객체지향의 사실과 오해 정리 - (1)

"객체지향의 사실과 오해" 의1장/2장을 읽고 정리한 글 입니다.

 

 

1. 협력하는 공동체

1장에서는 실세계에서 사람을 바라보는 관점을 바탕으로, 객체지향에서 객체를 바라보는 관점에 적용할 수 있는 부분과 차이나는 부분을 다룬다.

실세계와 객체지향

객체지향의 목표는 실세계를 모방하는 것이 아니다. 오히려 새로운 세계를 창조하는 것이다. 소프트웨어 개발자의 역할은 고객과 사용자를 만족할 수 있는 신세계를 창조하는 것이다. 하지만 실세계에 대한 비유가 객체지향의 다양한 측면을 이해하고 학습하는 데 매우 효과적이다.

실세계의 관점

객체지향에서 가장 중요한 개념 3가지는 역할, 책임, 협력이다. 카페에서 손님이 커피를 주문하고 바리스타가 커미를 제조하는 과정 사이에는 손님, 캐시어, 바리스타 사이의 암묵적인 협력 관계가 존재한다. 즉, 손님, 캐시어, 바리스타라는 역할이 존재하며 각 역할은 협력하는 과정에서 자신이 맡은 바 책임을 다한다.

협력

사람들은 스스로 해결하지 못하는 문제와 마주치면 문제 해결에 필요한 지식을 알고 있거나 서비스를 제공해줄 수 있는 사람에게 도움을 요청한다. 요청을 받은 사람은 주어진 책임을 다하면서 필요한 지식이나 서비스를 제공하여 다른 사람의 요청에 응답한다. 즉, 요청과 응답을 통해 다른 사람과 협력한다.

역할과 책임

사람들은 다른 사람과 협력하는 과정 속에서 특별한 역할을 부여받는다. 역할이라는 단어는 의미적으로 책임이라는 개념을 내포하며, 협력에 참여하여 특정한 역할을 수행하는 사람들은 역할에 적합한 책임을 수행하게 된다. (반대로 역할은 관련성 높은 책임의 집합이다.) 따라서 특정한 책임을 수행하는 역할들 간의 연쇄적인 요청과 응답을 통해 목표를 달성한다.

 

역할과 책임은 다음과 같은 특징을 갖는다.

 

• 여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있다.
• 역할은 대체 가능성을 의미한다.
• 책임을 수행하는 방법은 자율적으로 선택할 수 있다.
• 한 사람이 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.

객체지향의 관점

사람들의 경우 공통 목표를 달성하기 위해 협력하는 데 비해 객체들의 경우에는 애플리케이션의 기능을 위해 협력한다. 애플리케이션의 기능은 더 작은 책임으로 분할되고 책임은 적절한 역할을 수행할 수 있는 객체에 의해 수행된다. 즉, 객체지향 설계라는 예술은 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것에서 시작한다.

협력 속의 객체

객체지향 애플리케이션의 윤곽을 결정하는 것은 역할, 책임, 협력이지만 실제로 협력에 참여하는 주체는 객체이다. 객체는 객체지향 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 존재하며, 객체지향 애플리케이션의 아름다움을 결정하는 것이 협력이라면 협력이 얼마나 조화를 이루는지를 결정하는 것은 객체다.

 

객체는 다음과 같은 덕목을 갖춰야 한다.

 

• 객체는 충분히 협력적이어야 한다.
• 객체는 충분히 자율적이어야 한다.

즉, 객체는 공동의 목표를 달성하기 위해 협력에 참여하지만 스스로의 결정과 판단에 따라 행동하는 자율적인 존재이다. 아래 상태와 행동, 메시지와 메서드 개념은 객체의 자율성으로부터 출발한다.

상태와 행동

객체가 협력에 참여하기 위해 어떤 행동을 해야 한다면 그 행동을 하는 데 필요한 상태도 함께 지니고 있어야 한다. 객체의 관점에서 자율성이란 자신의 행동을 위한 상태를 직접 관리하고, 상태를 기반으로 스스로 판단하고 행동할 수 있음을 의미한다. 따라서, 객체는 상태와 행위를 하나의 단위로 묶는 자율적인 존재다.

협력과 메시지

객체지향 세계에는 오직 한 가지 의사소통 수단으로 메시지만이 존재한다. 한 객체가 다른 객체에게 요청하는 것을 메시지를 전송한다고 말하고, 다른 객체로부터 요청을 받는 것을 메시지를 수신한다고 말한다. 객체지향 세계에서 협력은 메시지를 전송하는 객체와 메시지를 수신하는 객체 사이의 관계로 구성된다.

 

객체가 수신된 메시지를 처리하는 방법을 메서드라고 하며, 메서드는 클래스 안에 포함된 함수를 통해 구현된다. 따라서 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다. 외부의 요청이 무엇인지를 표현하는 메시지와 요청을 처리하는 메서드의 분리는 객체의 협력에 참여하는 객체들 간의 자율성을 높이며, 캡슐화 (encapsulation) 개념과도 관련이 있다.

객체를 지향하라

훌륭한 객체지향 설계자가 되기 위해 거쳐야 할 첫 번째 도전은 코드를 담는 클래스 관점에서 메시지를 주고받는 객체의 관점으로 사고의 중심을 전환해야한다. 중요한 것은 어떤 클래스가 필요한가가 아니라 어떤 객체들이 어떤 메시지를 주고받으며 협력하는가이다. 이를 통해 적절한 책임을 수행하는 역할 간의 유연하고 견고한 협력 관계를 구축해야한다.

클래스의 구조와 메서드가 아니라 객체의 역할, 책임, 협력에 집중하라.

2. 이상한 나라의 객체

2장에서는 객체 내의 상태, 행동, 식별자에 관해 다루며, 행동이 상태를 결정하며 객체지향이 현실의 은유임을 배운다.

객체는 현실을 은유한다

객체란 인간이 분명하게 인지하고 구별할 수 있는 물리적인 도는 개념적인 경계를 지닌 어떤 것이다. 현실 세계가 인간이 인지할 수 있는 다양한 객체들이 모여 현실 세계를 이루는 것처럼, 소프트웨어 세계 역시 인간이 인지할 수 있는 다양한 소프트웨어 객체들이 모여 이뤄져 있다는 믿음에서 출발하지만, 현실 세계와의 유사성은 여기까지이다.

 

현실 속의 객체와 소프트웨어 객체 사이의 가장 큰 차이점은, 현실 속에서는 수동적인 존재가 소프트웨어 객체로 구현될 때는 능동적으로 변한다는 것이다. 소프트웨어 객체는 현실 객체의 부분적인 특징을 모방하는 것이 아니라 현실 객체가 가지지 못한 추가적인 능력을 보유하여 현실과 전혀 다른 세계를 창조한다. 현실의 객체보다 더 많은 일을 할 수 있는 소프트웨어 객체의 특성을 의인화 (anthropomorphism) 라고 하며, 현실 세계와 객체지향 세계 사이의 관계는 은유 (metaphor) 로 표현할 수 있다.

 

뒤에서 다룰 사용자 모델과 디자인 모델의 차이를 표현적 차이 (representational gap) 라고 하는데, 은유 관계에 있는 실제 객체의 이름을 소프트웨어 객체의 이름으로 사용하면 표현적 차이를 줄여 소프트웨어의 구조를 쉽게 예측할 수 있다.

객체의 특징

예시로 등장한 이상한 나라의 앨리스 이야기에서, 앨리스는 주어진 음식을 먹거나 음료를 마셔 자신의 키를 변화시킨다. 앨리스의 키를 변화시키는 것은 앨리스의 행동이며, 앨리스가 하는 행동에 따라 앨리스의 상태가 변하게 된다. 즉, 앨리스의 상태를 결정하는 것은 행동이지만 행동의 결과를 결정하는 것은 상태이며, 엘리스가 한 행동의 결과는 상태에 의존적이다.

 

그리고 앨리스가 성공적으로 문을 통과할 수 있는지의 여부는 엘리스의 키가 얼마인가에 달렸다. 어떤 행동의 성공 여부는 이전에 어떤 행동들이 발생했는지에 영향을 받으며, 이는 행동 간의 순서가 중요하다는 것을 의미한다. 또한 행동에 의해 앨리스의 상태가 변경되더라도 앨리스가 앨리스라는 사실은 변하지 않으므로, 앨리스는 상태 변경과 무관하게 유일한 존재로 식별 가능하다.

 

앨리스를 통해 알아본 객체의 특징은 다음과 같다.

 

• 객체는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
• 객체의 상태를 변경시키는 것은 앨리스의 행동이다.
  • 행동의 결과는 상태에 의존적이다.
  • 행동의 순서과 결과에 영향을 미친다.
• 객체는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.

즉, 객체는 상태 (state), 행동 (behavior), 식별자 (identifier) 를 지닌 실체이다.

상태

상태가 필요한 이유

객체가 주변 환경과의 상호작용에 어떻게 반응하는 가는 그 시점까지 객체에 어떤 일이 발생했느냐에 좌우된다. 즉, 어떤 행동의 결과는 과에 어떤 행동들이 일어났었느냐에 의존하는데, 과거에 발생한 행동의 이력을 통해 현재 발생한 행동의 결과를 판단하는 방식은 복잡하다. 따라서 행동의 과정과 결과를 단순하게 기술하기 위해 상태라는 개념을 고안하였고, 상태를 이용하면 과거에 얽매이지 않고 현재를 기반으로 객체의 행동 방식을 이해할 수 있다.

상태와 프로퍼티

숫자, 문자열, 참/거짓과 같은 단순한 값은 객체가 아니며, 다른 객체의 상태를 표현하기 위해 사용된다. 그리고 단순한 값이 아니라 객체를 사용해 다른 객체의 상태를 표현해야하는 할 때가 있다. 따라서 모든 객체의 상태는 단순한 값 속성 (attribute) 과 다른 객체를 가리키는 링크 (link) 의 조합으로 표현할 수 있다. 링크는 객체가 다른 객체를 참조할 수 있다는 것을 의미하며, 일반적으로 한 객체가 다른 객체의 식별자를 알고 있는 것으로 표현한다.

 

객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티 (property) 라고 하며, 프로퍼티는 변경되지 않고 고정되기 때문에 정적이지만 프로퍼티 값 (property value) 은 동적이다.

행동

행동이 필요한 이유

객체는 자율적인 존재이므로 다른 객체의 상태에 직접적으로 접근할 수도, 상태를 변경할 수도 없다. 따라서 간접적으로 객체의 상태를 변경하거나 조회할 수 있는 방법이 필요하며, 객체는 스스로의 행동에 의해서만 상태가 변경되는 것을 보장함으로써 객체의 자율성을 유지한다.

상태와 행동

객체가 취하는 행동은 객체 자신의 상태를 변경시키는데, 객체의 행동에 의해 객체의 상태가 변경된다는 것은 행동이 부수 효과 (side effect) 를 초래한다는 것을 의미한다. 그리고 행동의 결과는 이전 상태에 영향을 받으므로, 객체 행동의 결과는 상태에 의존적이다. 즉, 객체의 행동은 이전 상태에 의존적이며, 객체의 행동은 상태를 변경시킨다. 

협력과 행동

객체의 행동은 객체가 협력에 참여할 수 있는 유일한 방법이다. 객체는 다른 객체와 오직 메시지를 통해서만 의사소통할 수 있으므로, 외부로부터 수신한 메시지에 따라서만 행동하면서 협력에 참여할 수 있고 그 결과로 2가지의 부수 효과를 만들 수 있다.

 

• 객체 자신의 상태 변경
• 행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송

객체의 캡슐화

외부에서 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법은 객체가 제공하는 행동 뿐이다. 객체는 상태를 캡슐 안에 감춰둔 채 행동만을 공용 인터페이스를 통해 외부로 노출한다. 상태와 행동이 하나의 단위로 캡슐화되는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다.

 

쿼리와 명령으로 구성된 행동 이외의 다른 방법으로 객체의 상태에 접근할 수 없다.

 

쿼리 (query) : 객체의 상태를 조회하는 작업

명령 (command) : 객체의 상태를 변경하는 작업

행동이 상태를 결정한다

협력에 참여하는 훌륭한 객체 시민을 양성하기 위한 가장 중요한 덕목은 상태가 아니라 행동에 초점을 맞추는 것이다. 객체가 적합한지를 결정하는 것은 그 상태가 아니라 행동이므로, 협력의 문맥에 맞는 적절한 행동을 수행하는 객체를 발견하거나 창조해야 한다. 객체지향 설계는 애플리케이션에 필요한 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.

 

협력 안에서 객체의 행동은 결국 객체가 협력에 참여하면서 완수해야 하는 책임을 의미한다. 따라서 어떤 책임이 필요한가를 결정하는 과정에 전체 설계를 주도해야한다.

식별자

객체가 식별 가능하다는 것은 객체를 서로 구별할 수 있는 특정한 프로퍼티가 객체 안에 존재한다는 것을 의미한다. 또한, 모든 객체가 식별자를 가진다는 것은 반대로 객체가 안인 단순한 값은 식별자를 가지지 않는다는 것을 의미힌다.

값

값은 숫자, 문자열, 참/거짓과 같이 상태가 변하지 않는 양을 모델링한다. 두 인스턴스의 상태가 같다면 두 인스턴스를 같다고 판단한다 (동등성, equality). 값의 상태는 변하지 않기 때문에, 어떤 시점에 동일한 타입의 두 값이 같다면 시간이 지나도 두 값은 동등한 상태를 유지한다.

객체

객체는 시간에 따라 변하는 상태를 포함한다. 타입이 같은 두 객체의 상태가 완전히 똑같더라도 시간의 흐름에 따라 객체의 상태가 변하므로, 두 객체는 독립적인 별개의 객체로 다뤄야한다. 객체는 상태와 무관하게 두 객체를 동일하거나 다르다고 판단할 수 있는 프로퍼티를 가지며, 이 식별자를 기반으로 객체가 같은지를 판단할 수 있다 (동일성, identical).

 

값 객체 (value object) 의 예 : Integer 클래스의 객체

참조 객체 (reference object), 엔티티 (entity) 의 예 : Person 클래스의 객체