(객체지향의 사실과 오해) 정리


객체지향의 사실과 오해 (역할, 책임, 협력 관점에서 본 객체지향)

협력하는 객체들의 공동체

  • 객체지향의 목표는 실세계를 모방하는 것이 아니다. 오히려 새로운 세계를 창조하는 것이다.
  • 객체를 스스로 생각하고 스스로 결정하는 현실 세계의 생명체에 비유하는 것은 상태와 행위를 ‘캡슐화’하는 소프트웨어 객체의 ‘자율성’을 설명하는 데 효과적이다. 현실 세계의 사람들이 암묵적인 약속과 명시적인 계약을 기반으로 목표를 달성해 나가는 과정은 ‘메시지’를 주고받으며 공동의 목표를 달성하기 위해 ‘협력’하는 객체들의 관계를 설명하는 데 적합하다.
  • 실세계의 모방이라는 객체지향의 개념은 훌륭한 프로그램을 설계하고 구현하는 실무적인 관점에서는 부적합하지만 객체지향이라는 용어에 담긴 기본 사상을 이해하고 학습하는 데는 매우 효과적이다.
  • 역할은 관련성 높은 책임의 집합이다. 객체의 역할은 사람의 역할과 유사하게 다음과 같은 특징을 지닌다.
    • 여러 객체가 동일한 역할을 수행할 수 있다.
    • 역할은 대체 가능성을 의미한다.
    • 각 객체는 책임을 수행하는 방법을 자율적으로 선택할 수 있다.
    • 하나의 객체가 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.
  • 객체를 상태와 행동을 함께 지닌 실체라고 정의한다. 이 말은 객체가 협력에 참여하기 위해 어떤 행동을 해야 한다면 그 행동을 하는 데 필요한 상태도 함께 지니고 있어야 한다는 것을 의미한다.
  • 과거의 전통적인 개발 방법은 데이터와 프로세스를 엄격하게 구분한다. 이에 반해 객체지향에서는 데이터와 프로세스를 객체라는 하나의 틀 안에 함께 묶어 놓음으로써 객체의 자율성을 보장한다. 이것이 전통적인 개발 방법과 객체지향을 구분 짓는 가장 핵심적인 차이다.
  • 객체지향의 세계에서는 오직 한 가지 의사소통 수단만이 존재한다. 이를 메시지라고 한다.
  • 객체지향이란?
    • 객체지향이란 시스템을 상호작용하는 자율적인 객체들의 공동체로 바라보고 객체를 이용해 시스템을 분할하는 방법이다.
    • 자율적인 객체란 상태와 행위를 함께 지니며 스스로 자기 자신을 책임지는 객체를 의미한다.
    • 객체는 시스템의 행위를 구현하기 위해 다른 객체와 협력한다. 각 객체는 협력 내에서 정해진 역할을 수행하며 역할은 관련된 책임의 집합이다.
    • 객체는 다른 객체와 협력하기 위해 메시지를 전송하고, 메시지를 수신한 객체는 메시지를 처리하는 데 적합한 메서드를 자율적으로 선택한다.

이상한 나라의 객체

  • 인간은 행동의 과정과 결과를 단순하게 기술하기 위해 상태라는 개념을 고안했다. 상태를 이용하면 과거에 얽매이지 않고 현재를 기반으로 객체의 행동 방식을 이해할 수 있다.
  • 객체와 객체 사이의 의미 있는 연결을 링크라고 한다. 객체와 객체 사이에는 링크가 존재해야만 요청(메시지)을 보내고 받을 수 있다.
  • 객체 간의 선으로 표현되는 링크와 달리 객체를 구성하는 단순한 값은 속성이라고 한다.
  • 객체는 자율적인 존재이다. 객체지향의 세계에서 객체는 다른 객체의 상태에 직접적으로 접근할 수도, 상태를 변경할 수도 없다. 자율적인 객체는 스스로 자신의 상태를 책임져야 한다.
  • 객체의 상태는 저절로 변경되지 않는다. 객체의 상태를 변경하는 것은 객체의 자발적인 행동뿐이다.
  • 객체는 협력에 참여하는 과정에서 자기 자신의 상태뿐만 아니라 다른 객체의 상태 변경을 유발할 수도 있다.
  • 객체의 행동으로 인해 발생하는 결과는 두 가지 관점에서 설명할 수 있다.
    • 객체 자신의 상태 변경
    • 행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송
  • 현실 세계의 객체와 객체지향 세계의 객체 사이에는 중요한 차이점이 있다. 현실과 달리 객체지향의 세계에서 모든 객체는 자신의 상태를 스스로 관리하는 자율적인 존재다.
  • 객체는 상태를 캡슐 안에 감춰둔 채 외부로 노출하지 않는다. 객체가 외부에 노출하는 것은 행동뿐이며, 외부에서 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법 역시 행동뿐이다.
  • 객체의 행동을 유발하는 것은 외부로부터의 전달된 메시지지만 객체의 상태를 변경할지 여부는 객체 스스로 결정한다. 사실 객체에게 메시지를 전달하는 외부의 객체는 메시지를 수신하는 객체의 상태가 변경된다는 사실조차 알지 못한다.
  • 상태를 외부에 노출시키지 않고 행동을 경계로 캡슐화하는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다.
  • 상태를 잘 정의된 행동 뒤로 캡슐화하는 것은 객체의 자율성을 높이고 협력을 단순하고 유연하게 만든다.
  • 상태를 먼저 결정하고 행동을 나중에 결정하는 방법은 설계에 나쁜 영향을 끼친다.
    • 상태를 먼저 결정할 경우 캡슐화가 저해된다.
    • 객체를 협력자가 아닌 고립된 섬으로 만든다.
    • 객체의 재사용성이 저하된다.
  • 객체지향 설계는 애플리케이션에 필요한 협력을 생각하고 협력에 참여하는 데 필요한 행동을 생각한 후 행동을 수행할 객체를 선택하는 방식으로 수행된다. 행동을 결정한 후에야 행동에 필요한 정보가 무엇인지를 고려하게 되며 이 과정에서 필요한 상태가 결정된다.
  • 객체지향 세계는 현실 세계의 단순한 모방이 아니다. 소프트웨어 안에 구현된 상품 객체는 실제 세계의 상품과는 전혀 다른 양상을 띤다.
    • 현실 속에서는 수동적인 존재가 소프트웨어 객체로 구현될 때는 능동적으로 변한다.
    • 소프트웨어 객체가 현실 객체의 부분적인 특징을 모방하는 것이 아니라 현실 객체가 가지지 못한 추가적인 능력을 보유하게 된다.
    • 현실 세계와 객체지향 세계 사이의 관계를 좀 더 정확하게 설명할 수 있는 단어는 은유다.
    • 현실 속의 객체의 의미 일부가 소프트웨어 객체로 전달되기 때문에 프로그램 내의 객체는 현실 속의 객체에 대한 은유다.

역할, 책임, 협력

  • 객체의 세계에서는 협력이라는 문맥이 객체의 행동 방식을 결정한다. 중요한 것은 개별 객체가 아니라 객체들 사이에 이뤄지는 협력이다.
  • 객체지향 개발에서 가장 중요한 능력은 책임을 능숙하게 소트웨어 객체에 할당하는 것이다. 책임을 어떻게 구현할 것인가 하는 문제는 객체와 책임이 제자리를 잡은 후에 고려해도 늦지 않다. 객체와 책임이 이리저리 부유하는 상황에서 성급하게 구현에 뛰어드는 것은 변경에 취약하고 다양한 협력에 참여할 수 없는 비자율적인 객체를 낳게 된다.
  • 객체의 책임은 크게 ‘하는 것’과 ‘아는 것’의 두 가지 범주로 분류된다.
    • 하는 것
      • 객체를 생성하거나 계산을 하는 등의 스스로 하는 것
      • 다른 객체의 행동을 시작시키는 것
      • 다른 객체의 활동을 제어하고 조절하는 것
    • 아는 것
      • 개인적인 정보에 관해 아는 것
      • 관련된 객체에 관해 아는 것
      • 자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것
  • 책임은 객체의 외부에 제공해 줄 수 있는 정보(아는 것의 측면)와 외부에 제공해 줄 수 있는 서비스(하는 것의 측면)의 목록이다. 따라서 책임은 객체의 공용 인터페이스를 구성한다.
  • 객체가 다른 객체에게 주어진 책임을 수행하도록 요청을 보내는 것을 메시지 전송이라고 한다. 따라서 두 객체 간의 협력은 메시지를 통해 이뤄진다.
  • 객체지향 설계는 협력에 참여하기 위해 어떤 객체가 어떤 책임을 수행해야 하고 어떤 객체로부터 메시지를 수신할 것인지를 결정하는 것으로부터 시작된다. 어떤 클래스가 필요하고 어떤 메서드를 포함해야 하는지를 결정하는 것은 책임과 메시지에 대한 대략적인 윤곽을 잡은 후에 시작해도 늦지 않다.
  • 역할은 협력 내에서 다른 객체로 대체할 수 있음을 나타내는 일종의 표식이다. 협력 안에서 역할은 “이 자리는 해당 역할을 수행할 수 있는 어떤 객체라도 대신할 수 있습니다”라고 말하는 것과 같다.
  • 역할을 대체하기 위해서는 각 역할이 수신할 수 있는 메시지를 동일한 방식으로 이해해야 한다.
  • 역할은 객체지향 설계의 단순성, 유연성, 재사용성을 뒷받침하는 핵심 개념이다.
  • 역할의 대체 가능성은 행위 호환성을 의미하고, 행위 호환성은 동일한 책임의 수행을 의미한다.

객체지향 설계 기법

  • 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design)
    • 객체지향 설계란 애플리케이션의 기능을 구현하기 위한 협력 관계를 고안하고, 협력에 필요한 역할과 책임을 식별한 후 이를 수행할 수 있는 적절한 객체를 식별해 나가는 과정이다. 객체지향 설계의 핵심은 올바른 책임을 올바른 객체에게 할당하는 것이다.
    • 책임-주도 설계에서는 시스템의 책임을 객체의 책임으로 변환하고, 각 객체가 책임을 수행하는 중에 필요한 정보나 서비스를 제공해줄 협력자를 찾아 해당 협력자에게 책임을 할당하는 순차적인 방식으로 객체들의 협력 공동체를 구축한다. 책임-주도 설계는 개별적인 객체의 상태가 아니라 객체의 책임과 상호작용에 집중한다.
  • 디자인 패턴(Design Pattern)
    • 디자인 패턴은 책임-주도 설계의 결과를 표현한다. 패턴은 모범이되는 설계다.
    • 패턴은 반복해서 일어나는 특정한 상황에서 어떤 설계가 왜 더 효과적인지에 대한 이유를 설명한다.
    • 특정 상황에 적용 가능한 디자인 패턴을 잘 알고 있다면 책임-주도 설계의 절차를 순차적으로 따르지 않고도 시스템 안에 구현할 객체들의 역할과 책임, 협력 관계를 빠르고 손 쉽게 포착할 수 있을 것이다.
  • 테스트-주도 개발(Test-Driven Development)
    • 테스트-주도 개발의 기본 흐름은 실패하는 테스트를 작성하고, 테스트를 통과하는 가장 간단한 코드를 작성한 후, 리팩터링을 통해 중복을 제거하는 것이다.
    • 테스트-주도 개발은 객체가 이미 존재한다고 가정하고 객체에게 어떤 메시지를 전송할 것인지에 관해 먼저 생각하라고 충고한다. 그러나 이 같은 종류의 충고는 역할, 책임, 협력의 관점에서 객체를 바라보지 않을 경우 무의미하다.
    • 테스트-주도 개발은 테스트를 작성하는 것이 아니라 책임을 수행할 객체 또는 클라이언트가 기대하는 객체의 역할이 메시지를 수신할 때 어떤 결과를 반환하고 그 과정에서 어떤 객체와 협력할 것인지에 대한 기대를 코드의 형태로 작성하는 것이다.
    • 테스트를 작성하기 위해 객체의 메서드를 호출하고 반환값을 검증하는 것은 순간적으로 객체가 수행해야 하는 책임에 관해 생각한 것이다. 테스트에 필요한 간접 입력 값을 제공하기 위해 스텁(stub)을 추가하거나 간접 출력 값을 검증하기 위해 목 객체(mock object)를 사용하는 것은 객체와 협력해야 하는 협력자에 관해 고민한 결과를 코드로 표현한 것이다.

책임과 메시지

  • 객체가 어떤 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체로부터 요청을 수신했기 때문이다. 요청을 처리하기 위해 객체가 수행하는 행동을 책임이라고 한다. 따라서 자율적인 객체란 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체를 의미한다.
  • 적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는다. 따라서 협력에 참여하는 객체가 얼마나 자율적인지가 전체 애플리케이션의 품질을 결정한다.
  • 추상적이고 포괄적인 책임은 협력을 좀 더 다양한 환경에서 재사용할 수 있도록 유연성이라는 축복을 내려준다. 그러나 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다.
  • 객체가 다른 객체에게 접근할 수 있는 유일한 방법은 요청을 전송하는 것뿐이다. 그리고 이 요청을 메시지라고 부른다. 메시지는 객체로 하여금 자신의 책임, 즉 행동을 수행하게 만드는 유일한 방법이다.
  • 메시지를 처리할 수 있다는 것은 객체가 해당 메시지에 해당하는 행동을 수행해야 할 책임이 있다는 것을 의미한다. 따라서 메시지의 개념은 책임의 개념과 연결된다. 송신자는 메시지 전송을 통해서만 다른 객체의 책임을 요청할 수 있고, 수신자는 오직 메시지 수신을 통해서만 자신의 책임을 수행할 수 있다. 따라서 객체가 수신할 수 있는 메시지의 모양이 객체가 수행할 책임의 모양을 결정한다.
  • 객체가 유일하기 이해할 수 있는 의사소통 수단은 메시지 뿐이며 객체는 메시지를 처리하기 위한 방법을 자율적으로 선택할 수 있다. 외부의 객체는 메시지에 관해서만 볼 수 있고 객체 내부는 볼 수 없기 때문에 자연스럽게 객체의 외부와 내부가 분리된다.
  • 메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 사실은 다른 프로그래밍 언어와 객체지향 프로그래밍 언어를 구분 짓는 핵심적인 특징 중 하나다. 이것은 프로시저 호출에 대한 실행 코드를 컴파일 시간에 결정하는 절차적인 언어와 확연히 구분되는 특징이다.
  • 다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다. 서로 다른 타입에 속하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 경우 서로 다른 메서드를 이용해 메시지를 처리할 수 있는 메커니즘을 가리킨다.
  • 다형성은 역할, 책임, 협력과 깊은 관련이 있다. 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것을 의미한다.
  • 다형성에서 중요한 것은 메시지 송신자의 관점이다. 메시지 수신자들이 동일한 오퍼레이션을 서로 다른 방식으로 처리하더라도 메시지 송신자의 관점에서 이 객체들은 동일한 책임을 수행하는 것이다. 즉, 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다.
  • 다형성은 송신자와 수신자 간의 객체 타입에 대한 결합도를 메시지에 대한 결합도로 낮춤으로써 달성된다. 다형성을 사용하면 메시지를 이해할 수 있는 어떤 객체와도 협력할 수 있는 유연하고 확장 가능한 구조를 만들 수 있다. 객체지향 패러다임이 강력한 이유는 다형성을 이용해 협력을 유연하게 만들 수 있기 때문이다.
  • 객체지향의 기본 개념은 책임을 수행하는 자율적인 객체들의 협력을 통해 애플리케이션을 구축하는 것이다. 객체지향의 세계에서 객체들이 서로 협력하기 위해 사용할 수 있는 유일한 방법은 메시지를 전송하는 것이다.
  • 객치지향 애플리케이션의 중심 사상은 연쇄적으로 메시지를 전송하고 수신하는 객체들 사이의 협력 관계를 기반으로 사용자에게 유용한 기능을 제공하는 것이다.
  • 클래스 기반의 객체지향 언어를 사용하는 대부분의 사람들은 객체지향 애플리케이션을 클래스의 집합으로 생각한다. 프로그래머 입장에서 클래스는 실제로 볼 수 있고 수정할 수 있는 구체적인 존재다. 그러나 클래스는 단지 동적인 객체들의 특성과 행위를 정적인 텍스트로 표현하기 위해 사용할 수 있는 추상화 도구일 뿐이다. 중요한 것은 클래스가 아니라 객체다. 클래스를 정의하는 것이 먼저가 아니라 객체들의 속성과 행위를 식별하는 것이 먼저다. 클래스는 객체의 속성과 행위를 담는 틀일 뿐이다.
  • 객체지향 패러다임으로의 전환은 시스템을 정적인 클래스들의 집합이 아니라 메시지를 주고받는 동적인 객체들의 집합으로 바라보는 것에서 시작된다. 클래스에 담길 객체들의 공통적인 행위와 속성을 포착하기 위해서는 먼저 협력하는 객체들의 관점에서 시스템을 바라봐야 한다. 진정한 객체지향 패러다임으로의 도약은 개별적인 객체가 아니라 메시지를 주고받는 객체들 사이의 커뮤니케이션에 초점을 맞출 때 일어난다.
  • 훌륭한 객체지향 설계는 어떤 객체가 어떤 메시지를 전송할 수 있는가와 어떤 객체가 어떤 메시지를 이해할 수 있는가를 중심으로 객체 사이의 협력 관계를 구성하는 것이다. 이것은 개별 객체에 초점을 맞추는 관점과는 매우 다르다. 사실 협력이라는 문맥에서 벗어나 독립적인 객체에 관해 고민하는 것은 클래스에 초점을 맞추는 것과 별다른 차이가 없다.
  • 객체지향 설계의 중심에는 메시지가 위치한다. 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 해야 한다. 메시지가 객체를 선택하게 만들려면 메시지를 중심으로 협력을 설계해야 한다.
  • 책임-주도 설계의 핵심은 어떤 행위가 필요한지를 먼저 결정한 후에 이 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다. 이 과정을 흔히 What/Who 사이클이라고 한다.
  • 결론적으로 협력이라는 문맥 안에서 필요한 메시지를 먼저 결정한 후에 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다. 그리고 수신된 메시지가 객체의 책임을 결정한다. 이것은 객체를 고립된 상태로 놓고 어떤 책임이 적절한지를 결정하는 것과는 근본적으로 다른 접근 방법이다.
  • 협력이라는 문맥 안에서 객체의 책임을 결정하는 것은 메시지다. 책임이 먼저 오고 객체가 책임을 따른다. 결과적으로 시스템이 수행해야 하는 전체 행위는 협력하는 객체들의 책임으로 분배된다.
  • 객체가 자신이 수신할 메시지를 결정하게 하지 말고 메시지가 협력에 필요한 객체를 발견하게 해야 한다.
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