[객체지향의 사실과 오해] 5. 역할, 책임, 협력 - 개발 도서 정독하기

우리 모두를 합친 것보다 더 현명한 사람은 없다.

- Ken Blanchard -

 

 

Intro

인간은 어떤 본질적인 특성을 지니고 있느냐가 아닌 어떤 상황에 처해 있느냐가 인간의 행동을 결정한다. 각 개인이 처해 있는 정황 또는 문맥(Context)이 인간의 행동 방식을 결정한다는 것이다.

여기서 인간의 행동을 결정하는 문맥은 타인과의 협력이다. 행동의 적합성이 결정되면 협력이라는 문맥이 인간의 행동 방식을 결정하는 것이다.

 

객체의 세계에서도 협력이라는 문맥이 객체의 행동 방식을 결정한다. 객체지향 설계의 전체적인 품질을 결정하는 것은 개별 객체의 품질이 아니라 여러 객체들이 모여 이뤄내는 협력의 품질이다. 훌륭한 객체지향 설계자는 객체들 간의 요청과 응답 속에서 창발하는 협력에 초점을 맞춰 애플리케이션을 설계한다. 협력이 자리를 잡으면 저절로 객체의 행동이 드러나고 뒤이어 적절한 객체의 상태가 결정된다.

 

 

협력

협력은 한 사람이 다른 사람에게 도움을 요청할 때 시작된다. 문제를 해결하기 위해 도움을 받을 수 있는 누군가에게 도움을 요청한다. 요청을 받은 사람 역시 다른 사람의 도움이 필요한 경우가 있다.

결과적으로 협력은 다수의 요청과 응답으로 구성되며 전체적으로 협력은 다수의 연쇄적인 요청과 응답의 흐름으로 구성된다.

 

 

책임

어떤 객체가 어떤 요청에 대해 대답해 줄 수 있거나, 적절한 행동을 할 의무가 있는 경우 해당 객체가 책임을 가진다고 말한다. 책임은 객체지향 설계의 가장 중요한 재료다.

크레이그 라만(Craig Larman)은 “객체지향 개발에서 가장 중요한 능력은 책임을 능숙하게 소프트웨어 객체에 할당하는 것”이라고 말한다.

 

책임의 분류

협력에 참여하는 객체들은 목표를 달성하는 데 필요한 책임을 수행한다. 객체의 책임은 ‘객체가 무엇을 알고 있는가(knowing)’와 ‘무엇을 할 수 있는가(doing)’로 구성된다.

하는 것(doing)

• 객체를 생성하거나 계산을 하는 등의 스스로 하는 것
• 다른 객체의 행동을 시작시키는 것
• 다른 객체의 활동을 제어하고 조절하는 것

 

아는 것(knowing)

• 개인적인 정보에 관해 아는 것
• 관련된 객체에 관해 아는 것
• 자신이 유도하거나 계산할 수 있는 것에 관해 아는 것

 

책임은 객체지향 설계의 품질을 결정하는 가장 중요한 요소로 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당해야 한다. 책임은 객체의 외부에 제공해 줄 수 있는 정보와 외부에 제공해 줄 수 있는 서비스의 목록이다. 따라서 책임은 객체의 공용 인터페이스(Public interface)를 구성한다.

 

책임과 메시지

협력 안에서 객체는 다른 객체로부터 요청이 전송됐을 경우에만 자신에게 주어진 책임을 수행한다. 다른 객체에게 전송된 요청은 그 요청을 수신한 객체의 책임이 수행되게 한다. 이처럼 객체가 다른 객체에게 주어진 책임을 수행하도록 요청 보내는 것을 메시지 전송(Message-send)이라고 한다. 따라서 두 객체 간의 협력은 메시지를 통해 이뤄진다.

• 요청하는 객체 : 송신자
• 요청을 처리하는 객체 : 수신자

 

 

역할

책임의 집합이 의미하는 것

협력의 관점에서 어떤 객체가 어떤 책임의 집합을 수행한다는 것은 객체가 협력 안에서 수행하는 역할을 암시한다. 역할은 재사용 가능하고 유연한 객체지향 설계를 낳는 매우 중요한 구성요소다.

 

역할이 답이다

역할은 협력 내에서 다른 객체로 대체할 수 있음을 나타내는 일종의 표식이다. 그러나 어떤 객체라도 해당 역할을 대체할 수 있는 것은 아니다. 역할을 대체하기 위해서는 각 역할이 수신할 수 있는 메시지를 동일한 방식으로 이해해야 한다. 따라서 역할을 대체할 수 있는 객체는 동일한 메시지를 이해할 수 있는 객체로 한정된다.

결국 동일한 역할을 수행할 수 있다는 것은 해당 객체들이 협력 내에서 동일한 책임의 집합을 수행할 수 있다는 것을 의미한다. 동일한 역할을 수행하는 객체들이 동일한 메시지를 수신할 수 있기 때문에 동일한 책임을 수행할 수 있다는 것은 매우 중요한 개념이다.

이 개념을 제대로 이해해야만 객체지향이 제공하는 많은 장점을 누릴 수 있다.

 

요약

• 역할의 개념을 사용하면 유사한 협력을 추상화해서 인지 과부하를 줄일 수 있다.
• 다양한 객체들이 협력에 참여할 수 있기 때문에 협력이 좀 더 유연해진다.
• 다양한 객체들이 동일한 협력에 참여할 수 있기 때문에 재사용성이 높아진다.
• 역할은 객체지향 설계의 단순성(Simplicity), 유연성(Flexibility), 재사용성(reusability)을 뒷받침하는 핵심 개념이다.

 

협력의 추상화

역할은 협력 안에 여러 종류의 객체가 참여할 수 있게 함으로써 협력을 추상화할 수 있다. 협력의 추상화는 협력의 개수를 줄이는 동시에 구체적인 객체를 추상적인 역할로 대체함으로써 협력의 양상을 단순화한다.

구체적인 객체로 추상적인 역할을 대체해서 동일한 구조의 협력을 다양한 문맥에서 재사용할 수 있는 능력은 과거의 전통적인 패러다임과 구분되는 객체지향만의 힘이다. 그리고 그 힘은 근본적으로 역할의 대체 가능성에서 비롯된다.

 

대체 가능성

객체가 역할을 대체 가능하기 위해서는 협력 안에서 역할이 수행하는 모든 책임을 동일하게 수행할 수 있어야 한다.

객체는 역할이 암시하는 책임보다 더 많은 책임을 가질 수 있다. 따라서 객체의 타입과 역할 사이에는 일반화/특수화 관계가 성립하는 것이 일반적이다. 역할이 협력을 추상적으로 만들 수 있는 이유는 역할 자체가 객체의 추상화이기 때문이다.

역할의 대체 가능성은 행위 호환성을 의미하고, 행위 호환성은 동일한 책임의 수행을 의미한다.

 

 

객체의 모양을 결정하는 협력

흔한 오류

많은 사람들은 시스템에 필요한 데이터를 저장하기 위해 객체가 존재한다는 선입견을 가지고 있다.

• 데이터는 단지 객체가 행위를 수행하는 데 필요한 재료일 뿐이다.
• 객체가 존재하는 이유는 행위를 수행하며 협력에 참여하기 위해서다.
• 중요한 것은 객체의 행동, 즉 책임이다.

 

객체지향에 대한 두 번째 선입견은 객체지향이 클래스와 클래스 간의 관계를 표현하는 시스템의 정적인 측면에 중점을 둔다.

• 중요한 것은 정적인 클래스가 아니라 협력에 참여하는 동적인 객체이다.
• 클래스는 시스템에 필요한 객체를 표현하고 생성하기 위한 구현 메커니즘일 뿐이다.
• 객체지향의 핵심은 객체가 협력 안에서 어떤 책임과 역할을 수행할 것인지를 결정하는 것이다.

 

협력을 따라 흐르는 객체의 책임

협력을 설계한다는 것은 설계에 참여하는 객체들이 주고받을 요청과 응답의 흐름을 결정한다는 것을 의미한다. 결정된 요청과 응답의 흐름은 객체가 협력에 참여하기 위해 수행될 책임이 된다.

 

객체에게 책임을 할당하고 나면 책임은 객체가 외부에 제공하게 될 행동이 된다. 행동을 결정한 후에 그 행동을 수행하는 데 필요한 데이터를 고민해야 한다. 객체에 필요한 데이터와 행동이 어느 정도 결정된 후에 클래스 구현 방법을 결정해야 한다.

 

각 객체가 가져야 하는 상태와 행위에 대해 고민하기 전에 그 객체가 참여할 문맥인 협력을 정의하라. 객체지향 시스템에서 가장 중요한 것은 충분히 자율적인 동시에 충분히 협력적인 객체를 창조하는 것이다.

 

 

객체지향 설계 기법

역할, 책임, 협력의 관점에서 애플리케이션을 설계하는 유용한 기법 세 가지를 소개한다.

1. 책임-주도 설계(Responsibility-Driven Design)

책임-주도 설계는 협력에 필요한 책임들을 식별하고 적합한 객체에게 책임을 할당하는 방식으로 애플리케이션을 설계한다. 애플리케이션을 어떤 방식으로 사고하고 무엇을 기반으로 의사결정을 내리는지 잘 보여주는 기법이다.

 

2. 디자인 패턴(Design Pattern)

디자인 패턴은 전문가들이 반복적으로 사용하는 해결 방법을 정의해 놓은 설계 템플릿의 모음이다.

 

3. 테스트-주도 개발(Test-Driven Development)

테스트-주도 개발은 테스트를 먼저 작성하고 테스트를 통과하는 구체적인 코드를 추가하면서 애플리케이션을 완성해 가는 방식을 따른다. 테스트-주도 개발의 핵심은 역할, 책임, 협력을 식별하고 식별된 역할, 책임, 협력이 적합한지를 피드백받는 것이다.

 

책임-주도 설계

책임-주도 설계는 레베카 워프스브록이 고안한 현재 가장 널리 받아들여지는 객체지향 설계 방법으로 객체의 책임을 중심으로 시스템을 구축하는 설계 방법이다.

• 시스템의 기능은 더 작은 규모의 책임으로 분할되고 각 책임은 책임을 수행할 적절한 객체에게 할당된다.
• 객체가 스스로 처리할 수 없는 정보나 기능이 필요한 경우 적절한 객체를 찾아 필요한 작업을 요청한다. 요청된 작업을 수행하는 일은 위임받은 객체의 책임으로 변환된다.
• 객체 간의 요청하는 행위를 통해 협력 관계가 만들어진다.
• 만약 책임을 여러 종류의 객체가 수행할 수 있다면 협력자는 객체가 아니라 추상적인 역할로 대체된다.

결과적으로 시스템은 스스로 자신을 책임질 수 있을 정도로 충분히 자율적인 동시에 다른 객체와 우호적으로 협력할 수 있을 정도로 충분히 협조적인 객체들로 이뤄진 생태계를 구성하게 된다.

 

객체지향 시스템을 설계하는 절차

• 시스템이 사용자에게 제공해야 하는 기능인 시스템 책임을 파악한다.
• 시스템 책임을 더 작은 책임으로 분할한다.
• 분할된 책임을 수행할 수 있는 적절한 객체 또는 역할을 찾아 책임을 할당한다.
• 객체가 책임을 수행하는 중에 다른 객체의 도움이 필요한 경우 이를 책임질 적절한 객체 또는 역할을 찾는다.
• 해당 객체 또는 역할에게 책임을 할당함으로써 두 객체가 협력하게 한다.

 

역할, 책임, 협력은 유연하고 견고한 객체지향 시스템을 만드는 데 필요한 가장 중요한 재료다. 그 외의 장치는 이들을 보완하고 애플리케이션의 복잡도를 줄이기 위해 필요한 보조 재료일 뿐이다.

 

디자인 패턴

책임-주도 설계는 객체의 역할, 책임, 협력을 고안하기 위한 방법과 절차를 제시하는 반면에, 디자인 패턴은 책임-주도 설계의 결과를 표현한다. 패턴은 모범이 되는 설계(Example design)로 특정한 상황에서 설계를 돕기 위해 모방하고 수정할 수 있는 과거의 설계 경험이다.

일반적으로 디자인 패턴은 반복적으로 발생하는 문제와 그 문제에 대한 해법의 쌍으로 정의된다.

• 해결하려고 하는 문제가 무엇인지를 명확하게 서술하고, 패턴을 적용할 수 있는 상황과 적용할 수 없는 상황을 함께 설명한다.
• 반복해서 일어나는 특정한 상황에서 어떤 설계가 왜 더 효과적인지에 대한 이유를 설명한다.

 

디자인 패턴의 대표적인 예로 Composite 패턴이 있다. Composite 패턴은 전체와 부분을 하나의 단위로 추상화해야 하는 경우에 사용할 수 있는 패턴이다.

• 윈도우 탐색기의 경우 개별적인 파일 단위로 경로를 변경할 수 있다.
• 폴더의 경로를 변경하여 폴더 내부에 포함된 모든 파일의 경로를 한 번에 변경할 수도 있다.
• 즉, 윈도우 탐색기를 사용하는 사용자 관점에서 대상이 파일인지 폴더인지는 상관이 없다.
• 사용자는 단지 대상을 선택한 후 경로를 바꾸기만 하면 된다.

Composite 패턴은 이처럼 클라이언트 입장에서 메시지 수신자가 부분인지 전체인지에 상관없이 동일한 메시지를 이용해 동일한 방식으로 대상과 상호작용하고 싶을 때 사용할 수 있는 패턴으로 식별된 역할, 책임, 협력을 제공하는 한 가지 설계 예제다. 따라서 디자인 패턴은 유사한 상황에서 반복적으로 적용할 수 있는 책임-주도 설계의 결과물이라고 할 수 있다.

 

 

테스트-주도 개발

테스트-주도 개발(TDD)은 애자일 방법론의 한 종류인 XP의 기본 프랙티스로 소개되면서 주목받기 시작한 설계 기법이다. TDD의 기본 흐름은 실패하는 테스트를 작성하고, 통과하는 가장 간단한 코드를 작성한 후, 리팩토링을 통해 중복을 제거하는 것이다.

TDD는 응집도가 높고 결합도가 낮은 클래스로 구성된 시스템을 개발할 수 있게 하는 최상의 방법이지만 다양한 설계 경험과 패턴에 대한 지식이 없는 사람들의 경우 TDD가 의도하는 혜택을 누리기가 쉽지만은 않다.

 

TDD는 객체지향에 대한 깊이 있는 지식을 요구한다.

• 테스트를 작성하기 위해 객체의 메서드를 호출하고 반환값을 검증하는 것은 객체가 수행해야 하는 책임에 관해 생각한 것이다.
• 테스트에 필요한 입출력 값을 제공 및 검증하기 위해 스텁(Stub)을 추가하거나 목 객체(Mock object)를 사용하는 것은 객체와 협력해야 하는 협력자에 관해 고민한 결과를 코드로 표현한 것이다.

 

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객체지향의 사실과 오해 : 역할 책임 협력 관점에서 본 객체지향

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