[객체지향] 책임과 메시지 그리고 캡슐화

책임과 메시지 그리고 캡슐화

• 객체지향 세계는 명확하게 정의된 역할과 책임을 지닌 객체들이 상호 협력하는 세계이다.
• 역할과 책임이 흐릿할수록 객체를 도와줄 어떤 협력자도 찾지 못할 것이다.
  • Ex. 많은 사람들에게 질문을 던졌을 때는 답변이 없는 경우가 많다. 하지만 한 사람을 콕 집어서 질문을 던졌을 때는 오답이든 정답이든 답변은 하게 되어있다.
  • 즉, 여러 사람에게 질문 했을 때는 그 사람들의 역할과 책임이 분산되어 협력하고자 하는 사람을 못찾게 되지만 한 사람을 선택하게 되면 역할과 책임이 명확해져 협력자를 쉽게 찾을 수 있는 것이다.

 

자율적인 책임

• 적절한 책임을 적절한 객체(자율적인 객체)에게 할당한다.
• 자율적인 객체는 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체를 의미한다.
• 즉, 적절한 책임은 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는 것이다.

 

자신의 의지에 따라 증언할 수 있는 자유

• 객체가 책임을 자율적으로 수행하기 위해서는 객체에게 할당되는 책임이 자율적이어야 한다.
  • 메시지 요청을 하고 처리 순서(객체의 행동)에 간섭하지 않는 것이 자율적인 책임을 지니는 것이다.
  • 메시지 요청 시 처리 순서를 정해주고 이 순서대로 처리 후 응답해달라고 하는 것은 자율적인 책임이 아닌 것이다.
  • 즉, 메시지를 요청할 시 기대하는 응답값이 어떻게 해서든 나오면 되기 때문에 요청 객체의 내부 행동에는 무관심하는 것이 자율적인 책임을 갖는 것이다.

 

'어떻게'가 아니라 '무엇을'

• 자율적인 책임의 특징은 객체가 어떻게 해야 하는가가 아니라 무엇을 해야 하는가를 설명하는 것이다.

 

 

메시지와 메소드

• 객체들의 협력을 메시지를 주고 받으면서 진행되는데, 이 때 메시지를 처리할 수 있다는 것은 객체가 해당 메시지에 해당하는 행동을 수행해야할 책임이 있다는 것이다.
• 객체가 유일하게 의사소통할 수단은 메시지 뿐이며, 객체는 메시지를 처리하기 위한 방법을 자율적으로 선택할 수 있고, 외부의 객체는 메시지에 관해서만 볼 수 있고 객체 내부의 내용은 볼 수 없다.

 

메소드

• 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메소드라고 한다.
• 메시지는 '어떻게' 수행될 것인지를 명시하지 않고, 단지 '무엇'이 실행되기를 명시하며 어떤 메소드를 선택할 것인지는 전적으로 수신자의 결정에 좌우된다.

 

다형성

• 다형성은 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응(서로 다른 메소드를 이용)하는 것이다.
  • Ex. [앨리스 재판] '증언하라'라는 메시지에 모자장수, 요리사, 앨리스는 모두 다른 상황에 대해서 증언한다.
• 다형성은 역할, 책임, 협력에서 깊은 관련이 있는데, 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것이다.
• 기본적으로 다형성은 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미한다.
  • Ex. [앨리스 재판] 모자장수, 요리사, 앨리스는 각각을 대신해서 증언할 수 있다.
  • 대체 가능한 이유는 송신자 관점에서 동일한 메시지를 수신할 수 있기 때문이다.
• 다형성을 사용하면 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한 것이다.
  • 수신자의 종류를 모른다는 것은 메시지에 대한 결합도를 낮춘 것이다.
• 다형성을 이용하면 메시지를 이해할 수 있는 어떤 객체와도 협력할 수 있고 유연하며 확장 가능한 구조를 만들 수 있다.

 

유연하고 확장 가능하고 재사용성이 높은 협력의 의미

• 송신자가 수신자에 대해 매우 적은 정보만 알고 있더라도 상호 협력이 가능하다는 사실은 설계의 품질에 큰 영향을 미친다.
• 첫번째, 협력이 유연해진다.
  • 송신자는 수신자에 대해 어떤 푸쉬도 하지 않기 때문에 수신자를 다른 타입의 객체로 대체하더라도 송신자는 알지 못한다.
  • 따라서 송신자에 대한 파급효과 없이 유연하게 협력을 변경할 수 있다.
• 두번째, 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다.
  • 송신자에게 아무런 영향을 미치지 않고 수신자를 교체할 수 있기 때문에 협력의 세부적인 수행 방식을 수정할 수 있다.
  • Ex. [앨리스 재판] '증언하라'라는 메시지를 기반으로 느슨한 관계가 이루어져 있으므로 재판장에 출석하지 않고 동영상으로 증언하거나 다른 사람과 상의를 통해 증언할 수도 있는 것이다.
• 세번째, 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다.
  • 협력에 영향을 미치지 않고서도 다양한 객체들이 수신자의 자리를 대체할 수 있기 때문에 다양한 문맥에서 협력을 재사용할 수 있다.
  • Ex. 재판이라는 협력은 어느 곳에서나 재사용이 가능하다.

 

메시지를 따라라

객체지향의 핵심, 메시지

• 클래스를 중심에 두고 설계 하지 말아라
  • 실제로 애플리케이션을 살아있게 만드는 것은 클래스가 아니라 객체이며, 이런 객체들의 윤곽을 결정하는 것이 바로 객체들이 주고받는 메시지이다.
• 클래스는 단지 동적인 객체들의 특성과 행위를 정적인 텍스트로 표현하기 위해 사용할 수 있는 추상화 도구일 뿐이다.
• 객체를 구현할 때, 협력 관계 속에서 다른 객체에게 무엇을 제공해야 하고 다른 객체로부터 무엇을 얻어야 하는가라는 관점에서 접근할 때만 훌륭한 책임을 수확할 수 있다.

 

책임-주도 설계 다시 보기

• 책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것이다.
• 메시지가 수신자의 책임을 결정한다.
  • 객체는 자신에게 할당된 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다면 또 다른 메시지를 전송할 수 있다.

 

What/Who 사이클

• What/Who 사이클은 객체 사이의 협력 관계를 설계하기 위해 먼저 '어떤 행위(what)'를 수행할 것인지를 결정한 후 '누가(who)' 그 행위를 수행할 것인지를 결정하는 것이다.
• 협력이라는 문맥 안에서 필요한 메시지를 먼적 결정한 후에 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다. 그리고 수신된 메시지가 객체의 책임을 결정한다.

 

묻지말고 시켜라

• 메시지를 먼저 결정하고 메시지에 적합한 객체를 선택하는 방식을 따르다 보면, 송신자는 수신자가 어떤 객체인지 모르기 때문에 객체에게 자세한 내용을 물어볼 수 없다. 그로인해 수신자를 믿고 메시지를 전송할 수 밖에 없다.
  • 이런 전제로 인해 묻지 말고 시켜라라는 스타일이 나타난 것이다.
• 결과적으로 '묻지 말고 시켜라'라는 스타일은 객체를 자율적으로 만들고 캡슐화를 보장하며 결합도를 낮게 유지시켜 주기 때문에 설계를 유연하게 만든다.

 

 

객체 인터페이스

인터페이스

• 인터페이스의 세가지 특징
  • 첫째, 인터페이스의 사용법을 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
  • 둘째, 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동 방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
  • 셋째, 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.
• 자동차와 인터페이스
  • 첫째, 운전자는 자동차의 내부적(엔진, 제동장치의 작동원리)인 요소를 몰라도 사용법만 익히면 조작할 수 있다.
  • 둘째, 자동차의 내부를 변경한다고 해도 운전자는 정상적으로 자동차를 운전할 수 있다.
  • 셋째, 운전자는 본인 자동차 뿐만 아니라 모든 자동차를 운전할 수 있다.

 

메시지가 인터페이스를 결정한다.

• 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되어 있다.

 

공용 인터페이스

• 인터페이스는 내부에서만 접근 가능한 인터페이스와 외부에 공개되는 공용 인터페이스가 있다.
• 내부 인터페이스는 private method 형식을 말한다.

 

책임, 메시지, 그리고 인터페이스

• 지금까지 내용을 정리해보자
  • 협력에 참여하는 객체의 책임은 자율적이어야 한다. 즉, 객체는 자신의 의지와 판단력을 가져야 한다.
  • 한 객체가 다른 객체에게 요청을 전송할 때는 메시지를 사용한다.
  • 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되어 있다.

 

 

인터페이스와 구현의 분리

객체 관점에서 생각하는 방법

• 객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위해서는 세가지 원칙이 중요하다.

  • 좀 더 추상적인 인터페이스
  • 최소 인터페이스
  • 인터페이스와구현 간의 차이가 있다는 점을 인식

• 좀 더 추상적인 인터페이스

  • 메시지의 처리하는 순서까지 송신하는 것이 아니라 그저 메시지만 송신하는 것이다.
  • Ex. 목격했던 장면을 떠오려라, 떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성해라, 말로 간결히 표현하라 -> 증언하라

• 최소 인터페이스

  • 외부에 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지 말아라.
  • 인터페이스를 최호로 유지하면 객체의 내부 동작에 대해서는 가능한 한 적은 정보만 외부에 노출할 수 있다.
  • 객체의 내부를 수정하더라도 외부에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다.

 

세번째 원칙, 구현

• 객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것이 구현에 포함된다.
• 상태와 행동은 구현이다. 행동 즉, 메소드의 코드 자체는 객체 외부에 노출되는 공용 인터페이스의 일부는 아니기 때문에 객체의 구현 부분에 포함된다.
• 객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 결국 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확히 분리하라는 말과 동일하다.

 

 

캡슐화

• 객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 캡슐화라고 한다.
• 객체는 상태와 행위를 함께 캡슐화함으로써 충분히 협력적이고 만족스러울 정도로 자율적인 존재가 될 수 있다. 캡슐화를 정보은닉이라고 부르기도 한다.

상태와 행위의 캡슐화

• 객체는 상태와 행동을 하나의 단위로 묶는 자율적인 실체다. 이 관점에서의 캡슐화를 데이터 캡슐화라고 한다.
• 객체는 상태와 행위를 한데 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출한다. 따라서 데이터 캡슐화는 인터페이스와 구현을 분리하기 위한 전제조건이자 자율적인 객체를 만들기 위한 전제조건이다.

사적인 비밀의 캡슐화

• 외부에서 객체와 의사소통할 수 있는 고정된 경로를 공용 인터페이스라고 한다.

• 외부에 공개해야하는 메시지만 공용 인터페이스에 포함시키고 개인적인 비밀은 공용 인터페이스 뒤에 감춤으로써, 외부의 불필요한 공격과 간섭으로부터 방어한다.

• 객체를 자율적인 존재로 바라보는 것은 결국 객체의 내부와 외부를 업격하게 분리한다는 것을 의미한다.

• 객체지향은 내부와 외부를 명확하게 구분하는 객체들로 구성된 협력 공동체 이다. 이것이 객체지향이 유연하고 재사용이 가능한 이유이다.

 

 

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다.

• 책임을 결정하는 것은 메시지라는 것을 기억하라.
• 책임이 얼마나 자율적인지가 전체적인 협력의 설계 품질을 결정한다. (앨리스 이야기를 곁들어 설명하겠다.)
  • 첫째, 자율적인 책임은 협력을 단순하게 만든다.
    • 자율적인 책임은 세부적인 사항을 무시하고 의도를 드러내는 하나의 문장으로 표현함으로써 협력을 단순하게 만든다. '목격 장면을 떠올려라', '기억을 시간 순서로 정리하라', '말로 표현하라' 대신에 '증언하라'라는 것 처럼..!
  • 둘째, 자율적인 책임은 모자장수의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.
    • 모자장수의 증언 방식은 모자장수 스스로 결정할 수 있다. '증언하라'라는 메시지만 받으면 말로 하든, 적은 내용을 참고하든, 동영상을 재싱시키던 메시지를 받은 이후에는 모자장수 마음대로 응답하면 되는 것이다.
    • 이 때, 왕이 모자장수를 바라보는 관점은 외부 관점 이고, 모자장수가 책임을 대하는 방법은 내부 관점이다.
  • 셋째, 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.
    • 모자장수가 증언하는 방법을 변경하더라도 왕에게는 어떠한 영향도 미치지 않는다.
    • 만약, '목격 장면을 떠올려라', '기억을 시간 순서로 정리하라', '말로 표현하라'로 메시지를 받았을 때, 모자장수가 이 가운데 하나라도 변경을 하게 되면 왕과 모자장수의 협력은 무너지고 만다.
    • 객체의 책임이 자율적이면 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 두 객체 간의 결합도도 낮아지는 것이다.
  • 넷째, 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
    • 왕의 입장에서 '증언하라'라는 책임을 수행할 수 있으면 모자장수가 아니더라도 다른 사람이 요청을 수신해도 문제가 되지 않는다.
    • 객체의 책임이 자율적이면 설계가 유연해지고 재사용성이 높아진다.
  • 다섯째, 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다.
    • 모자장수는 '증인석에 입장하다'와 '증언해라'라는 두 가지 책임이모여 재판이라는 협력안에서 모자장수가 수행하는 역할(증인)이 명확하게 드러난다.
    • 따라서, 객체의 책임이 자율적이면 객체의 존재 이유를 명확하게 표현할 수 있고, 객체는 동일한 목적을 달성하기 위한 책임들로 구성될 수 있다.
    • 객체의 책임이 자율적이면 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기 쉬워진다.

책임이 자율적일수록 적절하게 '추상화'되며, '응집도'가 높고, '결합도'가 낮아지며, '캡슐화'가 증진되고, '인터페이스와 구현이 명확히 분리'되며, 설계의 '유연성'과 '재사용성'이 향상된다.

객체지향의 강력함을 누리기 위한 출발점은 책임을 자율적으로 만드는 것이다.