[객체지향의 사실과 오해] 05 책임과 메시지

✏️, 💡,❓ 해당 이모지는 저의 생각임을 나타냅니다.

 

'책임감 분산' 현상과 관련된 실험이 있다.

음성 대화방에서 누군가 발작을 일으켰을 때, 자신 말고도 도와줄 학생이 있다고 믿으면 아무도 도움을 요청하지 않고, 자신과 발작을 일으킨 학생 단 둘만이 있다고 믿었을 때는 참가자의 85%센트가 도움을 요청했다.

사건에 대한 목격자가 많으면 개인이 느끼는 책임감은 적어진다는 것이다.

 

자율적인 책임

객체가 어떤 행동을 하는 유일한 이유는 다른 객체로부터 요청을 수신했기 때문이다. 요청을 처리하기 위해 객체가 수행하는 행동을 책임이라고 한다.  적절한 책임의 선택이 전체 설계의 방향을 결정한다. 

적절한 책임이 자율적인 객체를 낳고, 자율적인 객체들이 모여 유연하고 단순한 협력을 낳는다. => 협력에 참여하는 객체가 얼마나 자율적인지가 전체 애플리케이션의 품질을 결정한다.

 

객체가 책임을 자율적으로 수행하기 위해서는 객체에게 할당되는 책임이 자율적이어야 한다. 

1) 왕이 모자장수에게 '증언하라'라고 요청

2) 왕이 '목격했던 장면을 떠올리고 떠오르는 기억을 재구성한 후 말로 간결하게 표현해 증언하라' 라고 요청

첫번째 방법에서 모자 장수가 어떤 방법으로 증언하는지는 중요하지 않다. 두번째 협력에서 문제는 모자 장수의 자유의 범위를 지나치게 제한한다는 점이다. 두 번째 모자 장수는 책임을 수행하기 위해 자신의 의지가 아닌 왕의 명령에 의존할 수밖에 없다. 

객체지향 세계는 자율적인 객체들의 공동체다. 객체가 자율적이기 위해서는 할당되는 책임의 수준 역시 자율적이어야 한다.

✏️ 너무 많은 것을 요청함으로써 객체의 자유를 제한하는 것 좋지 않다.

 

포괄적이고 추상적인 책임이 무조건 좋은 것도 아니다. 의도를 명확히 표현하지 못할 정도로 추상적이어도 문제다. 

'설명하라'라는 책임이 있다고 한다면, 무엇을 설명해야 하는지 모호하다. 

책임은 협력에 참여하는 의도를 명확하게 설명할 수 있는 수준 안에서 추상적이어야 한다.

❓ 남이 볼 때는 의도를 모르겠어도, 그 객체 자신은 의도를 알겠다면 괜찮을까? 예를 들어 비밀번호 객체가 있다고 했을 때 '변경해라'라는 요청은 말이 될 것 같다. 그리고 '떡볶이 요리사'라는 객체가 있을 때 '요리해라'라는 요청도 괜찮을 것 같다. '설명 해라'의 경우에도 객체가 'ㅇㅇ 사건 목격자'라면 충분히 명확하지 않을까?

💡 라고 생각했는데 바로 아래에 관련된 설명이 나온다.

 

어떤 책임이 자율적인지는 문맥에 따라 다르다. 다른 상황에서는 '설명하라'라는 책임이 자율권을 보장하는 최선의 선택이 될 수 있다.

💡 문맥을 보았을 때 말이 되면 그것은 적절한 책임이 될 수 있을 것 같다.

 

자율적인 책임의 특징은 어떻게가 아니라 무엇을 해야하는가를 설명한다. 

 

메시지와 메서드

하나의 객체는 메시지를 전송함으로써 다른 객체에 접근한다.

메시지를 전송할 때 추가적인 정보가 필요하면 메시지의 인자를 통해 추가 정보를 제공할 수 있다. 수신자는 메시지를 처리 하기 위해 메시지에 실려 있는 인자를 사용할 수 있다. 

메시지 전송은 수신자, 메시지 이름, 인자의 조합이 된다. 

 

메시지를 수신받는 객체는 자신이 해당 메시지를 처리할 수 있는지 확인한다. 처리할 수 있다면 행동을 수행해야할 책임이 있다는 것이다. 

근본적으로 메시지의 개념은 책임의 개념과 연결된다. 

 

그리고 모자 장수가 메시지를 처리 하기 위해 내부적으로 선택하는 방법을 메서드라고 한다.

왕이 전송한 '증언하라'메시지를 처리 하기 위해 모자 장수가 내부적으로 선택하는 증언 방법이 메서드다. 

어떤 객체에게 메시지를 전송하면 결과적으로 메시지에 대응되는 메서드가 실행된다. 어떤 메서드를 선택할 것인지는 수신자의 결정이다. 

메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 잇다는 사실은 다른 프로그래밍 언어와 객체지향 프로그래밍 언어를 구분 짓는 핵심적인 특징 중 하나다.

 

메시지와 메서드의 차이를 이해하면 다형성도 쉽게 이해할수 있다.

다형성이란 서로 다른 유형의 객체가 동일한 메시지에 대해 서로 다르게 반응하는 것을 의미한다.

다형성은 역할, 책임, 협력과 깊은 관련이 있다. 서로 다른 객체들이 다형성을 만족시킨다는 것은 객체들이 동일한 책임을 공유한다는 것을 의미한다. 기본적으로 다형성은 대체 가능성을 의미한다. 

다형성을 사용하면 송신자가 수신자의 종류를 모르더라도 메시지를 전송할 수 있다. 즉 다형성은 수신자의 종류를 캡슐화한다. 

 

송신자가 수신자에 대해 작은 정보만 알고있어도 상호 협력이 가능하다는 사실은 설계의 품질에 큰 영향을 미친다.

 

송신자는 오직 메시지만 바라본다. 수신자의 정확한 타입을 모르더라도 상관 없다. 단지 수신자가 메시지를 이해하고 처리해줄 것이라는 사실만 알아도 충분하다. 수신자는 메시지를 철기하기 위해 자율적으로 메서드를 선택할 수 있지만 메서드 자체는 송신자에게 노출시키지 않는다.

❓ 그런데... 정확한 타입을 알아야 하지 않나? 왕은 '모자 장수'가 아니라 '의사'의 증언을 듣고 싶을 수도 있을 것 같다. 그걸 처리하는 게 수신자의 역할이라는 걸까? 더 정확히는 같은 행동을 하는 객체여서 추상화를 했더라도, 요청하는 쪽에서 이번에는 의사의 증언을 들어야 할 차례일 수 있을 것 같다. 

💡 내가 판단하기 어려워서 gpt에게 물어봤다. gpt 답변: 다형성의 한계를 짚어낸 것 같다. 다형성은 수신자 타입을 캡슐화 하는데 유리하지만 송신자가 수신자 타입을 알아야할 경우는 한계가 있다. 또한 시스템이 특정 역할을 필요로 한다면 이를 처리하는 것은 송신자의 책임이 될 수 있다.

 

메시지를 따라라

객체지향 언어를 하는 대부분은 객체지향 애플리케이션은 클래스의 집합으로 생각한다. 클래스는 중요한 추상화 도구이지만 객체지향의 강력함은 클래스가 아니라 객체들이 주고받는 메시지로부터 나온다. 

클래스를 중심에 두는 설계는 유연하지 못하고 확장하기 어렵다. 

 

데이터에 대한 결정을 뒤로 미루면서 객체의 행위를 고려하기 위해서는 객체를 독립된 단위가 아니라 협력이라는 문맥 안에서 생각해야 한다. 독립된 객체의 상태와 행위를 고민하지 말고 시스템을 구현하기 위해 각체가 다른 객체에게 제공해야 하는 메시지를 고민하라.

협력이라는 문맥에서 벗어나 독립적인 객체에 관해 고민하는 것은 클래스에 초점을 맞추는 것과 별다른 차이가 없다. 객체지향 설계의 중심에는 메시지가 위치한다. 객체가 메시지를 선택하는 것이 아니라 메시지가 객체를 선택하게 해야한다.

 

객체지향 설계는 적절한 책임을 적절한 객체에게 할당하면서, 메시지를 기반으로 협력하는 객체들의 관계를 발견하는 과정이다. 책임-주도 설계의 기본 아이디어는 객체들 간에 주고받는 메시지를 기반으로 적절한 역할과 책임, 협력을 발견하는 것이다.

1. 기능을 시스템의 책임으로 보는 것부터 시작된다.

2. 책임을 구현하기 위해 시스템의 책임을 객체의 책임으로 할당한다.

3. 다른 객체의 도움이 필요하면 도움을 요청하기 위해 어떤 메시지가 필요한지 결정한다.

4. 메시지를 수신하기에 적합한 객체를 선택한다.

=> 메시지가 수신자의 책임을 결정한다.

 

책임-주도 설계의 핵심은 어떤 1) 행위가 필요한지 먼저 결정한 후 2) 행위를 수행할 객체를 결정하는 것이다. 이 과정을 what/who 사이클이라고 한다. '어떤 행위'(메시지)를 수행할 것인지 결정 후 '누가' 행위를 수행할 것인지 결정해야 한다는 것이다.

객체의 속성은 행위를 결정하지 않는다. 책임-주도 설계 관점에서는 어떤 객체가 어떤 특성을 가지고 있다고 반드시 그와 관련된 행위를 수행할 것이라고 가정하지 않는다. (객체가 자신이 수신할 메시지를 결정하게 하지 말고 메시지가 협력에 필요한 객체를 발견하게 해야한다.)

❓ 처음 설계할 때는 메시지가 객체를 발견하는 게 될 것 같은데, 시간이 지나면 지날수록 객체가 메시지를 찾게 될 것 같다. 왜냐면 객체에서 이 동작 필요한데? -> 이 객체한테 요청해야겠다 또는 이 메시지를 새로 만들어야지~라고 생각하게 될 것 같다. 자연스러운걸까? 안 그럴 수 있는 방법이 있을까?

💡 자연스러운 현상인 것 같다. 시간이 지남에 따라 더 많은 도메인 지식이 쌓이고 이로 인해 '이 객체가 이 작업을 수행해야 하지 않을까?'라는 생각이 강해진다. 그리고 시스템이 진화하면서 새로운 요구사항이 등장하는데, 이를 기존 구조에 맞춰야하기 때문에 책임을 먼저 생각하는 설계 원칙이 어려워질 수 있다.

💡 어떻게 안 그럴수 있을까? gpt 답변: 1) 설계가 진행되는 동안 계속해서 '이 객체가 정말 이 행위를 해야하는가?' '객체의 속성에 의해 이 행위가 결정된것은 아닌가?' 라는 질문을 던진다. 2) 상태와 행동을 분리하는 디자인 패턴을 사용한다.(전략 패턴, 커맨드 패턴, 상태 패턴 등) 3) TDD를 사용한다. 인터페이스를 먼저 구성하면 메시지가 자연스럽게 객체를 발견할 수 있다.

 

메시지를 먼저 결정하고 메시지에 적합한 객체를 선택하는 방식을 따르다 보면 송신자는 수신자가 어떤 객체인지 모르기 때문에 객체에 관해 꼬치꼬치 깨물을 수 없다. 단지 잘 처리할 것이라고 믿고 메시지를 전송한다. 이런 스타일의 협력 패턴을 '묻지 말고 시켜라'(Tell, Don't Ask = 데메테르 법칙)라는 이름으로 멀리 알려져있다.

 

객체는 다른 객체의 상태를 묻지 말아야 한다. 모든 객체는 자신의 상태를 기반으로 스스로 결정해야 한다. 

중요한 것은 메시지를 수신하는 객체가 메시지를 전송한 객체가 의도한 대로 요청을 처리할 수있는지 여부다. 메시지를 믿어라.

❓ 메시지를 믿을 수 있나? 예를 들어 '대화방 나가기'메시지가 있다. 대화방을 나가면 1) 대화방에서 A가 삭제되어야 한다. 2) 대화방에 나가기 표시가 떠야 한다. 3) A의 대화방 목록에 대화방이 없어져야 한다. 등 여러가지 동작이 실행된다. 이걸 객체지향적으로 어떻게 설계하면 좋을까? 각각의 동작들을 '대화방 나가기'라는 메시지 안에서 다 수행해도 될까? 

✏️ 내 생각에는 '대화방 나가기' 메시지를 수행했으면 대화방에서 A가 삭제되는 동작만 수행되어야 할 것 같다. 나머지는 요청한 쪽에서 다른 메시지로 요청을 보내야 할 것 같다. 또는 대화방 나가기 객체에서 각각 다른 객체로 추가 요청(대화방 삭제, 나감 알림 처리)을 보내는 방법도 있을 것 같다. 전자가 유지보수 측면에서는 더 편하겠지만, 실제 개발을 하는데 전자처럼 하는 건 거의 불가능 할 것 같다.

 

객체 인터페이스

인터페이스란 어떤 두 사물이 마주치는 경계 지점에서 서로 상호작용할 수 있게 이어주는 방법이나 장치이다.

텔레비전 리모컨도 인터페이스이다. 컴퓨터 사용자들은 마우스를 이용해 화면에 그려진 아이콘을 이동하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에 익숙하다. 개발자들은 미리 약속된 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통해 다른 사람이 작성한 코드와 상호작용 한다. 

 

인터페이스는 세 가지 특징을 지닌다.

1) 사용법만 알면 내부 구조나 동작 방식을 몰라도 대상을 조작하거나 의사를 전달할 수 있다.

2) 인터페이스 자체는 변경하지 않고 내부 구성이나 작동 방식을 변경하는 것은 사용자에게 아무런 영향을 미치지 않는다.

3) 대상이 변경되더라도 동일한 인터페이스를 제공하면 아무런 문제 없이 상호작용 할 수 있다.

객체의 인터페이스는 객체가 수신할 수 있는 메시지의 목록으로 구성된다. 

 

지금까지는 제약 없이 인터페이스의 모든 부분을 외부에서 접근할 수 있는 것처럼 설명했다. 그러나 실제로 인터페이스는 외부에서 접근 가능한 공개 인터페이스와 감춰진 인터페이스로 구분된다. 외부에 공개된 인터페이스는 '공용 인터페이스'라고 한다. 

공용 인터페이스와 사적인 인터페이스는 메시지 송신자가 다른 객체인지 아니면 객체 자신인지만 다를 뿐이다. 객체가 자기 자신에게 요청하는 게 이해되지 않을 수도 있지만, 객체지향에서는 자기 스스로에게 뭔가를 요청하는 경우에도 메시지를 전송해야한다.

 

메시지로 구성된 공용 인터페이스는 객체의 외부와 내부를 명확하게 분리한다.

객체지향의 힘은 대부분 객체의 외부와 내부를 구분하는 것에서 나온다. 지금부터 그 이유를 살펴보자.

 

인터페이스와 구현의 분리

맷 와이스펠드는 객체지향적인 사고 방식을 이해하기 위해서는 다음의 세 가지 원칙이 중요하다고 주장한다. 

- 좀 더 추상적인 인터페이스

지나치게 상세한 메시지는 객체의 자율성을 저해한다.

- 최소 인터페이스

외부에서 사용할 필요가 없는 인터페이스는 최대한 노출하지 말라. 객체의 내부 동작에 대해 가능한 적은 정보만 외부에 노출할 수 있다. 따라서 객체의 내부를 수정하더라도 외부에 미치는 영향을 최소화 할 수 있다. 

- 인터페이스와 구현 간에 차이가 있다는 점을 인식

 

객체지향 세계에서 내부 구조와 작동 방식을 가리키는 고유 용어는 구현(implementation)이다. 객체를 구성하지만 공용 인터페이스에 포함되지 않는 모든 것이 구현에 포함된다. 

상태는 객체의 구현에 해당한다. 메서드를 구성하는 코드 자체도 구현 부분에 해당한다. (상태, 행동을 수정하더라도 인터페이스에 영향을 미쳐선 안된다.)

✏️ 중요한 부분인 것 같다. 상태와 인터페이스는 아무 관계가 없어야 한다.

 

훌륭한 객체란 구현을 모른 채 인터페이스만 알면 쉽게 상호작용 할 수 있는 객체를 의미한다. 객체를 설계할 때 외부에 노출되는 인터페이스와 내부에 숨겨지는 구현을 명확히 분리해서 고려해야 한다는 것을 의미한다. (=인터페이스와 구현의 분리 원칙)

수많은 객체들이 물고 물리며 돌아가는 객체지향 공동체에서 어떤 객체를 수정했을 때 어떤 객체가 영향을 받는지 판단하는 것은 어렵다. 객체의 모든 것이 외부에 공개되어 있다면 수정에 의한 파급효과는 너무 클 것이다.

인터페이스와 구현의 분리는, 변경해도 무방한 안전 지대와 변경했을 경우 외부에 영향을 미치는 위험 지대를 구분하는 것이다.

이렇게 되면 메서드를 자유롭게 변경할 수 있기 때문에 객체를 자율적으로 만들 수 있게 기여한다.

 

인터페이스와 구현을 분리한다는 것은 변경될만한 부분을 객체의 내부에 꽁꽁 숨겨 놓는다는 것을 의미한다. 

객체의 자율성을 보존하기 위해 구현을 외부로부터 감추는 것을 캡슐화라고 한다. 캡슐화는 두 가지 관점에서 사용된다.

1. 상태와 행위의 캡슐화 2. 사적인 비밀의 캡슐화

 

책임의자율성이 협력의 품질을 결정한다

객체들이 동일한 목적을 달성하기 위해 협력하는 방법의 가짓수는 수도 없이 많을 수 있다. 객체지향 설계자들은 어떤 협력이 다른 협력보다 좀 더 나은 설계라고 이야기한다. 그 기준은 무엇일까?

 

그것은 어떤 협력이 다른 협력보다 이해하기 쉽고 변경에 유연하기 때문이다. 객체의 책임이 자율적일 수록 협력이 이해하기 쉽고 유연하게 변경할 수 있다.

1) 자율적인 책임은 협력을 더욱 단순하게 만든다. 자율적인 책임은 세부 사항을 무시하고 의도를 드러내는 하나의 문장으로 표현함으로써 협력을 단순하게 만든다. (책임이 적절하게 추상화)

2) 자율적인 책임은 외부와 내부를명확히 분리한다. 책임만 완수할 수 있으면 어떤 방법을 선택할지는 전적으로 객체 자신의 권한이다. 요청하는 객체가 몰라도 되는 사적인 부분이 객체 내부로 캡슐화 되기 때문에 인터페이스와 구현이 분리된다. 

3) 책임이 자율적일 경우 책임을 수행하는내부적인 방법을 변경해도 외부에 영향을 미치지 않는다. 외부에서 책임을 수행하는방법은 알 수 없다. 책임이 자율적일 수록 변경에 의해 수정돼야 하는 범위가 좁아지고 명확해진다. 변경의 파급효과가 객체 내부로 캡슐화되기 때문에 두 객체 간의 결합도가 낮아진다.

4) 자율적인 책임은 협력의 대상을 다양하게 선택할 수 있는 유연성을 제공한다. 설계가 유연해지고 재사용성이 높아진다.

5) 객체가 수행하는 책임들이 자율적일 수록 객체의 역할을 이해하기 쉬워진다. 객체가 수행하는 책임들이 자율적이면 자율적일수록 객체의 존재 이유를 명확히 표현할 수 있다. 책임이 자율적일수록 객체의 응집도를 높은 상태로 유지하기가 쉬워진다.

 

책임이 자율적일 수록 적절하게 추상화되며, 응집도가 높아지고, 결합도가 낮아지며, 캡슐화가 증진되고, 인터페이스와 구현이 명확히 분리되며, 설계의 유연성과 재사용성이 향상된다.