[객체지향] 객체의 책임과 메시지

객체의 책임과 메시지

객체 설계를 더 잘하기 위해 객체를 이해해보자..
객체는 객체지향 공동체에서 어떤 역할을 하는 것일까..?

자율적인 책임

• 객체지향 공동체를 구성하는 기본 단위는 ‘자율적'인 객체
  • 자율적인 객체? 스스로 정한 원칙에 따라 판단하고 스스로의 의지를 기반으로 행동하는 객체
• 객체가 어떤 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체로부터 요청을 수신했기 때문이다. 요청을 처리하기 위해 객체가 수행하는 행동을 책임 이라고 한다.
  • 즉, 자율적인 객체란 스스로의 의지와 판단에 따라 각자 맡은 책임을 수행하는 객체
• 객체가 자율적이기 위해서는 객체에게 할당되는 책임의 수준 역시 자율적이어야 한다.
  • 상세한 수준의 책임들은 자율성을 제한한다. 즉 요청하는 객체에 의존할 수 밖에 없다.
    • 증언해라 vs 목격했던 장면을 떠올려라, 떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성해라, 말로 간결하게 표현해라
• 반대로 너무 포괄적이고 추상적인 책임을 선택한다면?
  • 협력을 좀 더 다양한 환경에서 재사용할 수 있도록 유연성측면에서 장점이 있다.
  • 그러나 책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다. ‘증언하라'라는 책임이 훌륭한 책임인 이유는 모자 장수의 자율성을 보장할 수 있을 정도로 충분히 추상적인 동시에 협력의 의도를 뚜렷하게 표현할 수 있을 정도로 충분히 구체적이기 때문이다.
• ‘어떻게'가 아니라 ‘무엇'을
  • 객체가 어떻게(how)해야 하는가가 아니라 무엇(what)을 해야하는가를 설명해야 한다.
    • 증언한다. 라는 책임은 무엇(what)을 해야하는지 결정하지만 어떻게(how)해야 하는지에 대해서는 언급하지 않는다. 증언할 방법은 모자 장수가 자율적으로 선택할 수 있다.
      • 목격했던 장면을 떠올려라, 떠오르는 기억을 시간 순서대로 재구성해라 … (x) how (x)
• 객체가 다른 객체에게 접근할 수 있는 유일한 방법은 요청을 전송하는 것뿐. 이 요청을 메시지라 부른다.
  • 메시지는 객체로 하여금 자신의 책임, 즉 행동을 수행하게 만드는 유일한 방법

메시지와 메서드

• 객체의 행동을 유발하는 행위를 가리켜 메시지-전송 이라 한다.
  • 왕(송신자) → 모자 장수(수신자) - 왕은 모자 장수에게 ‘증언하라’ 라는 메시지를 전송한다.
• 메시지는 메시지 이름과 인자의 조합이다.
  • ‘증언하라' - 메시지 이름(message name)
  • 메시지를 전송할 때 추가적인 정보들 - 인자(argument)
  • 증언하라(어제, 왕국) - 메시지 이름(인자..)
• 객체가 메시지를 수신할 수 있다는 것은 객체가 메시지에 해당하는 책임을 수행할 수 있다는 것을 의미
  • 객체가 유일하게 이해할 수 있는 의사소통 수단은 메시지뿐이며 객체는 메시지를 처리하기 위한 방법을 자율적으로 선택할 수 있다.
  • 외부의 객체는 메시지에 관해서만 볼 수 있고 내부는 볼 수 없기 때문에 자연스럽게 객체의 외부와 내부가 분리된다.
• 객체가 수신할 수 있는 메시지와 메시지를 처리하기 위해 선택할 수 있는 방법이라는 두 가지 개념이 존재
  • 메시지를 처리하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드라고 한다.
  • 어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다.
• 메시지를 수신하는 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있는 것은 객체지향 프로그래밍 언어를 구분 짓는 핵심적인 특성 이다.
  • 실행 코드를 컴파일 시간에 결정하는 절차지향 언어와 확연히 구분되는 특징
• 다형성 이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다.
  • LinkedList, ArrayList 는 List 의 메시지(add, remove..)를 수신할 수 있다. 하지만 메시지를 처리하는 방법은 각자 다르다.
  • 제 3의 객체가 메시지(add, remove)를 전송하여 무엇(what)을 실행될지를 명시하지만 어떻게(how) 동작하는지는 수신자(LinkedList, ArrayList)가 결정한다.
  • 즉, 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것을 의미한다. 동일한 역할을 수행할 수 있는 객체들 사이의 대체 가능성을 의미
• 다형성 은 객체들의 대체 가능성을 이용해 설계를 유연하고 재사용 가능하게 만든다.
  • 다형성을 사용하면 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지를 전송할 수 있다.
  • 즉, 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화 한다.
  • 다형성을 사용하면 메시지를 이해할 수 있는 어떤 객체와도 협력할 수 있는 유연하고 확장 가능한 구조를 만들 수 있다. 다형성을 이용해 협력을 유연하게 만들자
• 다형성 은 설계의 품질에 큰 영향을 미친다. - 어찌보면 다 비슷한 내용이다.
  1. 협력이 유연해 진다.
     1. 송신자는 수신자의 타입에 관심없기 때문에 수신자를 다른 타입의 객체로 대체하더라도 송신자는 알지 못한다. 따라서 송신자에 대한 파급효과 없이 유연하게 협력을 변경할 수 있다.
  2. 협력이 수행되는 방식을 확장할 수 있다.
     1. 송신자에게 아무런 영향도 미치지 않고 수신자를 교체할 수 있기 때문에 협력의 세부적인 수행 방식을 쉽게 수정할 수 있다. (협력의 구조자체는 변하지 않는다.)
  3. 협력이 수행되는 방식을 재사용할 수 있다.
     1. 협력에 영향을 미치지 않고서도 다양한 객체들이 수신자의 자리를 대체할 수 있기 때문에 다양한 문맥에서 협력을 재사용할 수 있다.

메시지를 따라라

객체지향의 기본 개념 - 책임을 수행하는 자율적인 객체들의 협력을 통해 애플리케이션을 구축하는 것 (필수 외우자)

• 책임-주도 설계 ⇒ 객체들 간에 주고받는 메시지 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것
  1. 시스템이 수행할 책임을 구현하기 위해 협력 관계를 시작할 적절한 객체를 찾아 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다.
  2. 객체가 책임을 완수하기 위해 다른 객체의 도움이 필요하다면 도움을 요청하기 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정한다.
  3. 메시지를 결정한 후에는 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다.
     • 수신자는 송신자가 메시지를 보내면서 기대한 바를 충족시켜야 한다. 수신자는 송시자가 끼대한 대로 메시지를 처리할 책임이 있다. (메시지가 수신자의 책임을 결정한다.)
• 메시지를 중심으로 설계된 구조는 유연하고 확장 가능하며 재사용 가능하다.
  • 메시지를 이해할 수만 있다면 다양한 타입의 객체로 협력 대상을 자유롭게 교체할 수 있기 때문에 설계가 유연해진다.
  • 메시지를 기반으로 다양한 타입의 객체들이 동일한 협력 과정에 참여할 수 있기 때문에 다양한 상황에서 협력을 재사용할 수 있다.
  • 다형성은 개별 객체가 아니라 객체들이 주고받는 메시지에 초점을 맞출 때 비로소 그 진가를 발휘하게 된다.

객체 인터페이스

• 인터페이스란 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치를 의미한다.
• 인터페이스의 특징
  1. 인터페이스의 사용법만 익히기만 하면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 쉽게 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.
  2. 인터페이스 자체는 변경하지 않고 단순히 내부 구성이나 작동방식만을 변경하는 것은 인터페이스 사용자에게 어떤 영향도 미치지 않는다.
  3. 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하기만 하면 아무런 문제 없이 상호작용할 수 있다.
• 메시지가 인터페이스를 결정한다.
  • 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성되며 객체가 어떤 메시지를 수신할 수 있는지가 객체가 제공하는 인터페이스의 모양을 빚는다.
• 인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공개된 인터페이스와 내부에서만 접근할 수 있는 감춰진 인터페이스로 구분된다.
  • 내부에서만 접근 가능한 사적인 인터페이스와 구분하기 위해 외부에 공개된 인터페이스를 공용 인터페이스라 지칭한다.

중간 정리

• 협력에 참여하는 객체의 책임은 자율적이어야 한다.
  • 자율성이란 자신의 의지와 판단력을 기반으로 객체 스스로 책임을 수행하는 방법을 결정할 수 있음을 의미
• 한 객체가 다른 객체에게 요청을 전송할 때는 메시지를 사용한다.
• 객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 채워진다.
• 객체가 메시지를 수신했을 때 적절한 객체의 책임이 수행된다.
• 메서드란 메시지를 수신했을 때 책임을 수행하는 방법을 의미한다.
• 메시지와 메서드의 구분은 객체를 외부와 내부라는 두 개의 명확하게 분리된 영역으로 구분하는 동시에 다형성을 통해 다양한 타입의 객체를 수용할 수 있는 유연성을 부과한다.
• 인터페이스는 객체가 다른 객체와 협력하기 위한 접점이다.

인터페이스와 구현의 분리

• 객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위해서는 다음의 세가지 원칙이 중요하다.
  • 좀 더 추상적인 인터페이스
    • 수신자의 자율성을 보장하자.
  • 최소 인터페이스
    • 외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지 말자.
  • 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식
    • 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리해야 한다.
    • 외부 - 공용 인터페이스
    • 내부(동작방식) - 구현(implementation)
• 객체의 외부와 내부를 분리하라는 것은 결국 객체의 공용 인터페이스와 구현을 명확하게 분리하라는 말과 동일하다.
• 훌륭한 객체란 구현을 모른채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용할 수 있는 객체를 의미한다.
  • 외부에 노출되는 인터페이스와 객체의 내부에 숨겨지는 구현을 명확하게 분리해야 한다.(sepration of interface and implementation)
• 인터페이스 / 구현의 분리가 왜 중요한가?
  • 소프트웨어는 항상 변경되기 때문이다.
  • 수많은 객체들이 물고 물리며 돌아가는 객체지향 프로그램에서 어떤 객체를 수정했을 때 어떤 객체가 영향을 받는지 판단하는 것은 거의 곡예에 가깝다. 객체의 모든 것이 외부에 공개되어 있다면 아무리 작은 부분을 수정하더라도 변경에 의한 파급효과가 객체 공동체의 구석구석까지 파고들 것이다.
  • 안전지대 : 구현 , 위험지대 : 공용 인터페이스
  • 객체가 가져야할 상태와 메서드 구현은 객체 내부에 둠으로써 수정시 외부에 영향을 미치지 않게 한다. 객체 외부에 영향을 미치는 변경은 객체의 공용 인터페이스를 수정할 때뿐이다.
• 인터페이스와 구현을 분리하는 것은 변경될 부분을 객체의 내부에 꽁꽁 숨겨 놓는다는 것을 의미한다. 이 원칙을 수행하기 위한 객체 설계 방법을 캡슐화라고 한다.
• 캡슐화는 객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로 감추는 것을 말한다.
  • 상태와 행위를 함께 캡술화함으로써 충분히 협력적이고 만족스러울 정도로 자율적인 존재가될 수 있다.
  • 정보 은닉(information hiding)이라고 부르기도 한다.
• 캡슐화는 두가지 관점에서 사용된다.
  • 상태와 행위의 캡슐화(data encapsulation)
    • 상태와 행위를 한데 묶은 후 외부에서 반드시 접근해야만 하는 행위만 골라 공용 인터페이스를 통해 노출한다.
    • 상태는 주로 데이터, 행동은 프로세스로 구현된다. 객체지향에서는 데이터와 프로세스를 객체라는 하나의 틀 안으로 함께 묶어 놓음으로써 자율성을 보장한다.
  • 사적인 비밀의 캡슐화
    • 구현과 관련된 세부 사항. 외부에 제공해야 할 필요가 없는 개인적인 비밀을 공용 인터페이스 뒤에 감춘다. (private method..)

책임의 자율성이 협력의 품질을 결정한다.

1. 협력을 단순하게 만든다.
   • 세부적인 사항들을 무시하고 의도를 드러내는 하나의 문장으로 표현함으로써 협력을 단순하게 만든다. (’증언하다’)
   • 책임이 적절하게 추상화된다.
2. 외부와 내부를 명확하게 분리한다.
   • 외부에 노출되는 부분과 책임을 수행하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 명확히 나눈다. 책임을 수행하는 부분(방법)은 자율적인 객체의 권한이다.
   • 사적인 부분이 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 인터페이스와 구현이 분리된다.
3. 내부적인 방법을 변경하더라도 외부에 영향을 미치지 않는다.
   • 객체의 책임이 많은 경우, 하나의 책임을만수정하여도 객체와의 협력 관계가 무너질 가능성이 많다.
   • 책임이 자율적일수록 협력이 단순해지며 변경에 의해 수정돼야 하는 범위가 좁아지고 명확해 진다.
   • 변경의 파급효과가 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 두 객체 간의 결합도가 낮아진다.
4. 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다.
   • 재사용성이 높아진다.
5. 객체가 수행하는 책임들이 자율적일수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다.
   • ‘증언하다', ‘증인석에 입장하다' → 증인 으로써의 역할을 떠올리기 쉬워진다.
   • 객체의 존재 이유를 명확하게 표현할 수 있으며 이는 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기 쉬워진다 볼 수 있다.

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

출처 및 참고) 객체지향의 사실과 오해