[객체지향의 사실과 오해] 책임과 메시지

 

자율적인 책임

1. 설계의 품질을 좌우하는 책임

적절한 책임이 자율적인 객체를 형성하고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 만든다. 따라서 협력에 참여하는 객체가 얼마나 자율적인지가 전제 채플리케이션의 품질을 결정한다.

 해당 그림에서 모자 장수는 왕의 요청을 받아야만 책임을 수행하기 시작하겠지만 증언 방식이나 증언에 필요한 자료는 스스로의 의지와 판단에 따라 자유롭게 선택할 수 있다. 즉, 모자 장수는 증언할 책임을 자율적인 방식으로 수행할 수 있다.

 두 번째 사진에서는 왕이 모자장수에게 어떻게 증언해야하는지 상세하게 요청한다. 그러므로 모자 장수는 책임을 수행하기 위해 자신의 의지나 판단력이 아닌 왕의 명령에 의존할 수 밖에 없다. 결과적으로 모자 장수는 자율적으로 책임을 수행할 수 없다.

객체지향 세계는 자율적인 객체들의 공통체를 이루고 있어야 한다.객체가 자율적이기 위해서는 객체에게 할당되는 책임의 수준도 자율적이어야 한다.

무조건 추상적인 책임이 좋은 것은 아니다. 너무 포괄적이고 추상적인 책임은 좋지 않다. 협력 의도를 명확하게 표현해야 한다. 세 번째 그림을 보면 모자 장수는 왕과 협력하기 위해 '설명하라' 라는 책임을 수행한다. 여기서 '설명하라' 요청은 무엇을 설명할지에 대해 의도를 명확히 표현하지 않았다. 지나치게 추상적이다. 

 자율적인 책임의 특징은 객체가 '어떻게 (how)' 해야 하는가가 아닌 '무엇(what)'을 해야하는가이다. '증언하라'라는 요청은 무자 장수가 협력을 위해 '무엇'을 해야하는지 결정하지만 '어떻게' 해야 하는지에 대해서는 전혀 언급되지 않는다. 증언할 방법은 모자 장수가 자율적으로 선택할 수 있다.

책임이라는 말 속에는 어떤 행동을 수행한다는 의미가 포함되어 있다. 객체는 다른 객체로부터 요청을 받을 때만 행동을 시작한다. 따라서 객체가 자신에게 할당된 책임을 수행하도록 만드는 것은 외부에게 전달되는 요청이다. 객체가 다른 객체에게 접근할 수 있는 유일한 방법은 요청을 전송하는 것 뿐이다. 이 요청을 메시지라고 부른다. 메시지는 객체가 행동을 수행하도록 만드는 유일한 방법이다.

 

메시지와 메서드

1. 메시지

 메시지 이름(message name)은 왕이 모자 장수에게 전송하는 메시지인 '증언하라'라는 부분이다. 메시지를 전송할 때 추가 정보를 메시지의 인자(argument)를 통해 제공할 수 있다. 수신자는 메시지를 처리하기 위해 메시지에 실려있는 인자를 사용할 수 있다. 예를 들어, '증언하라' 메시지를 보낼 때 인자를 통해 '언제'와 어디서'라는 추가적인 정보를 제공한다는 것이다. 즉, 메시지는 메시지 이름과 인자로 두 부분으로 구성된다.

 메시지 전송은 수신자와 메시지의 조합이다. 수신자, 메시지 이름, 인자의 순서대로 나열하면 메시지 전송이 된다. 예를들어 '모자장수.증언하라(어제, 왕국)' 처럼 말이다. 따라서 메시지의 모양이 객체가 수행할 책임의 모양을 결정한다.

2. 메서드

 모자 장수가 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 증언 방법이 '메서드'다. 객체는 메시지를 수신하면 먼저 해당 메시지를 처리할 수 있는지 여부를 확인한다. 메시지를 처리할 수 있다고 판단되면 자신에게 주어진 책임을 다하기 위해 메시지를 처리할 방법인 메서드를 선택한다.

3. 다형성

 다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다. 즉, 서로 다른 타입에 속하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 경우 각자만의 메서드를 이용해 메시지를 처리할 수 있는 매커니즘이다.

 다형성은 역할, 책임, 협력과 깊은 관련이 있다. 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유하고 있다는 것을 의미한다. 다형성에서 중요한 것은 메시지의 송신자의 관점이다. 메시지 수신자들이 동일한 요청을 서로 다른 방식으로 처리하더라도 메시지 송신자의 관점에서 이 객체들은 동일한 책임을 수행하는 것이다. 

 다형성은 메시지 송신자의 관점에서 동일한 역할을 수행하는 다양한 타입의 객체와 협력할 수 있게 한다. 다형성은 '대체 가능성'의 의미를 지니고 있다. 대체 가능하다는 것은 송신자의 메시지를 처리할 수 있다는 것을 의미한다. 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다. 따라서 송신자의 메시지를 처리만 할 수 있다면 수신자의 타입을 자유롭게 추가할 수 있다.

 다형성은 송신자와 수신자 간의 결합도를 객체간의 결합도에서 메시지에 대한 결합도로 낮춘다. 따라서 다형성을 통해 메시지를 이해할 수 있는 어떤 객체와도 협력할 수 있는 유연하고 확장 가능한 구조를 만든다.

4. 유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미

 첫째, 협력이 유연해진다. 송신자는 수신자가 메시지를 이애한다면 누구라도 상관하지 않는다.

 둘째, 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다. 송신자에게 아무런 영향을 미치지 않고 수신자를 교체할 수 있기 때문에 협력의 세부적인 수행 방식을 쉽게 변경할 수 있다.

 셋째, 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다. 협력에 영향을 미치지 않고서도 다양한 객체들이 수신자의 자리를 대체할 수 있기 때문에 다양한 문맥에서 협력을 재사용할 수 있다.

 

책임-주도 설계 방법

1. 책임-주도 설계는 메시지 기반이다.

 객체지향 설계는 책임을 적절한 객체에게 할당하면서 메시지 기반으로 협력하는 객체들의 관계이다. 협력 관계에서 책임을 수행하기 위해서는 책임-주도 설계가 필요하다. 책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력이다.

 책임-주도 설계는 방법에서 역할, 책임, 협력을 식별하는 것은 애플리케이션이 수행하는 기능을 시스템의 책임으로 보는 것으로부터 시작된다.

2. What/Who 사이클

 책임-주도 설계의 핵심은 어떤 행위가 먼저 필요한지를 결정한 후 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다. 이 과정을 What/Who 사이클이라고 한다. 즉, 행위가 먼저 결정 된 후에 행위를 수행할 대상을 정한다.

 협력 안에서 객체의 책임을 결정하는 것은 메시지다. 책임이 먼저 오고 객체가 책임을 따른다. 결과적으로 시스템이 수행해야 하는 전체 행위는 협력하는 객체들의 책임으로 분배된다.

3. 묻지 말고 시켜라

 What/Who 사이클의 메시지를 결정하는 시점에서는 송신자가 누구인지에 대해 알 수 없다. 송신자 또한 수신자가 누군지 알 수 없기에 송신자와 수신자가 느슨하게 결합된다. 송신자는 수신자가 어떤 객체인지는 모르지만 자신의 메시지를 잘 처리할 것이라고 믿고 메시지를 전송해야 한다. 이런 스타일의 협력 패턴을 '묻지 말고 시켜라'라고 부른다.

 묻지 말고 시켜라 패턴의 핵심은 객체가 다른 객체의 결정에 간섭하지 말고 모든 객체는 자신의 상태를 기반으로 스스로 결정하는 것이다. 객체는 다른 객체의 상태를 묻지 말아야 한다. 필요한 메시지를 전송만 하고 메시지를 수신하는 객체가 스스로 메시지의 처리 방법을 결정해야 한다. 이런 스타일은 객체를 자율적으로 만들고 캡슐화를 보장하며 결합도를 낮게 유지 시켜주기에 설계의 유연성을 높여준다.

 4. 메시지를 믿어라

 메시지를 기반으로 다양한 타입의 객체들이 동일한 협력 과정에 참여할 수 있기 때문에 다양한 상황에서 협력을 재사용할 수 있다. 재사용 가능하고 확장 가능한 객체지향 설계를 구축하기 위한 핵심적인 도구인 다형성은 개별 객체가 아닌 객체들이 주고받는 메시지에 초점을 맞출 때 진가가 들어난다. 메시지를 중심으로 설계된 구조는 유연하고 확장 가능하며 재사용 가능하다.

 

객체 인터페이스

1.인터페이스

 인터페이스는 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치다. 일반적으로 인터페이스는 3가지 특징을 지닌다.

 첫째, 인터페이스의 사용법을 익히면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 대상을 쉽게 조작하거나 의사를 전달할 수 있다. 운전자는 자동차 내부를 몰라도 운전하는데 아무런 지장이 없다.

 둘째, 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동 방식만 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향을 미치지 않는다. 자동차의 내부를 변경한다고 해서 자동차를 운전 방법이 변하는 것이 아니다.

 셋째, 동일한 인터페이스라면 어떤 대상과 상호작용 할 수 있다. 모든 자동차는 운전자에게 동일한 인터페이스를 제공한다. 하나의 자동차를 운전하기 위한 인터페이스에 능숙하다면 어떤 자동차라도 운전할 수 있다.

 객체들의 인터페이스만 알면 객체의 내부 구조를 몰라도 객체와 상호작용 할 수 있다. 또, 인터페이스만 유지된다면 객체의 내부 구조나 작동 방식을 변경하거나 다른 객체로 대체해도 인터페이스 사용자에게 영향을 미치지 않는다.

2. 메시지가 인터페이스를 결정한다.

 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성된다. 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스의 모양이다.

3. 공용 인터페이스

 인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공개된 인터페이스와 내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스로 구분된다. 외부에 공개된 인터페이스를 '공용 인터페이스'라고 한다. 그리고 공용 인터페이스건 사적인 인터페이스 건 모든 인터페이스는 메시지 전송을 통해서만 접근할 수 있다.

 객체가 협력에 참여하기 위해 수행하는 메시지가 객체의 공용 인터페이스의 모양이다. 책임-주도 설계 방식의 What/Who 사이클에서 메시지를 먼저 정하기에 메시지가 수산자의 인터페이스를 결정한다. 객체의 공용 인터페이스는 객체가 외부로부터 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되어 있다.

 

인터페이스와 구현의 분리

1. 객체 관점에서 생각하는 방법

 객체지향적인 사고 방식을 위해서는 3가지 원칙이 중요하다.

 첫째, 좀 더 추상적인 인터페이스. 너무 구체적인 인터페이스보다는 추사적인 인터페이스를 설계하는 것이 좋다.

 둘째, 최소 인터페이스(minimal interface). 외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지 말아야 한다. 인터페이스를 최소로 유지하여 가능한 적은 정보만 외부에 노출해야 한다.

셋째, 인터페이스와 구현의 차이. 객체의 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 구요의 용어는 구현(implementation)이다.  객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것이 구현에 포함된다. 객체의 상태를 어떻게 표현할지, 객체의 메서드를 어떤 코드로 구성할지는 객체의 구현 부분에 포함된다. 결국 객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라는 것과 같다.

2. 인터페이스와 구현의 분리 원칙

 인터페이스와 구현의 분리(separation of interface and implementation) 원칙은 객체를 설계할 때 객체 외부에 노출되는 인터페이스와 객체의 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리하는 것이다. 객체지향의 설계 핵심은 객체를 두 개의 분리된 요소로 분할해 설계하는 것이다. 그것이 바로 외부에 공개되는 인터페이스와 내부에 감춰지는 구현이다. 

 인터페이스의 구현과 분리 원칙은 변경 관리를 위한 것이다. 객체 외부에 영향을 미치지 않는 구현 부분인 객체의 상태나 메서드 구현은 객체 내부다. 객체 외부에 영향을 미치는 것은 객체의 공용 인터페이스를 수정할 때 뿐이다. 이 두 가지를 잘 고려하여 설계하면 변경 관리에 용이한 설계를 할 수 있다. 

 인터페이스의 구현과 분리 원칙으로 송신자와 수신자의 관계를 구체적인 구현 부분이 아닌 느슨한 인터페이스에 대해서만 결합되도록 만들 수 있다.

3. 캡슐화

 캡슐화는 객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 내부로 감추는 것이다. 캡슐화를 정보 은닉(information hiding)이라고 부르기도 한다. 캡슐화는 두 가지 관점에서 사용된다.

 첫째, 상태와 행위의 캡슐화. 객체는 상태와 행위의  조합이다. 객체는 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 자율적인 실체다. 이 관점에서 캡슐화를 데이터 캡슐화(data encapsulation)라고 한다. 객체는 상태와 행위를 한데 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라서 공용 인터페이스를 통해 노출한다. 따라서 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현을 분리하기 위한 전제 조건이다.

 둘째, 사적인 비밀의 캡슐화. 객체는 외부의 객체가 자신의 내부 상태를 제어할 수 없도록 막기 위해 의사소통 가능한 특별한 경로만 외부에 노출한다. 이처럼 외부에서 객체와 의사소통할 수 있는 고정된 경로를 공용 인터페이스라고 한다.

 

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다.

 객체의 책임이 자율적일수록 협력이 이해하기 쉬워지고 유연하게 변경할 수 있다. 결과적으로 책임이 얼마나 자율적인지가 전체적인 협력의 설계 품질을 결정한다.

  책임이 자율적이면 '추상화'가 되며, '응집도'가 높아지고, '결합도'가 낮아지며, '캡슐화가' 증진되고, '인터페이스와 구현이 명확하게 분리'되며, 설계의 '유연성'과 '재사용성'이 향상된다.

1. 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다.

 자율적인 책임은 세부적인 사항들을 무시하고 의도를 드러내는 하나의 문장을 표현함으로써 협력을 단순하게 만든다. 책임이 적절하게 추상회된다.

2.  자율적인 책임은 외부와 내부를 명확하게 분리한다.

 왕과 모자 장수 사이에서 이뤄지는 협력의 양상은 두 가지 관점으로 분리한다. 첫 번째 관점은 왕이 모자 장수를 바라보는 외부 관점이다. 두 번째 관점은 모자 장수가 책임을 수행하는 방법을 표현하는 내부 관점이다. 왕은 모자 장수가 외부에 노출한 책임을 볼 수 있지만 모자 장수가 내부적으로 어떻게 책임을 수행하는지 볼 수 없다. 내부적인 작동 구현은 캡슐화로 감췄기 때문에 인터페이스와 구현이 분리된다.

3. 책임이 자율적인 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.

 왕은 모자 장수에게 '증언하라'는 요청에 어떤 방식으로 증언할지는 모자 장수가 자율적으로 책임을 수행하면 된다. 그러므로 모자 장수가 증언 방식을 변경을 하더라도 외부 협력에 대해서 아무런 영향을 미치지 않는다.

 책임이 자율적일수록 변경에 의해 수정돼야 하는 범위가 좁아지고 명확해진다. 변경의 파급효과가 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 두 객체간의 결합도가 낮아진다.

4.  자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.

 왕의 입장에서 '증언하라' 라는 책임을 수행할 수 있다면 협력 대상이 모자 장수가 아닌 그 누구도 상관없다.

5. 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다.

 재판이라는 협력 안에서 모자 장수는 '증인석에 입장하라'와 '증언하라' 라는 두 가지 책임을 수행한다. 이 두 가지 책임이 모여 재판이라는 협력 안에서 모자 장수의 역할이 '증인' 이라는 것을 쉽게 알 수 있다. 책임이 자율적일수록 객체의 존재 이유가 명확하기 때문에 역할이 더 잘 들어난다.