객체지향의 사실과 오해 1장

1장 협력하는 객체들의 공동체

객체지향

• 🙅‍♀
  • 실세계를 직접적이고 직관적으로 모델링할 수 있는 패러다임
  • 객체지향 소프트웨어는 실세계의 투영이며, 객체란 현실 세계에 존재하는 사물에 대한 추상화라는 것
• 🙆
  • 고객과 사용자를 만족시킬 수 있는 신세계를 창조하는 것이 목표

하지만, 실세계의 모방이라는 개념이 비현실적임에도 객체지향의 다양한 측면을 이해하고 학습하는데 매우 효과적이다.

1. 객체를 스스로 생각하고 스스로 결정하는 현실 세계의 생명체에 비유
   • 상태와 행위를 캡슐화(encapsulation)하는 소프트웨어 객체의 자율성(autonomous)
2. 현실 세계의 사람들이 암묵적인 약속과 명시적인 계약을 기반으로 협력하며 목표를 달성해 나가는 과정
   • 메세지(message)를 주고받으며 공동의 목표를 달성하기 위해 협력(collaboration)
3. 실세계의 사물을 기반으로 소프트웨어 객체를 식별하고 구현까지 이어간다는 개념
   • 객체지향 설계의 핵심 사상인 연결완전성(seamlessness)을 설명하는데 적합한 틀을 제공한다.

협력하는 사람들

커피 공화국의 아침

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

1. 역할
   • 손님
     • 커피를 주문한다.
   • 캐시어
     • 주문을 받는다.
   • 바리스타
     • 커피를 제조한다.
2. 책임
   • 손님
     • 카페인을 채우기 위해 커피를 주문할 책임을 수행한다.
   • 캐시어
     • 손님의 주문을 받는 책임을 수행한다.
   • 바리스타
     • 주문된 커피를 제조하는 책임을 수행한다.
3. 협력
   • 손님, 캐시어, 바리스타는 커피가 정확하게 주문되고 주문된 커피가 손님에게 정확하게 전달될 수 있도록 맡은 바 역할과 책임을 다하고 있는 것이다.

요청과 응답으로 구성된 협력

일반적으로 하나의 문제를 해결하기 위해 다수의 사람 혹은 역할이 필요하기 때문에 한 사람에 대한 요청(request)이 다른 사람에 대한 요청을 유발하는 것이 일반적이다. 따라서 요청은 연쇄적으로 발생한다.
요청을 받은 사람은 주어진 책임을 다하면서 필요한 지식이나 서비스를 제공한다. 즉, 요청에 응답(response)한다. 이것 역시 요청의 방향과 반대 방향으로 연쇄적으로 전달된다.

요청과 응답 흐름

1. 손님이 캐시어에게 주문한다 = 커피를 제공해 줄 것을 캐시어에게 요청한다.
2. 주문을 받은 캐시어가 주문 내역이 기록된 컵을 전달한다 = 바리스타에게 주문된 커피를 제조해줄 것을 요청한다.
3. 바리스타는 커피를 제조한 후 제조가 완료되었음을 캐시어에게 알려준다 = 캐시어의 요청에 응답한다.
4. 캐시어는 진동벨을 울려 손님에게 주문된 커피가 준비되었음을 알린다 = 손님의 주문에 응답한다.

역할과 책임

역할(role)

• 어떤 협력에 참여하는 특정한 사람이 협력 안에서 차지하는 책임이나 임무를 의미한다.
  • ex) 선생님이라는 역할은 학생을 가르칠 책임이 있다.
• 의미적으로 책임(responsibility)이라는 개념을 내표한다.
• 특정한 역할은 특정한 책임을 암시한다.
• 협력이 원활하게 진행되는 데 필요한 핵심적인 구성 요소

협력을 위한 책임과 역할의 특징

• 여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있다.
  • 손님 입장에서는 자신이 주문한 커피를 마실 수 있다면, 어떤 캐시어가 주문을 받는지는 중요하지 않다. 즉, 캐시어의 책임을 성실히 이행할 수 있다면 다른 캐시어도 가능하다.
• 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.
• 책임을 수행하는 방법은 자율적으로 선택할 수 있다.
  • 요청을 받은 사람들은 요청을 처리하는 방법을 자유롭게 선택할 수 있다. 이는 다형성(polymorphism)이라고 한다.
• 한 사람이 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.
  • 한 사람이 캐시어와 바리스타의 역할을 동시에 수행하는 것도 가능하다.

역할, 책임, 협력

기능을 구현하기 위해 협력하는 객체들

앞에서 사람이라는 단어를 객체로, 에이전트의 요청을 메시지로, 에이전트가 요청을 처리하는 방법을 메서드로 바꾸면, 객체지향이라는 문맥으로 옮겨올 수 있다.

역할과 책임을 수행하며 협력하는 객체들

협력은 특정한 책임을 수행하는 역할들 간의 연쇄적인 요청과 응답을 통해 목표를 달성한다는 것이다.

인간 세계에서의 협력

• 목표는 사람들의 협력을 통해 달성된다.
• 목표는 더 작은 책임으로 분할된다.
• 책임은 수행할 수 있는 적절한 역할을 가진 사람에 의해 수행된다.
• 협력에 참여하는 각 개인은 책임을 수행하기 위해 다른 사람에게 도움을 요청하기도 하며, 이를 통해 연쇄적인 요청과 응답으로 구성되는 협력 관계가 완성된다.

객체의 세계는 인간의 세계와 유사하다.

“어떤 객체도 섬이 아니다”
Ward Cunningham, Kent Beck

객체 세계에서의 협력

• 애플리케이션의 기능 구현은 협력을 통해 달성된다.
• 애플리케이션의 기능은 더 작은 책임으로 분할된다.
• 책임은 적잘한 역할을 수행할 수 있는 객체에 의해 수행된다.
• 객체는 자신의 책임을 수행하는 도중에 다른 객체에게 도움을 요청하기도 한다.

객체의 역할 특징

• 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.

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

협력 속에 사는 객체

객체지향 애플리케이션의 윤곽을 결정하는 것은 역할, 책임, 협력이지만 실제로 협력에 참여하는 주체는 객체이다.

협력 공동체의 일원으로서 객체에 필요한 덕목

1. 객체는 충분히 협력적이어야 한다.
   • 다른 객체의 요청에 귀 기울이고 다른 객체에게 적극적으로 도움을 요청할 정도로 열린 마음을 지녀야 한다.
   • 협력적이라는 말이 다른 객체의 명령에 따라 행동하는 수동적인 존재를 의미하는 것은 아니다. 요청에 응답하는 것이며 어떤 방식으로 응답할지는 객체 스스로 판단하고 결정한다. 심지어 요청에 응할지 여부도 객체 스스로 결정할 수 있다.
2. 객체는 충분히 자율적이어야 한다.
   • 객체 공동체에 속한 객체들은 공동의 목표를 달성하기 위해 협력에 참여하지만 스스로의 결정과 판단에 따라 행동하는 자율적인 존재다.
     • ex) 손님이 캐시어에게 어떤 방식으로 바리스타에게 주문 내역을 전달하라고 지시하지 않는다. 캐시어가 요청에 대해 스스로 판단하고 행동하는 자율적인 존재다.

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

상태와 행동을 함께 지닌 자율적인 객체

객체가 협력에 참여하는 과정 속에서 스스로 판단하고 스스로 결정하는 자율적인 존재로 남기 위해서는 필요한 행동(behavior)과 상태(state)를 함께 지니고 있어야 한다. 자신의 상태를 직접 관리하고 상태를 기반으로 스스로 판단하고 행동할 수 있어야 한다.

커피를 주문하는 협력 과정 중 바리스타(객체)는 커피 제조(행동)을 위해 커피 제조 방법(상태)를 기억하고 있다. 자신이 알고 있는 방법에 따라 커피를 제조한다.

객체의 자율성을 위한 객체의 내부와 외부 구분

• 내부
  • 객체 스스로 관리하고 외부에서 일체 간섭할 수 없도록 차단한다.
• 외부
  • 접근이 허락된 수단을 통해서만 객체와 의사소통한다.

즉, 객체는 다른 객체가 무엇을 수행하는지는 알 수 있지만 어떻게 수행하는지에 대해서는 알 수 없다.

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

협력과 메시지

인간 세계에서는 타인에게 도움을 요청하기 위해서는 다양한 매커니즘(말, 글자, …)을 활용한다.

하지만, 객체지향 세계에서는 메시지라는 한 가지 의사소통 수단만이 존재한다.
한 객체가 다른 객체에게 요청하는 것을 메시지를 전송한다고 말하고 다른 객체로부터 요청을 받는 것을 메시지를 수신한다고 말한다. 이때, 메시지를 전송하는 객체는 송신자(sender)라고 부르고 메시지를 수신하는 객체를 수신자(receiver)라고 부른다.

객체지향의 세계에서 협력은 송신자와 수신자 사이의 관계로 구성된다.

메서드와 자율성

객체가 수신된 메시지를 처리하는 방법을 메서드(method)라고 부른다.

객체지향 프로그래밍 언어에서 메서드는 클래스 안에 포함된 함수 또는 프로시저를 통해 구현된다. 메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 점은 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.

메시지와 메서드의 분리는 협력에 참여하는 객체들 간의 자율성을 증진시킨다. 예를 들어, 커피를 주문하는 협력 과정에서 커피 제조를 요청(메시지)받은 바리스타가 커피 머신을 이용하거나 수작업만으로 커피를 제조하는 것과 같은 구체적인 방법(메서드)은 자신만의 자율적인 방법에 따라 제조한다. 이때, 커피 제조를 요청한 캐시어는 커피가 제조될 것이라고 기대하지만, 구체적인 방법에 관해서는 관여하지 않는다.

이것은 캡슐화(encapsulation)라는 개념과도 깊이 관련되어 있다.

객체지향의 본질

• 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 처리하는데 적합한 메서드를 자율적으로 선택한다.

객체를 지향하라

초기 객체지향 프로그래밍 언어의 초점은 새로운 개념의 데이터 추상화를 제공하는 클래스라는 빌딩 블록에 맞춰져 있었다. 하지만 초기 의도와 달리 객체지향을 클래스를 지향하는 것으로 생각했다. 다양한 프로그래밍 언어가 출현하고 수많은 프로그래밍 서적이 출간되는 과정 속에서 클래스에 대한 중요성이 과하다 싶을 정도로 강조됐다.

널리 알려진 미신과 달리 객체지향의 핵심은 클래스가 아니라 적절한 책임을 수행하는 역할 간의 유연하고 견고한 협력 관계를 구축하는 것이다.

훌륭한 객체지향 설계자가 되기 위해서는 어떤 객체들이 어떤 메시지를 주고받으며 협력하는지 객체의 관점으로 사고 중심을 전환해야 한다. 클래스는 객체들의 협력 관계를 코드로 옮기는 도구에 불가하다.