[Spring] 객체지향 설계와 스프링
스프링이란?
스프링은 자바 언어 기반의 프레임워크 • 자바 언어의 가장 큰 특징 - 객체 지향 언어 • 스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크 • 스프링은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크
객체지향 특징
• 추상화 • 캡슐화 • 상속 • 다형성
• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 “객체”들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지 를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력) • 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프 트웨어 개발에 많이 사용된다.
다형성의 실세계 비유
예시 • 운전자 - 자동차 • 공연 무대 • 키보드, 마우스, 세상의 표준 인터페이스들 • 정렬 알고리즘 • 할인 정책 로직
역할과 구현을 분리 (메우 중요)
• 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다. • 장점 • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다. • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다. • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다. • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.
역할과 구현을 분리
자바 언어 • 자바 언어의 다형성을 활용 • 역할 = 인터페이스 • 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체 • 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리 • 객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기
객체의 협력이라는 관계부터 생각
• 혼자 있는 객체는 없다. • 클라이언트: 요청, 서버: 응답 • 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.
자바 언어의 다형성
• 오버라이딩은 자바 기본 문법 • 오버라이딩 된 메서드가 실행 • 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체 를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있 다. • 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버 라이딩 적용가능
다형성의 본질
• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다. • 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야함 • 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.
역할과 구현을 분리(정리)
• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음 • 유연하고, 변경이 용이 • 확장 가능한 설계 • 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능 • 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요
역할과 구현을 분리(한계)
• 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다. • 자동차를 비행기로 변경해야 한다면? • 대본 자체가 변경된다면? • USB 인터페이스가 변경된다면? • 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요
스프링과 객체 지향
• 다형성이 가장 중요하다! • 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다. • 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다. • 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이! 공연 무대의 배우를 선택하듯이! 구현을 편 리하게 변경할 수 있다.
SOLID
SOLID
클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리
• SRP: 단일 책임 원칙(single responsibility principle) • OCP: 개방-폐쇄 원칙 (Open/closed principle) • LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov substitution principle) • ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface segregation principle) • DIP: 의존관계 역전 원칙 (Dependency inversion principle).
SRP 단일 책임 원칙
• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다. • 하나의 책임이라는 것은 모호하다. • 클 수 있고, 작을 수 있다. • 문맥과 상황에 따라 다르다. • 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것 • 예) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리
OCP 개방-폐쇄 원칙
Open/closed principle • 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다 • 이런 거짓말 같은 말이? 확장을 하려면, 당연히 기존 코드를 변경? • 다형성을 활용해보자 • 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현 • 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자 • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택 • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); //기존 코드 • MemberRepository m = new JdbcMemberRepository(); //변경 코드 • 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다. • 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다. • 이 문제를 어떻게 해결해야 하나? • 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.
LSP 리스코프 치환 원칙
Liskov substitution principle • 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다 • 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것, 다형성을 지원하기 위 한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면, 이 원칙이 필요하다. • 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기 • 예) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반, 느리 더라도 앞으로 가야함
ISP 인터페이스 분리 원칙
Interface segregation principle • 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다 • 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리 • 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리 • 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음 • 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.
DIP 의존관계 역전 원칙
Dependency inversion principle • 프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙 을 따르는 방법 중 하나다. • 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻 • 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트 가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다! 구현체에 의존하게 되면 변 경이 아주 어려워진다.
DIP 의존관계 역전 원칙
Dependency inversion principle • 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다. • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택 • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); • DIP 위반
의존한다 = 내가 저 코드 안다고 이해하면 됨.
정리
• 객체 지향의 핵심은 다형성 • 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다. • 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다. • 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다. • 뭔가 더 필요하다.
객체 지향 설계와 스프링
다시 스프링으로
스프링 이야기에 왜 객체 지향 이야기가 나오는가?
• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원 • DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입 • DI 컨테이너 제공 • 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장 • 쉽게 부품을 교체하듯이 개발
다시 스프링으로
스프링이 없던 시절로 • 옛날 어떤 개발자가 좋은 객체 지향 개발을 하려고 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 해 보니, 너무 할일이 많았다. 배보다 배꼽이 크다. 그래서 프레임워크로 만들어버림 • 순수하게 자바로 OCP, DIP 원칙들을 지키면서 개발을 해보면, 결국 스프링 프레임워크를 만들게 된다. (더 정확히는 DI 컨테이너) • DI 개념은 말로 설명해도 이해가 잘 안된다. 코드로 짜봐야 필요성을 알게된다! • 그러면 이제 스프링이 왜? 만들어졌는지 코드로 이해해보자
정리
• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자. • 자동차, 공연의 예를 떠올려보자. • 애플리케이션 설계도 공연을 설계 하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계다. • 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자
정리
실무 고민 • 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다. • 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터 링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.