[객체지향의 사실과 오해] 1. 협력하는 객체들의 공동체 - 개발 도서 정독하기

시너지를 생각하라. 전체는 부분의 합보다 크다.
Stephen R. Covey

 

 

Intro

객체지향을 처음 접하는 대부분의 사람들은 “객체지향이란 실세계를 직접적이고 직관적으로 모델링할 수 있는 패러다임”이라는 설명과 마주하게 된다. 이 설명이 전달하고자 하는 핵심은 객체지향 프로그래밍이란 현실 속에 존재하는 사물을 최대한 유사하게 모방해 소프트웨어 내부로 옮겨오는 작업이기 때문에 객체지향 소프트웨어는 실세계의 투영이며, 객체란 현실 세계에 존재하는 사물에 대한 추상화라는 것이다.

 

실세계의 모방이라는 개념은 객체지향의 기반을 이루는 철학적인 개념을 설명하는 데는 적합하지만 유연하고 실용적인 관점에서 객체지향 분석, 설계를 설명하기에는 적합하지 않다. 실제 애플리케이션을 개발하면서 객체에 직접적으로 대응되는 실세계의 사물을 발견할 확률은 그다지 높지 않다. 비록 그런 객체가 존재한다고 하더라도 객체와 사물 간의 개념적 거리는 유사성을 찾기 어려울 정도로 매우 먼 것이 일반적이다.

 

노련한 객체지향 전문가들은 본능적으로 이런 사실을 인지하고 있다.

• 방화벽이 화재의 확산을 막는 것이 아니라 네트워크 침입을 막는다고 해서 문제 될 것이 있을까?
• 방화벽이 건물과 연관돼 있다고 해서 네트워크 방화벽이 건물과 연관될 필요가 있는가?

비유의 적절성을 떠나 소프트웨어 방화벽과 건물의 방화벽 사이의 의미적 거리만큼이나 소프트웨어 객체와 실세계 사물 사이에 존재하는 연관성은 희미하다.

 

객체지향의 목표

• 실세계를 모방하는 것이 아닌 새로운 세계를 창조하는 것
• 실세계를 소프트웨어 안으로 옮겨 담는 것이 아닌 고객과 사용자를 만족시킬 수 있는 실세계를 창조하는 것

 

실세계의 모방이라는 개념이 비현실적임에도 여전히 많은 사람들이 실세계 객체와 소프트웨어 객체 간의 대응이라는 개념을 반복적으로 재생산하는 이유는 실세계에 대한 비유가 객체지향의 다양한 측면을 이해하고 학습하는 데 매우 효과적이기 때문이다.

 

객체를 스스로 생각하고 스스로 결정하는 현실 세계의 생명체에 비유하는 것은 상태와 행위를 캡슐화(Encapsulation)하는 소프트웨어 객체의 자율성(Autonomous)을 설명하는 데 효과적이다.

현실 세계의 사람들이 암묵적인 약속과 명시적인 계약을 기반으로 협력하며 목표를 달성해 나가는 과정은 메시지(message)를 주고받으며 공동의 목표를 달성하기 위해 협력(collaboration)하는 객체들의 관계를 설명하는 데 적합하다.

실세계의 사물을 기반으로 소프트웨어 객체를 식별하고 구현까지 이어간다는 개념은 객체지향 설계의 핵심 사상인 연결완전성(seamlessness)을 설명하는 데 적합한 틀을 제공한다.

 

 

 

협력하는 사람들

커피공화국의 아침

커피를 주문하고 제조하는 과정은 역할, 책임, 협력이라는 사람의 일상 속에 항상 스며들어 있는 세 가지 개념이 한데 어울려 조화를 이루며 만들어 낸 것이다.

• 손님, 캐시어, 바리스타 사이의 암묵적인 협력 관계가 존재한다.
• 커피를 주문하는 손님, 주문받는 캐시어, 커피를 제조하는 바리스타라는 역할이 존재한다.
• 손님은 카페인을 채우기 위해 커피를 주문할 책임을 수행하고 캐시어는 손님의 주문을 받는 책임을 수행한다. 바리스타는 주문된 커피를 제조하는 책임을 수행한다.

커피 주문이라는 협력에 참여하는 모든 사람들은 커피가 정확하게 주문되고 주문된 커피가 손님에게 정확하게 전달될 수 있도록 맡은 바 역할과 책임을 다하고 있는 것이다. 역할, 책임, 협력은 우리가 삶을 영위하기 위해 다른 사람과 접촉하는 모든 곳에 존재한다.

 

 

요청과 응답으로 구성된 협력

사람들은 스스로 해결하지 못하는 문제와 마주치면 문제 해결에 필요한 지식을 알거나 서비스를 제공해 줄 수 있는 사람에게 도움을 요청(Request)한다.

일반적으로 문제를 해결하기 위해 다수의 사람 혹은 역할이 필요하기 때문에 한 사람에 대한 요청이 또 다른 사람에 대한 요청을 유발하는 것이 일반적이다. 따라서 요청은 연쇄적으로 발생한다.

 

요청받은 사람은 주어진 책임을 다하면서 필요한 지식이나 서비스를 제공한다. 즉, 다른 사람의 요청에 응답(Response)한다. 요청이 연이어 발생하기 때문에 응답 역시 요청의 반대 방향으로 연쇄적으로 전달된다.

요청과 응답을 통해 다른 사람과 협력(Collaboration)할 수 있는 능력은 인간으로 하여금 거대하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 공동체를 형성할 수 있게 만든다. 협력의 성공은 특정한 역할을 맡은 각 개인이 얼마나 요청을 성실히 이행하는가에 달려 있다.

 

 

역할과 책임

사람들은 다른 사람과 협력하는 과정 속에서 특정한 역할(Role)을 부여받는다. 카페테리아에서 손님이 주문한 커피를 제조하기 위해 캐시어와 바리스타가 협력하는 과정 속에는 ‘손님’, ‘캐시어’, ‘바리스타’라는 역할이 존재한다.

역할은 어떤 협력에 참여하는 특정한 사람이 협력 안에서 차지하는 책임이나 임무를 의미한다. 역할이라는 단어는 의미적으로 책임(Responsibility)이라는 개념을 내포한다.

• 선생님이라는 역할은 학생을 가르칠 책임이 있다.
• 손님은 커피를 주문할 책임이 있다.
• 캐시어는 손님과 바리스타에게 주문 내용 및 결과를 전달할 책임이 있다.
• 바리스타는 커피를 제조할 책임이 있다.

 

역할과 책임은 협력이 원활하게 진행되는 데 필요한 핵심적인 구성 요소다. 사람들이 협력을 위해 특정한 역할을 맡고 역할에 적합한 책임을 수행한다는 사실은 몇 가지 중요한 개념을 제시한다.

 

협력을 위한 역할과 책임의 중요한 개념

1. 여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있다.

손님 입장에서 주문한 커피를 마실 수만 있다면 어떤 캐시어에게 주문을 받는지는 중요하지 않다.

 

2. 역할은 대체 가능성을 의미한다.

손님 입장에서 캐시어는 대체 가능(substitutable)하다. 두 명이 동일한 역할을 수행할 수 있다면 요청자 입장에서 둘 중 어떤 사람이 역할을 수행하더라도 문제가 되지 않는다.

 

3. 책임을 수행하는 방법은 자율적으로 선택할 수 있다.

요청을 받은 사람들은 요청을 처리하는 방법을 자유롭게 선택할 수 있다. 요청에 대해 서로 다른 방식으로 응답할 수 있는 능력을 다형성(Polymorphism)이라고 한다.

 

4. 한 사람이 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.

한 사람이 캐시어와 바리스타의 역할을 동시에 수행하는 것이 가능하다. 현실 속에 살아가는 우리는 모두 둘 이상의 역할을 수행한다. 회사에 출근하면 사원이라는 역할을 수행하며, 집에 돌아와서는 아이의 부모로서의 역할과 누군가의 남편과 아내라는 역할을 수행한다.

 

 

역할, 책임, 협력

기능을 구현하기 위해 협력하는 객체들

지금까지 설명한 실세계의 커피를 주문하는 과정은 객체지향의 핵심적이고 중요한 개념을 거의 대부분 포함하고 있다. 사람이라는 단어를 객체로, 에이전트의 요청을 메시지로, 에이전트가 요청을 처리하는 방법을 메서드로 바꾸면 마법처럼 대부분의 설명을 객체지향이라는 문맥으로 옮겨올 수 있다.

 

커피 주문이라는 협력 관계를 통해 알아본 역할, 책임, 협력의 개념을 객체지향이라는 문맥으로 옮겨 보자. 객체지향의 근본 개념이 실세계에서 사람들이 타인과 관계를 맺으면서 협력하는 과정과 유사하다는 사실에 공감하게 될 것이다.

 

 

역할과 책임을 수행하며 협력하는 객체들

협력의 핵심은 특정한 책임을 수행하는 역할들 간의 연쇄적인 요청과 응답을 통해 목표를 달성한다는 것이다. 목표는 협력을 통해 달성되며, 더 작은 책임으로 분할되고 책임을 수행할 수 있는 역할에 의해 수행된다.

객체의 세계는 인간의 세계와 유사하다. 다른 점이 있다면 사람들은 공통의 목표를 달성하기 위해 협력하는 데 비해 객체들은 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 협력한다.

 

애플리케이션의 기능은 더 작은 책임으로 분할되고 책임은 적절한 역할을 수행할 수 있는 객체에 의해 수행된다. 객체는 자신의 책임을 수행하는 도중에 다른 객체에게도 도움을 요청하기도 한다. 결론적으로 시스템은 역할과 책임을 수행하는 객체로 분할되고 시스템의 기능은 객체 간의 연쇄적인 요청과 응답의 흐름으로 구성된 협력으로 구현된다.

 

객체지향 설계

객체지향 설계는 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것에서 시작된다. 책임은 객체지향 설계의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소다. 책임이 불분명한 객체는 애플리케이션의 미래 역시 불분명하게 만든다. 얼마나 적절한 책임을 선택하느냐가 애플리케이션의 아름다움을 결정한다.

 

역할은 관련성 높은 책임의 집합이다. 객체의 역할은 사람의 역할과 유사한 특징을 가진다.

1. 여러 객체가 동일한 역할을 수행할 수 있다.
2. 역할은 대체 가능성을 의미한다.
3. 각 객체는 책임을 수행하는 방법을 자율적으로 선택할 수 있다.
4. 하나의 객체가 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.

 

역할은 유연하고 재사용 가능한 협력 관계를 구축하는 데 중요한 설계 요소다. 대체 가능한 역할과 책임은 객체지향 패러다임의 중요한 기반을 제공하는 다형성과도 깊이 연관돼 있다.

 

 

협력 속에 사는 객체

객체지향 애플리케이션의 윤곽을 결정하는 것은 역할, 책임, 협력이지만 실제로 협력에 참여하는 주체는 객체다. 인간의 세계에서 사람이 없으면 역할, 책임, 협력이 아무런 의미가 없는 것처럼 객체가 존재하지 않는 객체지향 세계 역시 아무런 의미가 없다.

 

객체는 애플리케이션의 기능을 구현하기 위해 존재한다. 객체는 다른 객체들과 협력을 통해 애플리케이션의 기능을 구현하게 된다. 객체지향 애플리케이션의 아름다움을 결정하는 것이 협력이라면 협력이 얼마나 조화를 이루는지를 결정하는 것은 객체다.

 

객체는 다음 두 가지 덕목을 갖춰야 하며 덕목 사이에서 균형을 유지해야 한다.

1. 객체는 충분히 협력적이어야 한다.

충분히 협력적이라는 말은 다른 객체의 명령에 따라 행동하는 수동적인 것이 아니라 요청에 응답할 뿐이다. 어떤 방식으로 응답할지는 객체 스스로 판단하고 결정한다. 심지어 요청에 응할지 여부도 객체 스스로 결정할 수 있다.

 

2. 객체는 충분히 자율적이어야 한다.

자율적이라는 단어는 자기 스스로의 원칙에 따라 어떤 일을 하거나 자기 스스로를 통제하여 절제하는 것을 의미한다. 객체들은 기능을 구현하기 위해 협력에 참여하지만 스스로의 결정과 판단에 따라 행동하는 자율적인 존재다.

 

객체지향 설계의 묘미는 다른 객체와 조화롭게 협력할 수 있을 만큼의 충분히 개방적인 동시에 협력에 참여하는 방법을 스스로 결정할 수 있을 만큼 충분히 자율적인 객체들의 공동체를 설계하는 데 있다.

 

 

상태와 행동을 함께 지닌 자율적인 객체

흔히 객체를 상태(State)와 행동(Behavior)을 함께 지닌 실체라고 정의한다. 이 말은 객체가 협력에 참여하기 위해 필요한 상태도 함께 지니고 있어야 한다는 것이다.

커피를 제조하는 바리스타가 제조 방법을 모른다는 것이 말이 되지 않는 것처럼 객체가 어떤 행동을 하기 위해 필요한 상태를 알지 못한다는 것 역시 말이 되지 않는다.

 

객체의 자율성은 객체의 내부와 외부를 명확하게 구분하는 것으로부터 나온다. 객체의 사적인 부분은 객체 스스로 관리하고 외부에서 일체 간섭할 수 없도록 차단해야 하며, 객체의 외부에서는 접근이 허락된 수단을 통해서만 객체와 의사소통해야 한다. 객체는 다른 객체가 무엇(What)을 수행하는지는 알 수 있지만 어떻게(How) 수행하는지에 대해서는 알 수 없다.

 

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. 자율적인 객체로 구성된 공동체는 유지보수가 쉽고 재사용이 용이한 시스템을 구축할 수 있는 가능성을 제시한다.

 

 

협력과 메시지

객체지향의 세계에서는 메시지라는 오직 한 가지 의사소통 수단만이 존재한다. 한 객체가 다른 객체에게 요청하는 것을 메시지를 전송한다고 말하고 다른 객체로부터 요청받는 것을 메시지를 수신한다고 말한다.

결과적으로 객체는 협력을 위해 다른 객체에게 메시지를 전송하고 다른 객체로부터 메시지를 수신한다. 따라서 객체지향의 세계에서 협력은 메시지를 전송하는 객체와 메시지를 수신하는 객체 사이의 관계로 구성된다.

메시지를 전송하는 객체를 송신자(Sender), 메시지를 수신하는 객체를 수신자(Receiver)라 한다.

 

 

메서드와 자율성

객체는 다른 객체와 협력하기 위해 메시지를 전송한다. 수신자는 먼저 수신된 메시지를 이해할 수 있는지 여부를 판단한 후 미리 정해진 자신만의 방법에 따라 메시지를 처리한다. 이처럼 객체가 수신된 메시지를 처리하는 방법을 메서드(Method)라고 부른다.

 

객체지향 프로그래밍 언어에서 메서드는 클래스 안에 포함된 함수 또는 프로시저를 통해 구현된다. 따라서 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다. 메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 점은 다른 프로그래밍 언어와 구분 짓는 핵심적인 특징 중 하나다.

 

외부의 요청이 무엇인지를 표현하는 메시지와 요청을 처리하기 위한 구체적인 방법인 메서드를 분리하는 것은 객체의 자율성을 높이는 핵심 메커니즘이다. 이것은 캡슐화(Encapsulation)라는 개념과도 깊이 관련돼 있다.

 

 

객체지향의 본질

지금까지 설명한 내용을 모두 종합해서 객체지향의 개념을 간략하게 정리한 것이다.

 

다음 내용은 정리가 불완전하고 부정확하기는 하지만 대부분의 사람들이 중요하다고 생각하는 객체지향의 개념을 포괄하고 있다.

• 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.

 

 

객체를 지향하라

객체지향의 개념은 1960년대에 발표된 프로그래밍 언어인 시뮬라67(Simula67)에서 출발했으며, 객체지향의 인기를 주도한 것 중 하나는 C++, 자바로 대표되는 클래스(Class) 기반 프로그래밍 언어의 유행이다.

초기 객체지향 프로그래밍 언어의 초점은 새로운 개념의 데이터 추상화를 제공하는 클래스라는 빌딩 블록에 맞춰져 있었다. 그로 인해 객체지향 선구자들의 초기 의도와 달리 대부분의 사람들은 객체지향을 클래스를 지향하는 것으로 생각했다. 수많은 프로그래밍 서적이 출간되는 과정 속에서 클래스에 대한 중요성이 과하다 싶을 정도로 강조되어 객체지향의 중심에 있어야 할 객체로부터 조금씩 멀어져 갔다.

 

객체지향 프로그래밍 언어를 이야기할 때 대부분의 사람들은 클래스를 정의하는 방법과 클래스 사이의 상속에 초점을 맞춘다. 클래스가 객체지향 프로그래밍 언어의 관점에서 매우 중요한 구성요소(Construct)인 것은 분명하지만 객체지향의 핵심을 이루는 중심 개념이라고 말하기에는 무리가 있다.

자바스크립트 같은 프로토타입(Prototype) 기반의 객체지향 언어에서는 클래스가 존재하지 않으며 오직 객체만이 존재한다. 또한 상속 역시 클래스가 아닌 객체 간의 위임(delegation) 메커니즘을 기반으로 한다.

지나치게 클래스를 강조하는 프로그래밍 언어적인 관점은 객체의 캡슐화를 저해하고 클래스를 서로 강하게 결합시킨다. 애플리케이션을 협력하는 객체들의 공동체가 아닌 클래스로 구성된 설계도로 보는 관점은 유연하고 확장 가능한 애플리케이션의 구축을 방해한다.

 

훌륭한 객체지향 설계자가 되기 위해서는…

1. 코드를 담는 클래스의 관점에서 메시지를 주고받는 객체의 관점으로 사고의 중심을 전환해야 한다. 클래스는 객체들의 협력 관계를 코드로 옮기는 도구에 불과하다.
2. 적절한 책임을 수행하는 역할 간의 유연하고 견고한 협력 관계를 구축해야 한다. 클래스는 협력에 참여하는 객체들 만드는 데 필요한 구현 메커니즘일 뿐이다.
3. 클래스가 중요하지 않다는 것이 아니라 단지 협력 구조와 책임을 식별하는 것에 비해 상대적으로 덜 중요하다는 것이다.
4. 클래스의 구조와 메서드가 아니라 객체의 역할, 책임, 협력에 집중하라. 객체지향은 객체를 지향하는 것이지 클래스를 지향하는 것이 아니다.

 

 

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객체지향의 사실과 오해 : 역할 책임 협력 관점에서 본 객체지향

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