[객체지향의 사실과 오해] 2장.이상한 나라의 객체

 

 

 2장.이상한 나라의 객체

 

📍 학습 목표
객체의 상태와 행동이 서로 어떤 관계를 가지고 있는지 알아보자.

 

 

객체 지향과 인지 능력

• 객체란 인간이 분명하게 인지하고 구별할 수 있는 물리적인 또는 개념적인 경계를 지닌 어떤 것이다.
  • 물리적인 경계의 객체
    • ex) 사물, 모니터, 책상
  • 개념적인 경계의 객체
    • ex) 주문, 계좌
• 객체지향 패러다임은 인간이 인지할 수 있는 다양한 객체들이 모여 현실 세계를 이루는 것처럼 소프트웨어의 세계 역시 인간이 인지할 수 있는 다양한 소프트웨어 객체들이 모여 이뤄져 있다는 믿음에서 출발한다.
• 객체지향 패러다임은 현실 세계를 모방하는 것이 아니라 현실 세계를 기반으로 새로운 세계를 창조하는 것이다. 따라서 소프트 웨어 세계에서 살아가는 객체는 현실 세계에 존재하는 객체와는 전혀 다른 모습을 보인다.
  • 현실에서는 전등은 사람의 손길 없이는 스스로 불을 밝힐 수 없지만 소프트 웨어 세계의 전등은 외부의 도움 없이도 스스로 전원을 켜거나 끌 수 있다.
  • 현실에서는 사람이 직접 주문 금액을 계산하지만 소프트 웨어 세계에서는 주문 객체가 자신의 금액을 계산한다.
  • 현실에서는 자동차가 스스로 시동을 걸고 움직일 수 없지만, 소프 웨어 세계에서는 자동차가 스스로 시동을 걸고 움직일 수 있다.
• 실행 중인 객체지향 애플리케이션의 내부를 들여다보면 겉으로는 우리가 알고 있는 세계와 유사해 보이지만 본질적으로는 매우 이질적인 모습을 지닌다.

 

 

객체, 그리고 이상한 나라

📃 이상한 나라의 앨리스 이야기 요약
1. 문제 인식
앨리스는 복도에 숨겨져 있던 작은 문을 발견했다. 그 문 뒤에는 아름다운 정원이 펼쳐져 있다. 하지만 문의 높이가 40cm가 채 되지 않았기 때문에 앨리스는 문을 지나 아름다운 정원에 들어갈 수 없다. 

2. 앨리스가 음료수를 마시고 키가 24cm로 작아졌다.
앨리스는 자신의 몸을 작게 만들 방법을 고민했다. 방법을 찾다가 주위 탁자에 마시면 키가 작아지는 음료수 병을 발견했다. 그래서 그 음료수를 마시고 키가 24cm로 작아졌다.

3. 앨리스가 케이크를 먹고 키가 천장만큼 커졌다.
이제 문을 통과할 수 있을 정도로 키가 줄었다. 하지만 키가 너무 작아져서 탁자 위의 열쇠를 이용할 수 없게 되었다. 그 때 탁자 아래에 키가 커지는 케이크를 발견했다. 케이크를 조금 먹자 이번에는 머리가 천장에 닿을 만큼 앨리스의  몸이 커졌다.

4. 앨리스가 부채질을 하고 키가 60cm가 되었다.
이 때 곁을 지나가면 토끼가 앨리스를 보고 놀라 들고 있던 부채를 떨어뜨리고 달아났다. 앨리스는 더위를 식힐 요량으로 토끼가 떨어뜨린 부채를 이용해 부채질을 했다. 그러자 앨리스의 몸이 서서히 작아지더니 60cm 정도의 크기로 들어들었다.

5. 앨리스가 버섯을 먹고 몸 크기를 조절했다.
우여곡절 끝에 담뱃대를 뻐끔거리고 있는 쐐기벌레를 만난 앨리스는 쐐기벌레로부터 버섯 하나를 얻는다. 버섯의 한 쪽을 먹으면 몸이 커지고 다른 한 쪽을 먹으면 몸이 작아진다. 앨리스는 버섯의 한 쪽을 먹어 몸을 키우다가 몸이 너무 커지면 반대 쪽을 먹어 몸을 작게 줄였다. 반대로 몸이 너무 작아지면 다른 쪽을 먹어 몸의 크기를 조금씩 늘려 나갔다. 앨리스는 버섯의 양쪽을 번갈아 먹으며 몸의 크기를 조절했다.

6. 앨리스가 몸 크기를 적절하게 만든 후 문을 통과해서 아름다운 정원에 들어갈 수 있었다.
앨리스가 몸의 크기를 원래대로 되돌린 후에 탁자 위에 놓여 있는 열쇠를 이용해서 문을 열었다. 그 후 다시 버섯을 먹어서 키를 줄이고 문을 통과해 아름다운 정원으로 발길을 들여 놓을 수 있었다.  

 

📌 앨리스 객체

• 엘리스의 키는 음료수, 부채질, 버섯을 통해 키를 변화시켰다.
• 결국 앨리스의 키를 변화시킨 것은 앨리스의 행동이다. 앨리스의 행동에 따라 앨리스의 상태가 변하게 된다.
• 앨리스의 상태 결정하는 것은 행동이지만 행동의 결과를 결정하는 것은 상태다.
• 앨리스가 한 행동의 결과는 앨리스의 상태에 의존적이다.
• 앨리스가 성공적으로 문을 통과할 수 있는지 여부는 전적으로 앨리스의 키가 얼마나인가에 달렸다.
• 문을 통과한다는 행동의 결과는 앨리스의 위치라는 상태를 이용해 표현할 수 있다.
• 어떤 행동의 성공 여부는 이전에 어떤 행동들이 발생했는지에 영향을 받는다.
• 행동에 의해 앨리스의 상태가 변경되더라도 앨리스가 앨리스라는 사실은 변하지 않는다.
• 행동간의 순서가 중요하다.
  • 앨리스가 문을 성공적으로 통과하기 위해서는 문을 통과할 수 있을 정도로 충분히  몸을 작게 줄여야 한다.
  • 따라서 앨리스는 문을 통과하기 전에 먼저 키를 작게 줄이기 위해 음료나 케이크를 먹어야 한다.
  • 문을 통과하는 행동이 성공하려면 음료나 케이크를 먹는 행동이 선행돼야만 한다.

 

• 앨리스는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
• 앨리스의 상태를 변경시키는 것은 앨리스의 행동이다.
  • 행동의 결과는 상태에 의존적이며 상태를 이용해 서술할 수 있다.
  • 행동의 순서가 결과에 영향을 미친다.
• 엘리스는 어떤 상태에 잇더라도 유일하게 식별 가능하다.

 

 

🔍 객체, 그리고 소프트웨어 나라

• 하나의 개별적인 실체로 식별 가능한 물리적인 또는 개념적인 사물은 어떤 것이라도 객체가 될 수 있다.
• 객체는 인간의 인지 능력 안에서 개수를 셀 수 있고, 다른 사물과 구분할 수 있으며, 생성 시점을 알 수 있고, 독립적인 하나의 단위로 인지할 수 있는 사물이다.
• 객체의 다양한 특성을 효과적으로 설명하기 위해서는 객체를 상태(state), 행동(behavior), 식별자(identity)를 지닌 실체로 보는 것이 가장 효과적이다.
• 객체란 식별 가능한 개체 또는 사물이다. 객체는 자동차처럼 만질 수 있는 구체적인 사물일 수도 있고, 시간처럼 추상적인 개념일 수도 있다. 객체는 구별 가능한 식별자, 특징적인 행동, 변경 가능한 상태를 가진다. 소프트 웨어 안에서 객체는 저장된 상태와 실행 가능한 코드를 통해 구현된다.

 

 

🔍 상태

• 어떤 행동의 결과는 과거에 어떤 행동들이 일어났느냐에 의존한다.
• 상태를 이용하면 과거의 모든 행동 이력을 설명하지 않고 행동의 결과를 쉽게 예측하고 설명할 수 있다.
  
  • 앨리스의 키와 문의 높이인 두 가지 상태만 알면 문을 통과하는 행동의 결과를 알 수 있다.
• 상태를 이용하면 과거에 얽매이지 않고 현재를 기반으로 객체의 행동 방식을 이해할 수 있다.
• 상태는 근본적으로 세상의 복잡성을 완화하고 인지 과부하를 줄일 수 있는 중요한 개념이다.
• 상태를 이용해 객체의 행동을 쉽게 표현할 수 있다.
  • 앨리스의 키가 40cm 이하라면 문을 통과할 수 있다.
  • 앨리스의 위치가 정원이라는 것은 문을 통과했기 때문이다.

 

💡 상태와 프로퍼티

• 단순한 값들을 통해 객체의 상태를 표현할 수 있다.
  • 단순한 값들은 객체가 아니다. 군산한 값들은 그 자체로 독립적인 의미를 가지기보다는 다른 객체의 특성을 표현하는 데 사용된다. 즉, 객체의 상태를 표현하기 위해 사용된다.
  • 단순한 값의 예시) 숫자, 문자열, 양, 속도, 시간, 날씨, 참/거짓  
  • 앨리스의 위치는 문자열로 표현할 수 있다. 음료와 케이크의 양은 숫자로, 문이 열려있는지 여부는 참/거짓으로 표현할 수 있다.
• 객체를 사용해 다른 객체의 상태를 표현할 수 있다.
  • 앨리스가 현재 음료를 들고 있는 상태를 표현하고 싶다면 앨리스의 상태 일부를 음료라는 객체를 이용해 표현하는 것이다.
  • 앨리스가 음료를 들고 있는지 여부는 앨리스라는 객체가 음료라는 객체와 연결돼있는지 여부로 표현할 수 있다.
  • 앨리스의 상태는 키와 위치라는 단순한 값과 음료라는 객체의 조합으로 표현할 수 있다.
  • 앨리스와 음료가 연결되어 있는 것처럼 객체와 객체 사이의 의미 잇는 연결을 링크(link)라고 한다.
  • 링크는 객체가 다론 객체를 참조할 수 있다는 것을 의미한다. 이것은 일반적으로 한 객체가 다른 객체의 식별자를 알고 있다는 것으로 표현된다.
  • 객체의 링크를 통해서만 메시지를 주고 받을 수 있다.

 

• 모든 객체의 상태는 단순한 값과 객체의 조합으로 표현할 수 있다.
• 객체를 구성하는 단순한 값은 속성(attribute)이다.
  • 앨리스의 키와 위치는 단순한 값으로 표현되기 때문에 속성이다. 
• 객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티(property)라고 한다.
  • 앨리스의 키, 위치, 음료가 앨리스의 프로퍼티다.
  • 객체의 프로퍼티는 단순한 값인 속성과 다른 객체를 가리키는 링크라는 두 가지 종류의 조합으로 표현할 수 있다.
• 일반적으로 프로퍼티는 변경되지 않고 고정되기 때문에 '정적'이다.
• 반면 프로퍼티 값(property value)은 시간이 흐름에 따라 변경되기 때문에 '동적'이다.
  • 앨리스가 음료를 마시고 키를 줄이고 정원으로 들어갔다. 또, 더 이상 음료를 가지고 있지 않다.

 

💡 객체의 상태
상태는 특정 시점에 객체가 가지고 있는 정보의 집합으로 객체의 구조적 특징을 표현한다.
객체의 상태는 객체에 존재하는 정적인 프로퍼티와 동적인 프로퍼티 값으로 구성된다.
객체의 프로퍼티는 단순한 값과 다른 객체를 참조하는 링크로 구분할 수 있다.

 

 

🔍 행동

• 행동이란 외부 요청 또는 수신된 메시지에 응답하기 위해 동작하고 반응하는 활동이다.
• 행동의 결과로 객체는 자신의 상태를 변경하거나 다른 객체에게 메시지를 전달할 수 있다.
• 행동은 간접적으로 다른 객체의 상태를 변경하는 것을 가능하게 한다.
• 객체지향의 기본 사상은 상태와 상태를 조작하기 위한 행동을 하나의 단위로 묶는 것이다.
• 객체의 상태는 스스로의 행동에 의해서만 변경된다. (객체의 자율성)
  • 앨리스는 음료를 마셨기 때문에 키가 작아졌다.
  • 앨리스는 문을 통과했기 때문에 위치가 통로에서 정원으로 바뀌었다.
  • 앨리스가 특정한 행동을 할 때마다 앨리스의 키와 위치는 변경된다.
• 객체의 행동에 의해 객체의 상태가 변경되는 것은 행동이 부수 효과(side effect)를 초래했기 때문이다.
  • 앨리스가 케이크를 먹는 행위는 앨리스의 키를 작게 변화시키고 케이크의 양을 줄이는 부수 효과를 야기한다.
  • 앨리스가 문을 통과하는 행동은 앨리스의 위치를 변화시키는 부수 효과를 초래한다.
• 객체가 다른 객체와 협력하는 유일한 방법은 다른 객체에게 요청을 보내는 것이다.
• 객체의 행동은 객체가 협력에 참여할 수 있는 유일한 방법이다.

 

💡 상태와 행동의 관계
객체의 행동은 상태에 영향을 받는다.
객체의 행동은 상태를 변경시킨다.

 

 

🔍 상태 캡슐화

• 객체지향의 세계에서 모든 객체는 자신의 상태를 스스로 관리하는 자율적인 존재다.
  • 앨리스 객체의 키를 작게 만드는 것이 앨리스 자신인 것 처럼 음료 객체의 양을 줄이는 것은 음료 자신이다.
• 객체는 상태를 캡슐 안에 감춰둔 채 외부로 노출하지 않는다.
• 객체가 외부에 노출하는 것은 행동뿐이며 외부에서 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법 역시 행동뿐이다.
• 상태를 외부에 노출시키지 않고 행동을 경계로 캡슐화하는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다.
• 상태를 잘 정의된 행동 집합 뒤로 캡슐화 하는 것은 객체의 자율성을 높이고 협력을 단순하게 유연하게 만든다.

 

 

🔍 식별자

• 객체가 식별 가능하다는 것은 객체를 서로 구별할 수 있는 특정한 프로퍼티가 객체 안에 존재한다는 것을 의미한다. 이 프로퍼티가 식별자다.
• 식별자란, 어떤 객체를 다른 객체와 구분하는 데 사용하는 객체의 프로퍼티다.
• 프로퍼티의 타입은 객체나 단순한 값 중 하나다.
• 값과 객체의 차이는 값은 식별자를 가지지 않지만 객체는 식별자를 가진다.
• 시스템을 설계 할 때는 단순한 값과 객체의 차이점을 명확하게 구분하고 명시적으로 표현해야 한다.

 

• 값은 숫자, 문자열, 날짜, 시간, 금액 등 변하지 않는 양을 모델링한다.
• 값의 상태는 변하지 않는 불변 상태(immutable state)를 가진다.
• 값이 같은지 여부는 상태가 같은지를 이용해 판단한다.
• 상태를 이용해 두 이 같은지 판단 할 수 잇는 성질을 동등성(equality)이라고 한다.
  • 상태를 이용해 동등성을 판단할 수 있는 이유는 값의 상태가 변하지 않기 때문이다.
• 값은 오직 상태만을 이용해 동등성을 판단하기 때문에 인스턴스를 구별하기 위한 별도의 식별자가 필요하지 않다.

 

• 객체는 행동을 통해 상태를 변경하기 때문에 가변 상태(mutable state)를 가진다.
• 두 객체의 상태가 다르더라도 식별자가 같다면 두 객체를 같은 객체로 판단할 수 있다.
• 이처럼 식별자를 기반으로 객체가 같은지를 판단할 수 있는 성질을 동일성(identical)이라고 한다.
• 상태를 기반으로 객체의 동일성을 판단할 수 없는 이유는 시간의 흐름에 따라 객체의 상태가 변하기 때문이다. 따라서 상태가 가변적인 두 객체의 동일성을 판단하기 위해서는 상태 변경에 독립적인 별도의 식별자를 이용해야 한다.

 

💡 객체 정리
참조 객체(reference object), 엔티티(entity)는 식별자를 지닌 전통적인 의미의 객체를 가리키는 용어다.
값 객체(value object)는 식별자를 가지지 않는 값을 가리키는 용어다.

객체는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
객체의 상태를 변경시키는 것은 객체의 행동이다.
객체는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.

객체지향의 세계를 창조하는 개발자들의 주된 업무는 객체의 상태를 조회하고, 객체의 상태를 변경하는 것이다.
쿼리(query)는 객체의 상태를 조회하는 작업이다.
명령(command)은 객체의 상태를 변경하는 작업이다.
객체가 외부에서 제공하는 행동의 대부분은 쿼리와 명령으로 구성된다.

 

 

🔍 행동이 상태를 결정한다

• 상태를 먼저 결정하고 행동을 나중에 결정하는 방법은 설계에 나쁜 영향을 끼친다.
  • 첫째, 상태를 먼저 결정할 경우 캡슐화가 저해된다.
    
    • 상태에 초점을 맞출 경우 상태가 객체 내부로 깔끔하게 캡슐화되기 못하고 공용 인터페이스에 그대로 노출되버릴 확률이 높아진다.
  • 둘째, 객체를 협력자가 아닌 고립된 섬으로 만든다.
    • 상태를 먼저 고려하는 방식은 협력이라는 문맥에서 멀리 벗어난 채 객체를 설계하게 한다.
    • 혁력에 적합하지 못한 객체를 창조하게 된다.
  • 셋째, 객체의 재사용성이 저하된다.
    
    • 객체의 재사용성은 다양한 협력에 참여할 수 있는 능력에서 나온다.
• 객체지향 설계는 애플리케이션에 필요한 협력을 생각하고 협력에 참여하는 데 필요한 행동을 생각한 후 행동을 수행할 객체를 선택하는 방식으로 수행된다. 
• 협력 안에서 객체의 행동은 객체가 협력에 참여하면서 완수해야 하는 책임을 의미한다. 따라서 어떤 책임이 필요한가를 결정하는 과정이 전체 설계를 주도한다.
• 책임-주도-설계(Responsibility-Driven Design, RDD)는 협력이라는 문맥 안에서 객체의 행동을 생각하도록 응집도 높고 재사용 가능한 객체를 만들 수 있게 한다.

 

 

🔍 은유와 객체

• 추상화란 실제 사물에서 자신이 원하는 특성만 취하고 필요 없는 부분을 추려 핵심만 표현하는 행위다.
• 현실의 객체보다 더 많은 일을 할 수 있는 소프트웨어 객체의 특징을 의인화(anthropomorphism)라고 부른다.