의를 따르면서도 추상적인 인터페이스를
설계할 수 있는 가장 좋은 방법은 책임 주도 설계 방법을 따르는 것이다.

한편, 훌륭한 인터페이스의 특징을 아는 것도 올바른 설계에 보탬이 된다. 여기서는
퍼블릭 인터페이스에 품질에 영향을 미치는 다음 원칙과 기법들을 살펴본다.

• 디미터 법칙
• 묻지 말고 시켜라
• 의도를 드러내는 인터페이스
• 명령-쿼리 분리

다음 코드는 4장에서 할인 가능 여부를 체크하는 코드를 가져온 것이다.

public class ReservationAgency {
    public Reservation reserve(Screening screening, Customer customer,
                               int audienceCount) {
        Movie movie = screening.getMovie();

        boolean discountable = false;
        for(DiscountCondition condition : movie.getDiscountConditions()) {
            if (condition.getType() == DiscountConditionType.PERIOD) {
                discountable = screening.getWhenScreened().getDayOfWeek().equals(condition.getDayOfWeek()) &&
                        condition.getStartTime().compareTo(screening.getWhenScreened().toLocalTime()) <= 0 &&
                        condition.getEndTime().compareTo(screening.getWhenScreened().toLocalTime()) >= 0;
            } else {
                discountable = condition.getSequence() == screening.getSequence();
            }

            if (discountable) {
                break;
            }
        }
       ...
       
 	}
}

이 코드에서 ReservationAgency는 Screening과 결합도가 너무 높고,
Movie와 DiscountCondition에도 직접 접근한다. 변경에 매우 취약한
의존성의 집결지와 같은 코드이다.

이처럼 협력하는 객체의 내부 구조에 대한 결합으로 발생하는 설계 문제를 해결하기
위해 디미터 법칙이 제안되었다.

디미터 법칙(Law of Demeter)

이 법칙을 간단히 요약하면 객체의 내부 구조에 강하게 결합되지 않도록 협력
경로를 제한하라는 것이다. 다음과 같은 말로 요약되기도 한다.

낯선 자에게 말하지 말라

오직 인접한 이웃하고만 말하라

오직 하나의 도트만 사용하라
(자바나 C#과 같이 도트(.)를 이용해 메시지를 전송하는 경우)

디미터 법칙을 따르기 위해선 클래스가 특정 조건을 만족하는 대상에게만 메시지를
전송해야 한다. 모든 클래스 $C$와 $C$에 구현된 모든 메서드 $M$에 대해서,
$M$이 메시지를 전송할 수 있는 모든 객체는 다음 서술된 클래스와 인스턴스
변수여야 한다. 이때 $M$에 의해 생성된 객체나 $M$이 호출하는 메서드에 의해
생성된 객체, 전역 변수로 선언된 객체는 모두 $M$의 인자로 간주한다.

• $M$의 인자로 전달된 클래스($C$ 자체를 포함)
• $C$의 인스턴스 변수의 클래스

위 설명이 이해하기 어렵다면 클래스 내부 메서드가 아래 조건을 만족하는
인스턴스에만 메시지를 전송하도록 프로그래밍한다고 생각해도 무방하다.

• this 객체
• 메서드의 매개변수
• this의 속성
• this 속성인 컬렉션 요소
• 메서드 내에서 생성된 지역 객체

public class ReservationAgency {
    public Reservation reserve(Screening screening, Customer customer, int audienceCount) {
        Money fee = screening.calculateFee(audienceCount);
        return new Reservation(customer, screening, fee, audienceCount);
    }
}

위 코드에서 ReservationAgency는 Screening의 내부에 대해 어떤 것도 알지
못한다.

디미터 법칙에 따르면 부끄럼타는 코드(shy code)를 작성할 수 있다. 해당
개념은 불필요한 어떤 것도 다른 객체에게 보여주지 않으며, 다른 객체의 구현에
의존하지 않는 코드를 말한다.

디미터의 법칙과 캡슐화

캡슐화 원칙이 클래스 내부를 감춰야 한다는 사실을 강조한다면 디미터 법칙은
협력하는 클래스의 캡슐화를 지키기 위해 접근해야 하는 요소를 제한한다.

screening.getMovie().getDiscountConditions();

위 코드는 전형적인 디미터 법칙을 어기는 형태이다. 메시지 전송자가 수신자의
내부 구조를 물어보고 반환받은 요소에 대해 연쇄적으로 메시지를 전송한다.
이와 같은 코드를 기차 충돌(train wreck)이라고 부르는데 여러 대의
기차가 한 줄로 늘어서 충돌한 것처럼 보이기 때문이다.

디미터 법칙을 따르도록 개선하면 메시지 전송자는 수신자의 내부 구조에 관해
묻지 않게 된다.

screening.calculateFee(audienceCount);

묻지 말고 시켜라(Tell, Don't Ask)

디미터 법칙은 훌륭한 메시지는 객체의 상태에 관해 묻지 말고 원하는 것을 시켜야
한다는 사실을 강조한다. 묻지 말고 시켜라는 이런 스타일의 메시지 작성을
장려하는 원칙을 가리키는 용어다.

묻지 말고 시켜라 원칙을 따르면 객체의 정보를 이용하는 행동을 객체의 외부가 아닌
내부에 위치시키기 때문에 자연스럽게 정보와 행동을 동일한 클래스 안에 두게 된다.
이에 따라 내부의 상태를 이용해 어떤 결정을 내리는 로직이 외부에 있다면 그 객체가
책임져야 하는 행동이 외부로 누수된 것이다.

상태를 묻는 오퍼레이션을 행동을 요청하는 오퍼레이션으로 대체함으로써 인터페이스를
향상시켜라. 한편, 훌륭한 인터페이스를 수확하기 위해서는 객체가 어떻게 작업을
수행하는지를 노출해서는 안된다.

의도를 드러내는 인터페이스

켄트 백은 그의 기념비적 저서(Smalltak Best Practice Patterns)에서
메서드를 명명하는 두 가지 방법을 설명했다.

메서드가 작업을 어떻게 수행하는지를 나타내도록 명명
(메서드의 이름이 내부 구현을 드러냄)

public class PeriodCondition {
	public boolean isSatisfiedByPeriod(Screening screening) { ... }
}

public class SequenceCondition {
	public boolean isSatisfiedBySequence(Screening screening) { ... }
}

이런 스타일이 좋지 않은 이유는 두 가지로 요약할 수 있다.

• 메서드에 대해 제대로 커뮤니케이션하지 못한다. 클라이언트 관점에서 두 메서드는
  모두 할인 조건을 판단하는 동일한 작업을 수행한다. 하지만 메서드 이름이 달라
  내부 구현을 제대로 이해하지 못한다면 두 메서드가 동일 작업을 수행한다는 사실을
  알기가 어렵다.
• 더 큰 문제는 메서드 수준에서 캡슐화를 위반한다는 것이다. 클라이언트로 하여금
  협력하는 객체의 종류를 알도록 강요한다. 만약 할인 여부 판단 방법이 변경된다면
  메서드 이름 역시 변경해야 한다.

메서드의 이름을 '어떻게'가 아니라 '무엇'을 하는지를 드러나게 명명
이 방법은 외부 객체가 메시지를 전송하는 목적을 먼저 생각하도록 만들며,
결과적으로 협력하는 클라이언트의 의도에 부합하게 메서드 이름을 명명할 수 있다.

public class PeriodCondition {
	public boolean isSatisfiedBy(Screening screening) { ... }
}

public class SequenceCondition {
	public boolean isSatisfiedBy(Screening screening) { ... }
}

아쉽게도 자바 같은 정적 타이핑 언어에선 단순히 메서드 이름이 같다고 해서 동일
메시지를 처리할 수 있는 것은 아니다. 두 메서드를 가진 객체를 동일 타입을 간주할
수 있도록 인터페이스를 사용할 수 있다.

public interface DiscountCondition { 
	boolean isSatisfiedBy(Screening screening);
}

public class PeriodCondition implements DiscountCondition {
	public boolean isSatisfiedBy(Screening screening) { ... }
}

public class SequenceCondition implements DiscountCondition {
	public boolean isSatisfiedBy(Screening screening) { ... }
}

이처럼 어떻게 하느냐가 아니라 무엇을 하느냐에 따라 메서드 이름을 짓는 패턴을
의도를 드러내는 선택자(Intention Revealing Selector)라고 부른다.

하나의 구현의 가진 메서드 이름을 일반화하는 훈련법을 소개한다. 매우 다른
두 구현을 상상하라. 그리고 해당 메서드들에 동일한 이름을 붙인다고 상상해보라.
그렇게 하면 아마도 가장 추상적인 이름을 메서드에 붙일 것이다.
-켄트 백

<도메인 주도 설계>에서 에릭 에반스는 이 개념을 확장하여 의도를 드러내는
인터페이스를 제시했다. 한 마디로 구현과 관련된 모든 정보를 캡슐화하고
객체의 퍼블릭 인터페이스에는 협력과 관련된 의도만을 표현해야 한다는 것이다.

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디미터 법칙을 위반하는 티켓 판매 도메인

package org.eternity.theater.step01;

public class Theater {
    private TicketSeller ticketSeller;

    public Theater(TicketSeller ticketSeller) {
        this.ticketSeller = ticketSeller;
    }

    public void enter(Audience audience) {
        if (audience.getBag().hasInvitation()) {
            Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTicket();
            audience.getBag().setTicket(ticket);
        } else {
            Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTicket();
            audience.getBag().minusAmount(ticket.getFee());
            ticketSeller.getTicketOffice().plusAmount(ticket.getFee());
            audience.getBag().setTicket(ticket);
        }
    }
}

디미터 법칙에 따라 Theater가 인자로 전달된 audience와 인스턴스 변수인
ticketSeller에게 메시지를 전송하는 것은 문제가 없다. 하지만, audience와
ticketSeller내부의 객체에 직접 접근한다는 것이 문제다.

audience.getBag().minusAmount(ticket.getFee());

근본적으로 디미터 법칙을 위반하는 설계는 인터페이스와 구현의 분리 원칙을
위반한다. 객체의 내부 구조가 구현에 해당하기 때문이다.

묻지 말고 시켜라
Theater는 TicketSeller와 Audience의 내부 구조를 묻지 말고 원하는
작업을 시켜야 한다. 다시 말해 두 객체가 묻지 말고 시켜라 스타일을 따르는
퍼블릭 인터페이스를 가져야 한다. 디미터 법칙과 묻지 말고 시켜라 스타일에
따라 코드를 수정하면 다음과 같다.

public class Theater {
    private TicketSeller ticketSeller;

    public Theater(TicketSeller ticketSeller) {
        this.ticketSeller = ticketSeller;
    }

    public void enter(Audience audience) {
        ticketSeller.setTicket(audience);
    }
}

public class TicketSeller {
    private TicketOffice ticketOffice;

    public TicketSeller(TicketOffice ticketOffice) {
        this.ticketOffice = ticketOffice;
    }

    public void setTicket(Audience audience) {
        ticketOffice.plusAmount(audience.setTicket(ticketOffice.getTicket()));
    }
}

public class Audience {
    private Bag bag;

    public Audience(Bag bag) {
        this.bag = bag;
    }

    public Long setTicket(Ticket ticket) {
        return bag.setTicket(ticket);
    }
}

public class Bag {
    private Long amount;
    private Invitation invitation;
    private Ticket ticket;

    public Bag(long amount) {
        this(null, amount);
    }

    public Bag(Invitation invitation, long amount) {
        this.invitation = invitation;
        this.amount = amount;
    }

    public Long setTicket(Ticket ticket) {
        if (hasInvitation()) {
            this.ticket = ticket;
            return 0L;
        } else {
            this.ticket = ticket;
            minusAmount(ticket.getFee());
            return ticket.getFee();
        }
    }

    private boolean hasInvitation() {
        return invitation != null;
    }

    private void minusAmount(Long amount) {
        this.amount -= amount;
    }
}

위 같은 과정을 거쳤다면 인터페이스가 클라이언트의 의도를 올바르게 반영했는지를
확인해야 한다.

인터페이스에 의도를 드러내자
안타깝게도 현재 인터페이스는 클라이언트의 의도를 드러내지 못한다. 리팩터링한
코드에서 set... 네이밍의 메서드들은 클라이언트에게 혼란을 줄 가능성이 높다.
의도에 따라 코드를 수정하면 다음과 같다.

public class TicketSeller {
	public void sellTo(Audience audience) { ... }
}

public class Audience {
	public Long buy(Ticket ticket) { ... }
}

public class Bag {
	public Long hold(Ticket ticket) { ... }
}

이 예제를 통해 오퍼레이션은 클라이언트가 객체에게 무엇을 원하는지를 명확히
표현해야 한다는 것을 알 수 있다. 디미터 법칙은 객체 간 협력을 설계할 때
캡슐화를 위반하는 메시지가 인터페이스에 포함되지 않게 제한한다. 묻지 말고
시켜라 원칙은 디미터 법칙을 준수하는 협력을 만들기 위한 스타일을 제시한다.

🪤 원칙의 함정

디미터 법칙과 묻지 말고 시켜라 스타일은 객체의 퍼블릭 인터페이스를 깔끔하고
유연하게 만들 수 있는 훌륭한 설계 원칙이다. 하지만 절대적인 법칙은 아니다.

원칙이 현재 상황에 부적합하다고 판단된다면 과감하게 원칙을 무시하라.
원칙을 아는 것보다 더 중요한 것은 원칙이 언제 유용한 지 판단하는 능력이다.

디미터 법칙은 하나의 도트(.)를 강제하는 규칙이 아니다

IntStream.of(1,15,20,3,9).filter(x -> x>10).distinct().count();

IntStream을 사용한 위 코드가 기차 충돌을 초래하기에 디미터 법칙을 위반한다고
생각할 수 있다. 하지만 위 코드에서 모든 메서드는 IntStream이라는 동일 클래스의
인스턴스를 반환한다.

따라서 위 코드는 디미터 법칙을 위반하지 않는다. 디미터 법칙은 결합도와 관련된
것이며, 이 결합도가 문제가 되는 것은 객체 내부 구조가 외부로 노출되는 경우로
한정된다. 객체를 둘러싸고 있는 캡슐이 유지될 경우는 위반이 아니다.

결합도와 응집도의 충돌

public class Theater {
    public void enter(Audience audience) {
        if (audience.getBag().hasInvitation()) {
            Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTicket();
            audience.getBag().setTicket(ticket);
        } else {
            Ticket ticket = ticketSeller.getTicketOffice().getTicket();
            audience.getBag().minusAmount(ticket.getFee());
            ticketSeller.getTicketOffice().plusAmount(ticket.getFee());
            audience.getBag().setTicket(ticket);
        }
    }
}

위 코드에서 Theater는 Audience내부에 포함된 Bag에 대해 질문한 후
반환된 결과를 이용해 Bag의 상태를 변경한다. Theater가 Audience에
강하게 결합되기 때문에 Audience에게 상태를 변경하는 모든 코드를 위임하여
응집도가 높아지도록 개선할 수 있다.

public class Audience{
	public Long buy(Ticket ticket) {
    	if(bag.hasInvitation()){
        	bag.setTicket(ticket);
            return 0L;
        } else {
        	bag.setTicket(ticket);
            bag.minusAmount(ticket.getFee());
            return ticket.getFee();
        }
     }
}

한편, 모든 상황에서 묻지 말고 시켜라와 디미터 법칙을 준수하는 것이 항상
긍정적인 결과를 귀결되지는 않는다. 맹목적으로 위임 메서드를 추가할 경우
같은 퍼블릭 인터페이스 안에 어울리지 않는 오퍼레이션들이 공존하게 된다.
결과적으로 객체는 상관 없는 책임을 떠안게 되어 응집도가 낮아지고 클래스들은
변경에 취약해진다.

public class PeriodCondition implements DiscountCondition {
	 public boolean isSatisfiedBy(Screening screening) {
        return dayOfWeek.equals(screening.getWhenScreened().getDayOfWeek()) &&
                startTime.compareTo(screening.getWhenScreened().toLocalTime()) <= 0 &&
                endTime.compareTo(screening.getWhenScreened().toLocalTime()) >= 0;
    }
}

위 코드는 언뜻 보기에 Screening의 내부 상태를 가져와 사용하여 캡슐화를
위반한 것으로 볼 수 있다. 따라서 Screening의 isDiscountable메서드로
옮기고 PeriodCondition이 그 메서드를 호출하도록 변경하면 묻지 말고 시켜라
스타일을 준수할 수 있을 것이다.

public class Screening {
	public boolean isDiscountable(DayOfWeek dayOfWeek, LocalTime startTime, LocalTime endTime) {
    return whenScreened.getDayOfWeek().equals(dayOfWeek) &&
    	startTime.compareTo(whenScreened.toLocalTime()) <= 0 &&
        endTime.compareTo(whenScreened.toLocalTime()) >= 0;
}

public class PeriodCondition implements DiscountCondition {
	public boolean isSatisfiedBy(Screening screening) {
    	return screening.isDiscountable(dayOfWeek, startTime, endTime);
    }
}

하지만 이렇게 하면 Screening이 할인 조건을 판단하는 책임을 지게 된다.
이것은 Screening이 담당하는 본질적인 책임이 아니기에 객체의 응집도가
낮아진다. 반면 PeriodCondition에겐 할인 조건을 판단하는 책임이 본질적이다.
게다가 Screening이 PeriodCondition의 인스턴스 변수를 인자로 받기
때문에 두 객체 사이의 결합도도 증가시킨다.

따라서 Screening의 캡슐화를 향상시키는 것보다 Screening의 응집도를
높이고 두 객체 사이의 결합도를 낮추는 것이 전체적인 관점에서 더 좋다.

가끔은 묻는 것 외에 다른 방법이 존재하지 않는 경우도 있다. 컬렉션에 포함된
객체들을 처리하는 유일한 방법은 객체에게 물어보는 것이다.

for(Movie each : movies) {
	total += each.getFee();
}

물으려는 객체가 정말 데이터인 경우도 있다. 객체는 내부 구조를 숨겨야 하므로
디미터 법칙을 따르는 것이 좋지만 자료 구조라면 당연히 내부를 노출해야 하므로
해당 법칙을 적용할 필요가 없다.

✂ 명령-쿼리 분리 원칙

어떤 절차를 묶어 호출 가능하도록 이름을 부여한 기능 모듈을 루틴이라고
부른다. 루틴은 다시 프로시저와 함수로 구분할 수 있다. 프로시저는
정해진 절차에 따라 내부의 상태를 변경하는 루틴의 한 종류다. 이에 반해
함수는 어떤 절차에 따라 필요한 값을 계산해서 반환하는 루틴의 한 종류다.
프로시저와 함수를 명확히 구분해 루틴을 작성할 때 다음 제약을 따라야 한다.

• 프로시저는 부수효과를 발생시킬 수 있지만 값을 반환할 수 있다.
• 함수는 값을 반환할 수 있지만 부수효과를 발생시킬 수 없다.

명령과 쿼리는 객체의 인터페이스 측면에서 프로시저와 함수를 부르는
또 다른 이름이다.

명령-쿼리 분리 원칙의 요지는 오퍼레이션은 부수효과를 발생시키는 명령이나
부수효과를 발생시키지 않는 쿼리 중 하나여야 한다는 것이다. 어떤 오퍼레이션도
명령인 동시에 쿼리여서는 안 된다. 따라서 다음의 원칙을 준수해야 한다.

• 객체의 상태를 변경하는 명령은 반환값을 가질 수 없다.
• 객체의 정보를 반환하는 쿼리는 상태를 변경할 수 없다.

이 원칙에 따라 작성된 객체의 인터페이스를 명령-쿼리 인터페이스라고 부른다.

명령과 쿼리르 분리해서 얻게 되는 장점이 무엇일까?

반복 일정의 명령과 쿼리 분리하기

일정 관리의 중요성을 위하여 반복적인 일정을 쉽게 관리하는 소프트웨어를 개발하기로
결정했다. 도메인의 중요한 두 개념을 살펴보자. 먼저 "이벤트"는 특정 일자에 실제로
발생하는 사건을 의미한다. "반복 일정"은 일주일 단위로 돌아오는 특정 시간 간격에
발생하는 사건 전체를 포괄적으로 지칭하는 용어다. 하지만, 이 프로젝트 도중
당혹스러운 버그가 발생했다.

public class Event {
    private String subject;
    private LocalDateTime from;
    private Duration duration;

    public Event(String subject, LocalDateTime from, Duration duration) {
        this.subject = subject;
        this.from = from;
        this.duration = duration;
    }
}

"반복 일정"은 RecurringSchedule 클래스로 구현된다.

public class RecurringSchedule {
    private String subject;
    private DayOfWeek dayOfWeek;
    private LocalTime from;
    private Duration duration;

    public RecurringSchedule(String subject, DayOfWeek dayOfWeek,
                             LocalTime from, Duration duration) {
        this.subject = subject;
        this.dayOfWeek = dayOfWeek;
        this.from = from;
        this.duration = duration;
    }

    public DayOfWeek getDayOfWeek() {
        return dayOfWeek;
    }

    public LocalTime getFrom() {
        return from;
    }

    public Duration getDuration() {
        return duration;
    }
}

Event 클래스는 현재 이벤트가 RecurringSchedule이 정의한 반복 일정 조건을
만족하는지를 검사하는 isSatisfied 메서드를 제공한다.

RecurringSchedule scheduel = new RecurringSchedule("회의", DayOfWeek.WEDNESDAY,
	LocalTime.of(10, 30), Duration.ofMinutes(30));
Event meeting = new Event("회의", LocalDateTime.of(2019, 5, 8, 10, 30), Duration.ofMinutes(30));

assert meeting.isSatisfied(schedule) == true;

안타깝게도 이 isSatisfied 메서드 내에 버그가 숨겨져 있다.

RecurringSchedule scheduel = new RecurringSchedule("회의", DayOfWeek.WEDNESDAY,
	LocalTime.of(10, 30), Duration.ofMinutes(30));
Event meeting = new Event("회의", LocalDateTime.of(2019, 5, 9, 10, 30), Duration.ofMinutes(30));

assert meeting.isSatisfied(schedule) == false;
assert meeting.isSatisfied(schedule) == false;

위 코드에서 흥미로운 부분은 처음엔 조건을 충족하지 않는데 isSatisfied를 다시
호출하였을 때는 결과가 달라진다는 점이다.

public class Event {
	public boolean isSatisfied(RecurringSchedule schedule){
        if(from.getDayOfWeek() != schedule.getDayOfWeek() ||
    	    !from.toLocalTime().equals(schedule.getFrom()) ||
            !duration.equals(schedule.getDuration())){
            	reschedule(schedule);
            	return false;
        }
        
        return true;
    }
}

isSatisfied 메서드는 reschedule을 호출하여 Event 객체의 상태를
수정한다.

public class Event { 
    private void reschedule(RecurringSchedule schedule) {
        from = LocalDateTime.of(from.toLocalDate().plusDays(daysDistance(schedule)),
                schedule.getFrom());
        duration = schedule.getDuration();
    }

    private long daysDistance(RecurringSchedule schedule) {
        return schedule.getDayOfWeek().getValue() - from.getDayOfWeek().getValue();
    }
}

rescheduel메서드는 Event의 일정을 인자로 전달된 RecurringSchedule의
조건에 맞게 변경한다. 따라서 isSatisfied 내에서 Event가 RecurringSchedule에
설정된 조건을 만족하지 못할 경우 Event의 상태를 조건을 만족시키도록 변경한 후
false를 반환한다.

버그를 찾기 어려운 이유는 isSatisfied 메서드가 명령과 쿼리, 두 역할을 동시에
수행하고 있었기 때문이다. Event의 상태를 변경하는 내부 로직이 존재하기에
부수효과를 가지는 명령이 된다. 명령과 쿼리를 뒤섞으면 실행 결과를 예측하기가
어려워질 수 있다.

public class Event {
	public boolean isSatisfied(RecurringSchedule schedule) {
        if (from.getDayOfWeek() != schedule.getDayOfWeek() ||
                !from.toLocalTime().equals(schedule.getFrom()) ||
                !duration.equals(schedule.getDuration())) {
            return false;
        }

        return true;
    }

    public void reschedule(RecurringSchedule schedule) {
        from = LocalDateTime.of(from.toLocalDate().plusDays(daysDistance(schedule)),
                schedule.getFrom());
        duration = schedule.getDuration();
    }
}

명령과 쿼리를 분리하도록 수정한 후 isSatisfied메서드는 순수한 쿼리가 됐다.
반환 값을 돌려주는 메서드는 쿼리이므로 부수 효과에 대한 부담이 없다.

이제 Event가 RecurringSchedule의 조건을 만족시키지 못할 경우
reschedule 메서드를 호출할 지 사용하는 쪽에서 결정할 수 있다.

if(!event.isSatisfied(schedule)){
	event.reschedule(schedule);
}

이렇게 작성된 코드는 예측 가능하고 이해하기 쉬우며, 디버깅과 유지보수가 용이하다.

명령-쿼리 분리와 참조 투명성

참조 투명성이란 "어떤 표현식 $e$가 있을 때 모든 $e$를 $e$의 값으로 바꾸더라도
결과가 달라지지 않는 특성을 말한다.

수학에서 함수는 동일 입력에 대해 동일 값을 반환하기 때문에 참조 투명성을 만족시키는
이상적인 예다. 이처럼 어떤 값이 변하지 않는 성질을 불변성이라고 부른다.
이 말은 부수효과가 발생하지 않는다는 말과 동일하다.

부수효과가 없는 불변의 세상에서 모든 로직은 참조 투명성을 만족시킨다. 불변성은
부수효과의 발생을 방지하고 참조 투명성을 만족시킨다.

참조 투명성을 만족하는 식은 두 가지 장점을 제공한다.

• 모든 함수를 이미 알고 있는 결과값으로 대체할 수 있기 때문에 식을 쉽게
  계산할 수 있다.
• 모든 곳에서 함수의 결괏값이 동일하기 때문에 식의 순서를 변경하더라도 각 식의
  결과는 달라지지 않는다.

OOP는 객체의 상태 변경이라는 부수효과를 기반으로 하기 때문에 참조 투명성은
예외에 가깝다. 하지만 명령-쿼리 분리 원칙을 사용하면 부수효과를 가지지 않는
쿼리를 명백히 분리하여 제한적으로 참조 투명성을 누릴 수 있다.

근래에는 부수효과가 존재하지 않는 수학적 함수에 기반한 FP를 OOP에 접목시키는
추세이다.

책임에 초점을 맞춰라

메시지를 먼저 선택하는 방식이 디미터 법칙, 묻지 말고 시켜라 스타일, 의도를
드러내는 인터페이스, 명령-쿼리 분리 원칙에 미치는 긍정적 영향은 다음과 같다.

• 디미터 법칙
  협력이라는 컨텍스트 내에서 객체보다 메시지를 먼저 결정하면 두 객체간 구조적
  결합도를 낮출 수 있다. 객체 내부 구조에 대해 고민하지 않고 메시지를 먼저
  선택하기 때문에 디미터 법칙을 위반할 위험을 최소화할 수 있다.

• 묻지 말고 시켜라
  메시지를 먼저 선택하면 묻지 말고 시켜라 스타일에 따라 협력을 구조화하게 된다.

• 의도를 드러내는 인터페이스
  메시지를 먼저 선택한다는 것은 클라이언트 관점에서 메시지의 이름을 정한다는 것이다.
  자연스레 의도가 이름에 드러날 수 밖에 없다.

• 명령-쿼리 분리 원칙
  메시지를 먼저 선택하는 것은 협력이라는 문맥 내에서 객체의 인터페이스를 고민한다는
  것이다. 따라서 예측 가능한 협력을 만들기 위해 명령과 쿼리를 분리하게 된다.