[객체지향의 사실과 오해] 01 협력하는 객체들의 공동체

📌 객체지향이란?

객체지향은 “실세계를 직접적이고 직관적으로 모델링할 수 있는 패러다임”이라는 설명과 마주하게 된다. 객체지향이 현실 속에 존재하는 사물을 모방해 소프트웨어 내부로 옮겨오는 작업이기 때문에 객체지향 소프트웨어는 실세계를 투영시킨 결과물이고, 객체란 현실 세계에 존재하는 사물에 대한 추상화라고 말하는 것이다.

현실세계를 모방한다는 개념은 객체지향의 철학적 개념을 설명하는 데는 적합하지만 실용적인 관점에서 객체지향을 설명하기에는 적합하지 않다. 실제 개발을 진행하면 객체에 직접적으로 대응되는 실세계의 사물을 발견할 확률은 그다지 높지 않다. 설령 존재한다고 해도 객체와 사물 간의 개념적 거리는 유사성을 찾기 어려울 정도로 매우 먼 것이 일반적이다.

“방화벽”이란 사물(객체)을 생각해 보자.

• 현실 세계의 방화벽: 건물에서 화재의 확산을 막는 도구
• 소프트웨어의 방화벽: 네트워크에서 잘못된 침입을 막는 도구

소프트웨어에서의 방화벽이 실세계의 방화벽을 투영시킨 결과물인가? 비슷한 기능을 할 뿐, 직접적인 연관성은 희미하다. 그럼에도 불구하고 실세계를 모방한다는 개념이 여러 책에서 등장하는 이유는, 실세계에 대한 비유가 객체지향의 다양한 측면을 이해하고 학습하며, 핵심 사상을 설명하는 데 매우 효과적이기 때문이다.

객체지향의 궁극적인 목표는 모방이 아닌 새로운 세계의 창조이다. 즉, 고객과 사용자를 만족시킬 수 있는 신세계를 창조하는 것이다. 객체를 스스로 생각하고 스스로 결정하는 현실 세계의 생명체와 비유하는 것은 ‘캡슐화(encapsulation)‘하는 소프트웨어 객체의 ‘자율성(autonomous)‘을 설명하는 데 효과적이기 때문이다. 현실 세계의 사람들이 암묵적인 약속과 명시적인 계약을 기반으로 협력하며 목표를 달성해 나가는 과정이 ‘메시지(message)‘를 주고받으며 공동의 목표를 달성하기 위해 ‘협력(collaboration)‘하는 객체들의 관계를 설명하는 데 적합하기 때문이다.

“시너지를 생각하라. 전체는 부분의 합보다 크다.” - 스티븐 코비(Stephen R. Vocey)

실세계의 모방을 객체지향이라는 용어에 담긴 사상을 이해하고 학습하는 데 사용하는 개념으로만 이해하자.

"”소프트웨어 이스템이 해결하려고 하는 실재는 잘해봐야 먼 친척밖에는 되지 않는다.” - 버틀란 마이어(Bertrand Meyer)

📌 협력하는 사람들

커피 공화국의 아침

카페에서 커피를 주문하는 일상생활의 한 장면을 생각해 보자. 손님은 커피를 주문하고, 캐시어는 주문을 받고, 바리스타는 커피를 제조한다. 커피 한잔을 주문하는 작은 이벤트를 완성하는 데 3명의 조율과 조화가 존재한다. 이벤트의 목표는 커피를 한잔 만드는 것으로, 목표를 달성하기 위해 손님, 캐시어, 바리스타 사이의 암묵적인 협력 관계가 존재한다. 이 협력에 참여하는 모든 사람들은 커피가 정확하게 주문되고 주문된 커피가 손님에게 정확하게 전달될 수 있도록 맡은 바 역할과 책임을 다하고 있다.

사람이 사는 곳이라면 어디서나 “역할, 책임, 협력“이 존재한다. 어릴 적 자주 하는 가족놀이를 생각해 보자. 각자 가족 구성원 중 한 개의 역할과 책임을 맡고 서로 협력하는 놀이를 인간은 본능적으로 알고 있다.

요청과 응답으로 구성된 협력

일상의 문제는 개인의 힘으로 해결하기 버거울 정도로 복잡하기 때문에 여러 사람들의 도움을 받아 문제를 해결하는 것이 효과적이다. 스스로 해결하지 못하는 문제와 마주치면 문제 해결에 필요한 지식과 역량을 지닌 사람에게 도움을 요청(request)한다.

하나의 문제를 해결하기 위해 다수의 사람 혹은 역할이 필요하고, 한 개의 요청이 또 다른 사람에게 요청을 유발하는 것이 일반적이다. 즉, 요청은 연쇄적으로 발생한다.

요청을 받은 사람은 주어진 책임을 다하며 요청에 대한 결과를 응답(reponse)한다. 응답은 요청의 결과물로 요청의 방향과 반대 방향으로 연쇄적으로 전달된다.

커피 주문을 예로 보면, 손님이 커피를 주문하는 요청을 하면 캐시어가 바리스타에게 커피를 제조하라는 요청이 발생하고, 바리스타는 커피를 완성했다는 응답을 하고, 캐시어는 손님에게 커피가 완성됐음을 알려 커피 주문이 종료된다.

요청과 응답을 통해 다른 사람과 협력(collaboration)할 수 있는 능력은 인간으로 하여금 거대하고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 공동체를 형성할 수 있게 만든다.

역할과 책임

사람들은 협력하는 과정 속에서 특정할 역할(role)을 부여받는다.

• 역할(role): 협력하는 과정 속에서 부여받는 것, 협력 안에서 차지하는 책임이나 임무를 의미한다.
• 책임(responsibility): 역할에 내포되는 것, 특정한 역할이 행해야 하는 임무.

역할은 어떤 협력에 참여하는 사람이 차지하는 책임이나 임무를 의미한다. 역할은 책임을 내포하고, 역할을 수행하는 사람들은 역할에 적합한 책임을 수행해야 한다.

위에서 살펴본 커피 주문예제를 통해 역할과 책임을 쉽게 이해할 수 있다.

• 손님: 커피를 주문하는 역할(책임)
• 캐시어: 손님의 주문을 받는 역할(책임), 바리스타에게 주문된 내용을 알려주는 역할(책임), 손님에게 커피가 완성됐음을 알려주는 역할(책임)
• 바리스타: 캐시어가 전달한 주문을 완성하는 역할(책임), 캐시어에게 커피가 완성됐음을 알려주는 역할(책임)

사람들이 협력을 위해 특정할 역할을 맡고 역할에 적합한 책임을 수행한다는 사실은 중요한 개념을 제시한다.

1. 여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있다.

   요청에 대한 응답이 성실히 이행될 수만 있다면 요청자는 응답자가 누구인지 상관하지 않는다. 즉, 어제 주문을 받은 캐시어가 오늘 주문을 받는 캐시어와 달라도 주문이 정확히 전달되어 원하는 결과물을 받을 수 있다면 큰 상관이 없다.

2. 역할은 대체 가능성을 의미한다.

   여러 사람이 동일한 역할을 수행할 수 있기 때문에 역할은 대체 가능(substitutable)하다.

3. 책임을 수행하는 방법은 자율적으로 선택할 수 있다.

   동일한 요청을 받더라도 역할을 수행하는 사람들마다 서로 다른 방식으로 요청을 처리할 수 있다. 동일한 요청에 대해 서로 다른 방식으로 응답할 수 있는 능력을 다형성(polymorphism)이라고 한다.

4. 한 사람이 동시에 여러 역할을 수행할 수 있다.

   굳이 캐시어와 바리스타가 나뉠 필요가 없을 수 있다. 바리스타가 주문을 받고 커피를 제조할 수 있다. 한 사람이 한 개의 역할만 수행하는 것은 아니다.

📌 역할, 책임 협력

기능을 구현하기 위해 협력하는 객체들

커피주문 예제는 객체지향의 핵심적이고 중요한 개념을 거의 대부분 포함하고 있다. 사람을 객체로, 요청을 메시지로, 요청을 처리하는 방법을 메서드로 바꾸면 객체지향이라는 문맥으로 옮겨올 수 있다. 이것이 많은 사람들이 객체지향을 설명하기 위해 실세계의 모방이라는 개념을 사용하는 이유다.

• Customer객체는 Cashier객체에게 메시지를 던진다. 메시지를 만들기 위해 order()메서드를 호출한다.
• Cashier객체는 Customer객체가 보낸 메시지 처리를 위해 getOrder()를 호출한다. informToBarista()를 호출해 Barista객체에게 메시지를 보내고, 응답이 오면 Customer에게 informToCustomer()를 호출해 메시지를 보낸다.
• Barista객체는 메시지 처리를 위해 make()를 호출한다. 메시지 처리가 완료되면 informToCashier()를 호출해 Cashier객체에게 메시지를 보낸다.

class Customer {

    void order() {
    }

}

class Cashier {

    void getOrder() {
    }

    void informToBarista() {
    }

    void informToCustomer() {
    }

}

class Barista {

    void make() {
    }

    void informToCashier() {
    }
}

역할과 책임을 수행하며 협력하는 객체들

객체들은 특정한 목표를 이루기 위해 서로 협력한다. 협력의 핵심은 특정한 책임을 수행하는 역할들 간의 연쇄적인 요청과 응답을 통해 목표를 달성하는 것에 있다. 목표는 객체들의 협력을 통해 달성되고, 목표는 더 작은 책임으로 분할되고 책임을 수행할 수 있는 적절한 역할을 지닌 객체에 의해 수행된다. 객체는 책임을 수행하기 위해 다른 객체에게 도움을 요청하고, 이를 통해 연쇄적인 요청과 응답으로 구성되는 협력 관계가 완성된다.

객체는 주어진 역할과 책임을 다하는 동시에 시스템의 더 큰 목적을 이루기 위해 다른 객체와도 적극적으로 협력해야 한다. 어플리케이션의 기능은 더 작은 책임으로 분할되고 책임은 적절한 역할을 수행할 수 있는 객체에 의해 수행된다. 시스템은 결국 역할과 책임을 수행하는 객체로 분할되고, 시스템의 기능은 객체 간의 연쇄적인 요청과 응답의 흐름으로 구성된 협력으로 구현된다.

객체지향 설계는 적절한 객체에게 적절한 책임을 할당하는 것에서 시작된다. 책임이 불분명한 객체는 애플리케이션을 불분명하게 만들기 때문에, 얼마나 적절한 책임을 선택하느냐가 애플리케이션의 아름다움을 결정한다.

역할은 관련성 높은 책임의 집합이다. 역할은 유연하고 재사용 가능한 협력 관계를 구축하는 데 중요한 설계 요소이며, 대체 가능한 역할과 책임은 객체지향 패러다임의 중요한 기반을 제공하는 다형성과도 깊이 연관돼있다.

📌 협력 속에 사는 객체

객체지향 애플리케이션의 윤곽을 결정하는 것은 “역할, 책임, 협력“이다. 하지만 실제로 협력에 참여하는 주체는 객체다.

객체는 쉴 새 없이 메시지를 주고받으며 협력하는 존재이다. 궁극적으로 객체지향이라 불리는 이유는 패러다임의 중심에 객체가 있기 때문이다. 객체는 기능을 구현하기 위해 존재한다. 객체지향 패러다임의 아름다움을 결정하는 것이 협력이라면 협력이 얼마나 조화를 이루는지를 결정하는 것은 결국 객체다.

객체는 협력 공동체의 일원으로서 두 가지 덕목을 갖춰야 하며, 두 덕목 사이에서 균형을 유지해야 한다.

1. 객체는 충분히 ‘협력적’이어야 한다.

   객체는 다른 객체의 요청에 충실히 귀 기울이고, 자신도 적극적으로 도움을 요청할 정도로 열린 마음을 지녀야 한다. 모든 것을 스스로 해결하려는 전지전능한 객체는 결국 복잡도가 올라가며 자멸하게 된다.

   ‘협력적‘이라는 말은 다른 객체의 명령에 따라 행동하는 수동적인 존재를 의미하는 것이 아니다. 객체는 다른 객체의 요청에 그저 응답할 뿐이다. 어떤 방식으로 응답할지는 객체 스스로 판단하고 결정한다.

2. 객체는 충분히 ‘자율적’이어야 한다.

   객체 공동체에 속한 객체들은 공동의 목표를 달성하기 위해 협력에 참여하지만 스스로의 결정과 판단에 따라 행동하는 자율적인 존재이다.

결국 객체의 사회도 인간의 사회와 유사하다. 공동의 목표를 달성하기 위해 객체는 협력에 참여하지만 스스로의 결정과 판단에 따라 행동하는 자율적인 존재다. 다른 객체와 조화롭게 협력할 수 있을 만큼 충분히 개방적인 동시에 협력에 참여하는 방법을 스스로 결정할 수 있을 만큼 충분히 자율적인 객체들의 공동체를 설계해야 한다.

상태와 행동을 함께 지닌 자율적인 객체

• 객체: 상태(state)와 행동(behavior)을 함께 지닌 실체

객체가 협력에 참여하기 위해 어떤 행동을 해야 한다면 그 행동을 하는 데 필요한 상태도 함께 지니고 있어야 한다는 것을 의미한다. 어떤 행동을 하기 위해 필요한 상태를 알지 못한다는 것은 말이 되지 않는다. 객체가 협력속에서 자율적인 존재로 남기 위해서는 필요한 행동과 상태를 지니고 있어야 한다.

객체의 자율성은 객체의 내부와 외부를 명확하게 구분하는 것으로부터 나온다. 객체의 사적인 부분은 외부에서 간섭할 수 없도록 차단해야 하며, 외부에서는 접근이 허락된 수단을 통해서만 객체와 의사소통해야 한다. 즉, 객체도 프라이버시를 존중해야 한다. 객체는 다른 객체가 무엇(what)을 수행하는지 알 수 있지만, 어떻게(how) 수행하는지에 대해서는 알 수 없다.

객체의 관점에서 자율성이란 자신의 상태를 직접 관리하고 상태를 기반으로 스스로 판단하고 행동할 수 있음을 의미한다. 따라서 객체는 상태와 행위를 하나의 단위로 묶는 자율적인 존재다.

과거 전통적인 개발에서 데이터와 프로세스를 엄격하게 구분한다. 하지만 객체지향에서는 데이터와 프로세스를 객체라는 하나의 틀 안에 묶어 놓음으로써 객체의 자율성을 보장한다. 이 점이 객체지향을 다른 개발과 구분 짓는 핵심 요소이다. 자율적인 객체로 구성된 프로그램은 유지보수가 쉽고 재사용이 용이한 시스템을 구축할 수 있는 가능성을 제시한다.

협력과 메시지

풍부한 메커니즘을 이용해 요청하고 응답할 수 있는 현실세계와 달리 객체지향의 세계에서는 오직 한 가지 의사소통 수단만이 존재한다. 이를 메시지라고 부른다. 한 객체가 다른 객체에게 요청하는 것을 메시지 전송, 다른 객체로부터 요청을 받는 것을 메시지 수신이라 한다.

객체지향의 세계에서 협력은 메시지를 전송하는 객체(sender)와 메시지를 수신하는 객체(receiver) 사이의 관계로 구성된다.

메서드와 자율성

• 메서드(method): 객체가 수신된 메시지를 처리하는 방법

메서드는 클래스 안에 포함된 함수 또는 프로시저를 통해 구현된다. 어떤 객체가 메시지를 보내면 결과적으로 메시지에 대응되는 특정 메서드가 실행된다. 메시지를 수신한 객체가 실행 시간에 메서드를 선택할 수 있다는 점은 다른 프로그래밍 언어와 객체지향 프로그래밍 언어를 구분 짓는 핵심적인 특징 중 하나이다.

메시지와 메서드의 분리는 협력에 참여하는 객체들 간의 자율성을 증진시킨다. 요청을 보낸 객체는 응답하는 객체가 메시지를 처리하는 구체적인 방법에 관해서는 관여하지 않는다. 따라서 응답하는 객체는 요청에 응답하기 위해 자신만의 자율적인 방법을 선택할 수 있는 것이다. 외부의 요청이 무엇인지를 표현하는 메시지와 요청을 처리하기 위한 구체적인 방법인 메서드를 분리하는 것은 객체의 자율성을 높이는 핵심 메커니즘이다. 이는 캡슐화(encapsulation)와 깊이 관련돼 있다.

📌 객체지향의 본질

• 객체지향에서 시스템은 자율적인 객체들의 공동체로 바라보고 객체를 이용해 시스템을 분할하는 방법이다.
• 자율적인 객체란 상태와 행위를 지니고, 스스로 자기 자신을 책임지는 객체를 의미한다.
• 객체는 시스템의 행위를 구현하기 위해 다른 객체와 협력한다. 협력 내에서 정해진 역할을 수행하며 역할은 관련된 책임의 집합이다.
• 객체는 다른 객체와 협력하기 위해 메시지를 전송, 메시지를 수신한 객체는 처리에 적합한 메서드를 자율적으로 선택한다.

객체를 지향하라

객체지향 패러다임이 인기를 얻은 것은 스몰토크(Smalltalk)와 C++, Java로 대표되는 클래스 기반 프로그래밍 언어의 유행이었다. 초기 객체지향 프로그래밍 언어의 초점은 새로운 개념의 데이터 추상화를 제공하는 클래스라는 빌딩 블록에 맞춰져 있었다. 객체지향의 초기 의도와 달리 사람들은 클래스에 초점을 맞추게 되었고, 클래스에 대한 중요성이 과하다 싶을 정도로 강조됐다. 클래스의 중요성은 프로그래밍 언어라는 다리를 건너면서 부풀려졌고, 그 결과 사람들은 객체로부터 조금씩 멀어져 갔다.

클래스가 객체지향 프로그래밍 언어의 관점에서 매우 중요한 구성요소이지만, 객체지향의 핵심을 이루는 중심 개념이라고 말하기에는 무리가 있다. 지나치게 클래스를 강조하는 관점은 객체의 캡슐화를 저해하고 클래스를 서로 강하게 결합시킨다. 협력하는 객체들의 공동체가 아닌 클래스로 구성된 설계도로 애플리케이션을 바라보면 확장 가능한 설계를 방해한다.

객체지향 설계를 위해 클래스 관점이 아닌 메시지를 주고받는 객체의 관점으로 바라보아야 한다. 중요한 것은 어떤 객체들이 어떤 메시지를 주고받으며 협력하는가다. 클래스는 객체들의 협력 관계를 코드로 옮기는 도구이다.

객체지향의 핵심은 적절한 책임을 수행하는 역할 간의 유연하고 견고한 협력 관계를 구축하는 것이다. 객체지향의 중심에는 객체가 위치하며, 중요한 것은 메시지를 주고받는 객체들의 동적인 관계다.

💡 객체의 역할, 책임, 협력에 집중하라. 객체지향은 객체를 지향하는 것이지 클래스를 지향하는 것이 아니다.