Chapter 2. 이상한 나라의 객체
객체지향 패러다임은 지식을 추상화하고 추상화한 지식을 객체 안에서 캡슐화함으로써 실세계 문제에 내재된 복잡성을 관리하려고 한다. 객체를 발견하고 창조하는 것은 지식과 행동을 구조화하는 문제다.
-레베카 워프스브룩(Rebecca Wirfs-Brock)-
객체지향 패러다임은 인간이 인지할 수 있는 다양한 객체들이 모여 현실 세계를 이루는 것처럼 소프트웨어의 세계 역시 인간이 인지할 수 있는 다양한 소프트웨어 객체들이 모여 이루어져 있다는 믿음에서 시작한다.
하지만 현실세계와 소프트웨어 세계 사이의 유사성은 여기까지이다.
객체지향 패러다임의 목적은 현실 세계를 모방하는 것이 아니라 현실 세계를 기반으로 새로운 세계를 창조하는 것이다. 또한 소프트웨어 세계에서 살아가는 객체는 현실 세계에 존재하는 객체와는 전혀 다른 모습을 보이는 것이 일반적이다.
객체지향 애플리케이션의 내부를 들여다볼 수 있다면 겉으로는 우리가 알고 있는 세계와 유사해 보이지만 본질적으로는 매우 이질적인 모습을 지닌 세계와 마주하게 될 것이라고 이 책은 설명하고 있다.
1. 앨리스와 객체
이 책에서 객체를 설명하기 위해 '이상한 나라의 앨리스'를 소개한다. 그렇다면 같이 앨리스의 내용을 떠올려보자.
앨리스는 토끼를 따라 굴에 들어간다. 그 굴에 있는 문은 앨리스가 들어가기엔 너무나 작은 문이였다. 앨리스가 문을 통과하기 위해서는 몸을 충분히 작게 줄여야 했다. 따라서 앨리스는 문을 통과하기 전에 먼저 키를 작게 줄이기 위해 병 안의 음료나 케이크를 억어야 한다.
이것은 행동 간의 순서가 중요하다는 것을 의미한다. 문을 통과하는 행동이 성공하려면 음료나 케이크를 먹는 행동이 선행돼야만 한다.
행동에 의해 앨리스의상태가 변경되더라도 앨리스가 앨리스라는 사실은 변하지 않는다. 따라서 앨리스는 상태 변경과 무관하게 유일한 존재로 식별 가능하다.
지금까지 본 앨리스의 특징은 이렇다.
- 앨리스는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
- 앨리스의 상태를 변경시키는 것은 앨리스의 행동이다.
- 앨리스는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.
이상한 나라에 떨어진 앨리스가 객체지향 세계에 떨어진 객체들과 주요한 공통점 몇 가지를 공유한다고 한다. 함께 살펴보자.
2. 객체, 그리고 소프트웨어 나라
객체의 다양한 특성을 효과적으로 설명하기 위해서는 객체를 상태, 행동, 식별자를 지닌 실체로 보는 것이 가장 효과적이다. 이상한 나라의 앨리스 또한 상태, 행동, 식별자를 지닌 실체이다. 그리고 소프트웨어 안에서 창조되는 객체 역시 상태, 행동, 식별자를 지닌다.
이 책에서 객체는 이렇게 정의한다.
'객체란 식별 가능한 개체 또는 사물이다. 객체는 자동차처럼 만질 수 있는 구체적인 사물일 수도 있고, 시간처럼 추상적인 개념일 수도 있다. 객체는 구별 가능한 식별자, 특징적인 행동, 변경 가능한 상태를 가진다. 소프트웨어 안에서 객체는 저장된 상태와 실행 가능한 코드를 통해 구현된다.'
객체가 주변 환경과의 상호작용에 어떻게 반응하는가는 그 시점까지 객체에 어떤 일이 발생했느냐에 좌우된다. 마치 비행기 탑승 여부는 과거 항공권을 발권하는 행동이 발생했는지 여부에 따라 달라지는것과 비슷하다. 좀 더 예를 들어 말하자면 자판기에 충분한 금액을 투입하기 전에는 원하는 음료를 선택할 수 없는것처럼 말이다.
이 모든 예의 공통점은 어떤 행동의 결과는 과거에 어떤 행동들이 일어났었느냐에 의존한다는 것이다.
일반적으로 과거에 발생한 행동의 이력을 통해 현재 발생한 행동의 결과를 판단하는 방식은 복잡하고 번거로우며 이해하기 어렵다. 따라서 인간은 행동의 과정과 결과를 단순하게 기술하기 위해 상태라는 개념을 고안한다.
상태를 이용하면 과거의 모든 행동 이력을 설명하지 않고도 행동의 결과를 쉽게 예측하고 설명할 수 있다. 즉, 앨리스의 키와 문의 높이라는 두 가지 상태만 알면 문을 통과하는 행동의 결과를 쉽게 예측할 수 있는 것이다.
상태를 이용하면 과거에 얾매지이 않고 현재를 기반으로 객체의 행동 방식을 이해할 수 있다. 샅내는 근본적으로 세상의 복잡성을 완화하고 인지 과부하를 줄일 수 있는 중요한 개념이다.
3. 상태와 프로퍼티
숫자, 문자열, 양, 속도, 시간, 날짜, 참/거짓과 같은 단순한 값들은 객체가 아니다. 단순한 값들은 그 자체로 독립적인 의미를 가지기보다는 다른 객체의 특성을 표현하는데 사용한다. 다시 말해 다른 객체의 상태를 표현하기 위해 사용된다.
단순한 값은 객체가 아니지만 객체의 상태를 표현하기 위한 중요한 수단이다.
앨리스가 음료를 마시기 위해 병을 들고 있는 장면을 생각해보자. 객체지향 관점에서 앨리스는 음료에 관해 알고있는 상태이며, 앨르스 객체와 음료 객체는 서로 연결돼 있다. 그러나 앨리스의 키와 위치, 음료의 양은 객체가 아닌 단순한 값이다. 따라서 앨리스의 상태는 키와 위치라는 단순한 값과 음료라는 객체의 조합으로 표현할 수 있다.
결론적으로, 모든 객체의 상태는 단순한 값과 객체의 조합으로 표현할 수 있다.
이때 객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티(property)라고 한다. 앨리스의 경우 키, 위치, 음료가 앨리스의 프로퍼티가 된다.
일반적으로 프로퍼티는 변경되지 않고 고정되기 때문에 '정적'이다. 반면 프로퍼티 값(proerty Value)은 시간이 흐름에 따라 변경될 수 있기 때문에 '동적'이다. 앨리스의 키는 음료를 마시면 작아질 것이고, 문을 통과하면 위치가 정원으로 바뀔 것이며, 음료를 다 마신 후에는 현재 가지고 있는 음료를 버리게 될 것이다.
객체와 객체 사이의 의미 있는 연결을 링크(link)라고 한다. 객체와 객체 사이에는 링크가 존재해야만 요청을 보내고 받을 수 있다. 즉, 객체의 링크를 통해서만 메시지를 주고받을 수 있다.
링크는 객체와 다른 객체를 참조할 수 있다는 것을 의미하며, 이것은 일반적으로 한 객체가 다른 다체의 식별자를 알고 있는 것으로 표현된다.
객체 간의 선으로 표현되는 링크와 달리 객체를 구성하는 단순한 값은 속성(attribute)이라고 한다. 앨리스의 키와 위치는 단순한 값으로 표현되기 때문에 속성이다. 객체의 프로퍼티는 단순한 값인 속성과 다른 객체를 가리키는 링크라는 두 가지 종류의 조합으로 표현할 수 있다.
이 책에서 객체의 상태를 다음과 같이 정의하고 있다.
상태는 특정 시점에 객체가 가지고 있는 정보의 집합으로 객체의 구조적 특징을 표현한다. 객체의 상태는 객체에 존재하는 정적인 프로퍼티와 동적인 프로퍼티 값으로 구성된다. 객체의 프로퍼티는 단순한 값과 다른 객체를 참조하는 링크로 구분할 수 있다.
객체는 자율적인 존재라는 점을 명심해야 한다. 객체지향의 세게에서 객체는 다른 객체의 상태에 직접적으로 접근할 수도, 상태를 변경할 수도 없다. 자율적인 객체는 스스로 자신의 상태를 책임져야 한다. 외부의 객체가 직접적으로 객체의 상태를 주무를 수 없다면 간접적으로 객체의 상태를 변경하거나 조회할 수 잇는 방법이 필요하다.
객체는 스스로의 행동에 의해서만 상태가 변경되는 것을 보장함으로써 객체의 자율성을 유지한다.
4. 상태와 행동
객체의 상태를 변경하는 것은 객체의 자발적인 행동뿐이다. 객체의 행동에 의해 객체의 상태가 변경된다는 것은 행동이 부수 효과(side effect)를 초래한다는 것이다.
객체의 행동은 객체의 상태를 변경시키지만 행동의 결과는 객체의 상태에 의존적이다. 음료를 마신 후의 앨리스의 키는 음료를 마시기 전의 앨리스의 키보다 작아져야 한다, 이것은 음료를 마시는 행동의 결과가 앨리스의 키에 의존한다는 것을 의미한다.
따라서 상태와 행동 사이에는 다음과 같은 관계가 잇음을 알 수 잇다.
- 객체의 행동은 상태에 영향을 받음
- 객체의 행동은 상태를 변경시킴**
이것은 상태라는 개념을 이용해 행동을 다음의 두 가지 관점에서 서술할 수 있음을 의미한다.
- 상호작용이 현재의 상태에 어떤 방식으로 의존하는가
- 상호작용이 어떻게 현재의 상태를 변경시키는가
5. 협력과 행동
어떤 객체도 섬이 아니다. 객체는 자신에게 주어진 책임을 완수하기 위해 다른 객체를 이용하고 다른 객체에게 서비스를 제공한다. 객체는 다른 객체와 적극적으로 상호작용하며 '협력하는 객체들의 공동체'에 참여하기 위해 노력한다.
객체가 다른 객체와 협력하는 유일한 방법은 다른 객체에게 요청을 보내는 것이다. 요청을 수신한 객체는 요청을 처리하기 위해 적잘한 방법에 다라 행동한다. 따라서 객체의 행동은 객체가 협력에 참여할 수 있는 유일한 방법이다.
객체는 수신된 메시지에 따라 적절히 행동하면서 협력에 참여하고 그 결과로 자신의 상태를 변경한다. 객체는 협력에 참여하는 과정에서 자기 자신의 상태뿐만 아니라 다른 객체의 상태 변경을 유발할 수도 있다. 예를 들면, 음료를 마시는 앨리스의 행동을 자기 자신뿐만 아니라 음료의 상태 변경도 유발한다.
종리하면 객체의 행동으로 인해 발생하는 결과는 두 가지 관점에서 설명할 수 있다. 객체의 행동은 이 두 가지 관점의 부수효과를 명확하게 서술해야 한다.
- 객체 자신의 상태 변경
- 행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송
이 책에서는 행동을 다음과 같이 정의한다.
행동이란 외부의 요청 또는 수신된 메시지에 응답하기 위해 동작하고 반응하는 활동이다. 행동의 결과로 객체는 자신의 상태를 변경하거나 다른 객체에게 메시지를 전달할 수 있다. 객체는 행동을 통해 다른 객체와의 협력에 참여하므로 행동은 외부에 가시적이어야 한다.
6. 상태 캡슐화
객체는 상태를 캡슐 안에 감춰둔 채 외부로 노출하지 않는다. 객체가 외부에 노출하는 것은 행동뿐이며, 외부에서 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법 역시 행동뿐이다.
객체의 행동을 유발하는 것은 외부로부터 전달된 메시지지만 객체의 상태를 변경할지 여부는 객체가 스스로 결정한다. 메시지를 해석하고 그에 반응해서 상태를 변경할지 여부는 전적으로 메시지 수신자의 자율적인 판단에 따른다. 송신자가 상태 변경을 기대하지더라도 수신자가 자신의 상태를 변경하지 않는다면 송신자가 간섭할 수 있는 어떤 여지도 없다.
상태를 외부에 노출시키지 않고 행동을 경계로 캡슐화하는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다. 자율적인 객체는 스스로 판단하고 스스로 결정하기 때문에 객체의 자율성이 높아질수록 객체의 지능도 높아진다.
결론적으로 상태를 잘 정의한 행동 집합 뒤로 캡슐화하는 것은 객체의 자율성을 높이고 협력을 단순하고 유연하게 만든다. 이것이 상태를 캡슐화해야 하는 이유이다.
7. 식별자
객체란 인간의 인지 능력을 이용해 식별 가능한 경계를 가진 모든 사물을 의미한다. 객체가 식별 가능하다는 것은 객체를 서로 구별할 수 있는 특정한 프로퍼티가 객체 안에 존재한다는 것을 의미한다. 이 프로퍼티를 식별자라고 한다. 모든 객체는 식별자를 가지며 식별자를 이용해 객체를 구별할 수 있다.
값의 상태가 같으면 두 인스턴스는 동일한 것으로 판단하고 상태가 다르면 두 인스턴스는 다른 것으로 판단한다. 이처럼 상태를 이용해 두 값이 같은지 판단할 수 있는 성질을 동등성(equality)이라고 한다. 상태를 이용해 동등성을 판단할 수 있는 이유는 값의 상태가 변하지 않기 때문이다. 값의 상태는 결코 변하지 않기 때문에 어떤 시점에 동일한 타입의 두 값이 같다면 언제까지라도 두 값은 동등한 상태를 유지할 것이다.
객체는 시간에 따라 변경되는 상태를 포함하며, 행동을 통해 상태를 변경한다. 따라서 객체는 가변 상태를 가진다고 말한다. 타입이 같은 두 객체의 상태가 완전히 똑같더라도 두 객체는 독립적인 별개의 객체로 다뤄야 한다.
두 객체의 상태가 다르더라도 식별자가 같다면 두 객체를 같은 객체로 판단할 수 있다. 이처럼 식별자를 기반으로 객체가 같은지를 판단할 수 있는 성질을 동일성(identical)이라고 한다.
상태가 가변적인 두 객체의 동일성을 판단하기 위해서는 상태 변경에 독립적인 별도의 식별자를 이용할 수밖에 없다.
참조 객체 또는 엔티티는 식별자를 지닌 전통적인 의미의 객체를 가리키는 용어다. 값 객체는 식별자를 가지지 않는 값을 가리키는 용어다. 이 책에서 특별한 언급이 없는 한 객체라는 용어나 식별자를 가지는 참조 객체나 엔티티를 가리킨다.
지금까지 책에서 나오는 객체를 정리해보겠다.
- 객체는 상태를 가지며 상태는 변경 불가능
- 객체의 상태를 변경시키는 것은 객체의 행동
- 행동의 결과는 상태에 의존적이며 상태를 이용해 서술할 수 있다.
- 행동의 순서가 실행 결과에 영향을 미침
- 객체는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별이 가능
8. 기계로서의 객체
객체지향의 세계를 창조하는 개발자들의 주된 업무는 객체의 상태를 조회하고 객체의 상태를 변경하는 것이다. 일반적으로 객체의 상태를 조회하는 작업을 쿼리(query)라고 하고 객체의 상태를 변경하는 작업을 명령(command)이라고 한다.
앨리스라는 기계가 있다고 생각해보자. 기계의 하단부는 '음료를 마시다', '케이크를 먹다', '부채질하다', '버섯을 먹다', '문을 통과하다' 라고 적힌 네 개의 사각형 버튼이 있다. 이 버튼들은 모두 기계의 상태를 변경하는 것으로, 앞의 버튼 4개는 앨리스의 기계를 키를, 마지막 버튼은 앨리스의 위치를 변경시킨다.
사각형 버튼 바로 위에는 '키', '위치'라고 적힌 둥근 모양의 버튼이 있다. 이 버튼들은 기계의 상태를 우측 상단의 디스플레이 창에 출력한다. 사각형 버튼을 누른 후 기계의 상태를 확인하고 싶으면 이 버튼을 누르면 된다.
사용자가 객체 기계의 버튼을 눌러 상태를 변경하거나 상태 조회를 요청하는 것은 객체의 행동을 유발하기 위해 메시지를 전송하는 것과 유사하다. 버튼을 누르는 것은 기계의 사용자지만 눌린 버튼에 따라 어떤 방식으로 동작할지는 기계 스스로 결정한다. 이것은 전달된 메시지에 따라 스스로 판단하고 결정하는 자율적인 객체의 특성을 정확히 묘사한다.
긱체 기계에서 사각형 버튼은 상태를 변경하는 명령을, 둥근 버튼은 상태를 조회하는 쿼리를 의미한다는 것을 쉽게 알 수 있다. 명령과 쿼리는 갹체가 외부에 제공하는 행동이다. 여기서 중요한 것은 명령 버튼과 쿼리 버튼 이외의 다른 방법을 통해서는 앨리스 기계를 사용할 수 없다는 것이다.
이것은 객체에 접근할 수 있는 유일한 방법은 객체가 제공하는 행동뿐이라는 점을 강조한다.
9. 행동이 상태를 결정한다
객체는 다른 객체와 협력하기 위해 존재한다. 객체의 행동은 객체가 협력에 참여하는 유일한 방법이다. 따라서 객체가 적합한지를 결정하는 것은 그 객체의 상태가 아니라 행동이다.
객체지향 설계는 애플리케이션에 필요한 협력을 생각하고 협력에 참여하는 데 필요한 행동을 생각한 후 행동을 수행할 객체를 선택하는 방식으로 수행된다. 행동을 결정한 후에야 행동에 필요한 정보가 무엇인지를 고려하게 되며 이 과정에서 필요한 상태가 결정된다.
따라서, 먼저 객체의 행동을 결정하고 그 후에 행동에 적절한 상태를 선택하게 된다.
10. 의인화
현실 속의 객체와 소프트웨어 객체 사이의 가장 큰 차이점은 무엇인가? 그것은 현실 속에서는 수동적인 존재가 소프트웨어 객체로 구현될 때는 능동적으로 변한다는 것이다.
소프트웨어 객체를 창조할 때 우리는 결코 현실 세계의 객체를 모방하지 ㅇ낳는다. 소프트웨어 객체가 현실 객체의 부분적인 특징을 모방하는 것이 아니라 현실 객체가 가지지 못한 추가적인 능력을 보유하게 된다.
예를 들어, 전화기는 스스로 통화 버튼을 누를 수 없다. 하지만 우리가 객체지향 세게를 구축할 때 현실에서 가져온 객체들은 현실 속에서는 할 수 없는 어떤 일이라도 할 수 있는 전지전능한 존재가 된다.
소프트웨어 안에 구축되는 객체지향 세계는 현실을 모방한 것이 아니다. 현실의 모습을 조금 참조할 뿐 궁극적인 목적은 현실과 전혀 다른 새로운 세계를 창조하는 것이다. 또한 객체지향의 세계는 현실의 추상화가 아니다. 오히려 객체지향 세계의 거리는 현실 속의 객체보다 더 많은 특징과 능력을 보유한 객체들로 넘쳐난다.
11. 은유
객체지향의 세계와 현실 세계 사이에는 전혀 상관이 없는것은 아니다. 다만 모방이나 추상화의 수준이 아닌 다른 관점에서 유사성을 가지고 있을 뿐이다. 현실 세계와 객체지향 세계 사이의 관계를 좀 더 정확하게 설명할 수 있는 단어는 은유(metaphor)이다.
따라서 소프트웨어 객체에 대한 현실 객체의 은유를 효과적으로 사용할 경우 표현적 차이를 줄일 수 있으며, 이해하기 쉽고 유지보수가 용이한 소프트웨어를 만들 수 있다.
바로 이러한 이유는 모든 객체지향 지침서에서는 현실 세계인 도메인에서 사용되는 이름을 객체에게 부여하라고 가이드하는 것이다.
12. 나의 생각
이 책의 시작부터 2장까지 공통적으로 나온 이야기가 있다면 바로 '객체지향 설게자로서 우리의 목적은 현실을 모방하는 것이 아니다.' 이다. 우리 개발자들은 그런 구속에서 벗어나 현실을 무시하고 자유롭게 새로운 세계를 창조하기를 바란다고 설명한다.
이 책을 읽으면서 항상 느끼는것은 내가 지금까지 객체지향을 잘못 배우고 있었다는 것이다. 학교에서 객체지향을 가리키면 항상 실세계의 모방이라고 한다. 나도 그렇게 알고 있었고 동기들 또한 그렇게 배웠다. 하지만 이 책은 그 개념을 완전히 깨주었다. 어떨때는 책을 읽다가 객체가 무섭게 느껴질때도 있다.
이 책을 좀 더 빨리 알았다면 더 좋았을 것 같다는 아쉬움도 있다. 내용이 어렵지도 않고 초보자도 읽기에 무난한것 같다.
그리고 이 글을 읽은 후 함께 스터디를 진행하고 있는 @예은(https://yenyen31.tistory.com/37)님 블로그에도 가서 같이 읽어보면 더 좋다. 같은 파트를 읽고 스터디를 진행하고 있는데 예은님은 어떤 관점에서 이 책을 바라보고 있는지 비교해보면 더 흥미가 생길것이다.
