< 김영한의 실전 자바 - 기본편 > 강의를 보고 이해한 내용을 바탕으로 합니다.
좋은 객체 지향 프로그래밍?
객체 지향 프로그래밍
- 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러개의 독립된 단위, 즉 객체들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고 받고, 데이터를 처리할 수 있다.
- 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.
- 레고 블럭 조립하듯이
- 키보드, 마우스 갈아 끼우듯이
- 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯이
- 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법
=> 이렇게 설계할 수 있는 방법 : 다 형 성!
역할과 구현을 분리
- 자바 언어의 다형성을 활용
- 역할 = 인터페이스
- 구현 = 인터페이스를 구현한 실제 객체
- 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
- 객체 설계 시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기
객체의 협력이라는 관계부터 생각해보자
- 혼자 있는 객체는 없다
- 클라이언트-요청, 서버-응답
- 수많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.
자바 언어의 다형성
오버라이딩
- 오버라이딩 된 메서드가 실행
- 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
다형성의 본질
- 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
- 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체 사이의 관계에서 시작해야한다.
- ⭐️클라이언트를 변경하지 않고 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.⭐️
- ex) 클라이언트-운전자, 서버-k3, 테슬라, GV80 등
- ex) 클라이언트-운전자, 서버-k3, 테슬라, GV80 등
[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 분리하는 것의 한계
- 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
- 자동차를 비행기로 변경?, 대본 자체가 변경?, USB 인터페이스가 변경?
[결론]
- 다형성이 가장 중요하다!
- 디자인 패턴 대부분은 다형성을 활용하는 것이다.
- 스프링의 핵심인 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)도 결국 다형성을 활용하는 것이다.
- 다형성을 잘 활용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이 공연 무대의 배우를 선택하듯이 구현을 편리하게 변경할 수 있다.
다형성 역할과 구현 예제
Driver 는 K3Car 를 운전하는 프로그램이다.
다형성을 적용하지 않고, 즉 역할과 구현을 구분하지 않고 개발해보자.
public class K3Car {
public void startEngine(){
System.out.println("K3Car.startEngine");
}
public void offEngine(){
System.out.println("K3Car.offEngine");
}
public void pressAccelerator(){
System.out.println("K3Car.pressAccelerator");
}
}public class Driver {
private K3Car k3Car;
public void setK3Car(K3Car k3Car){
this.k3Car = k3Car;
}
public void drive(){
System.out.println("자동차를 운전합니다");
k3Car.startEngine();
k3Car.pressAccelerator();
k3Car.offEngine();
}
}public class CarMain0 {
public static void main(String[] args) {
Driver driver = new Driver();
K3Car k3Car = new K3Car();
driver.setK3Car(k3Car);
driver.drive();
}
}// 실행결과
자동차를 운전합니다
K3Car.startEngine
K3Car.pressAccelerator
K3Car.offEngine
새로운 Model3 차량을 추가해야 하는 요구사항이 들어왔다. 이 요구사항을 맞추려면 기존에 Driver 코드를 많이 변경해야 한다. 드라이버는 K3Car 도 운전할 수 있고, Model3Car 도 운전할 수 있어야 한다. 참고로 둘을 동시에 운전하는 것은 아니다.
public class Model3Car {
public void startEngine(){
System.out.println("Model3Car.startEngine");
}
public void offEngine(){
System.out.println("Model3Car.offEngine");
}
public void pressAccelerator(){
System.out.println("Model3Car.pressAccelerator");
}
}public class Driver {
private K3Car k3Car;
private Model3Car model3Car;
public void setK3Car(K3Car k3Car){
this.k3Car = k3Car;
}
public void setModel3Car(Model3Car model3Car){
this.model3Car = model3Car;
}
public void drive(){
System.out.println("자동차를 운전합니다");
if(k3Car != null){
k3Car.startEngine();
k3Car.pressAccelerator();
k3Car.offEngine();
} else if (model3Car != null) {
model3Car.startEngine();
model3Car.pressAccelerator();
model3Car.offEngine();
}
}
}public class CarMain0 {
public static void main(String[] args) {
Driver driver = new Driver();
K3Car k3Car = new K3Car();
driver.setK3Car(k3Car);
driver.drive();
Model3Car model3Car = new Model3Car();
driver.setK3Car(null);
driver.setModel3Car(model3Car);
driver.drive();
}
}- K3를 운전하던 운전자가 Model3로 차량을 변경해서 운전하는 코드이다.
driver.setK3Car(null)을 통해서 기존K3Car의 참조를 제거한다.driver.setModel3Car(model3Car)을 통해서 새로운model3Car의 참조를 추가한다.driver.driver()를 호출한다.
//실행결과
자동차를 운전합니다
K3Car.startEngine
K3Car.pressAccelerator
K3Car.offEngine
자동차를 운전합니다
Model3Car.startEngine
Model3Car.pressAccelerator
Model3Car.offEngine
여기에서 새로운 차량을 추가한다면 또 다시 Driver코드를 많이 변경해야 한다. 만약 운전할 수 있는 차량의 종류가 계속 늘어난다면 점점 더 변경해야 하는 코드가 많아질 것이다. => 새로운 차량이 있을때마다 운전자가 또 그 차를 알고 다 뜯어고쳐야 한다..🥲
다형성을 활용하면 역할과 구현을 분리하여 클라이언트 코드의 변경 없이 구현 객체를 변경할 수 있다.
운전자(Driver)는 자동차의 역할(Car 인터페이스)에만 의존한다. 구현인 자동차(K3, Model3)에는 의존하지 않는다.
public class Driver {
private Car car;
public void setCar(Car car) {
System.out.println("자동차를 설정합니다. : " + car);
this.car = car;
}
public void drive(){
System.out.println("자동차를 운전합니다.");
car.startEngine();
car.pressAccelerator();
car.offEngine();
}
}Driver는 멤버 변수로Car car를 가진다.setCar(Car car): 멤버변수에 자동차를 설정한다. 외부에서 누군가 이 메서드를 호출해주어야Driver는 새로운 자동차를 참조하거나 변경할 수 있다.drive():Car인터페이스가 제공하는 기능들을 통해 자동차를 운전한다.
public class CarMain1 {
public static void main(String[] args) {
Driver driver = new Driver();
K3Car k3Car = new K3Car();
driver.setCar(k3Car); //부모는 자식을 담을 수 있다.
driver.drive();
//차량변경(k3 -> model3)
Model3Car model3Car = new Model3Car();
driver.setCar(model3Car);
driver.drive();
}
}
- 먼저
Driver와K3Car를 생성한다. driver.setCar(k3Car)를 호출해서Driver의Car car필드가K3Car의 인스턴스를 참조하도록 한다.driver.drive()를 호출하면x001을 참조한다.car필드가Car타입이므로Car타입을 찾아서 실행하지만 메서드 오버라이딩에 의해K3Car의 기능이 호출된다.Model3Car도 동일
OCP(Open-Closed Principle) 원칙
좋은 객체 지향 설계 원칙 중 하나로 OCP 원칙이라는 것이 있다.
- Open for extension: 새로운 기능의 추가나 변경 사항이 생겼을 때, 기존 코드는 확장할 수 있어야 한다.
- Closed for modification: 기존의 코드는 수정되지 않아야 한다.
확장에는 열려있고, 변경에는 닫혀 있다는 뜻인데, 쉽게 이야기해서 기존의 코드 수정 없이 새로운 기능을 추가할 수 있다는 의미다. 약간 말이 안 맞는 것 같지만 우리가 앞서 개발한 코드가 바로 OCP 원칙을 잘 지키고 있는 코드다.
새로운 차량의 추가
여기서 새로운 차량을 추가해도 Driver 의 코드는 전혀 변경되지 않는다.
운전할 수 있는 차량의 종류가 계속 늘어나도 Car 를 사용하는 Driver 의 코드는 전혀 변경하지 않는다. 기능을 확장해도 main() 일부를 제외한 프로그램의 핵심 부분의 코드는 전혀 수정하지 않아도 된다.
확장에 열려있다는 의미
Car 인터페이스를 사용해서 새로운 차량을 자유롭게 추가할 수 있다. Car 인터페이스를 구현해서 기능을 추가할 수 있다는 의미이다. 그리고 Car 인터페이스를 사용하는 클라이언트 코드인 Driver 도 Car 인터페이스를 통해 새롭게 추가된 차량을 자유롭게 호출할 수 있다. 이것이 확장에 열려있다는 의미이다.
코드 수정은 닫혀 있다는 의미
새로운 차를 추가하게 되면 기능이 추가되기 때문에 기존 코드의 수정은 불가피하다. 당연히 어딘가의 코드는 수정해야 한다.
변하지 않는 부분
새로운 자동차를 추가할 때 가장 영향을 받는 중요한 클라이언트는 바로 Car 의 기능을 사용하는 Driver 이다. 핵심 은 Car 인터페이스를 사용하는 클라이언트인 Driver 의 코드를 수정하지 않아도 된다는 뜻이다.
변하는 부분
main() 과 같이 새로운 차를 생성하고 Driver 에게 필요한 차를 전달해주는 역할은 당연히 코드 수정이 발생한다. main() 은 전체 프로그램을 설정하고 조율하는 역할을 한다. 이런 부분은 OCP를 지켜도 변경이 필요하다.
[정리]
Car를 사용하는 클라이언트 코드인Driver코드의 변경없이 새로운 자동차를 확장할 수 있다. (클라이언트의 코드 변경이 없는 것이 포인트!)- 다형성을 활용하고 역할과 구현을 잘 분리한 덕분에 새로운 자동차를 추가해도 대부분의 핵심 코드들을 그대로 유지할 수 있게 되었다.
전략 패턴(Strategy Pattern)
디자인 패턴 중에 가장 중요한 패턴을 하나 뽑으라고 하면 전략 패턴을 뽑을 수 있다. 전략 패턴은 알고리즘을 클라이언트 코드의 변경 없이 쉽게 교체할 수 있다.위의 코드가 바로 전략 패턴을 사용한 코드이다.Car인터페이스가 바로 전략을 정의하는 인터페이스가 되고, 각각의 차량이 전략의 구체적인 구현이 된다. 그리고 전략을 클라이언트 코드(Driver)의 변경 없이 손쉽게 교체할 수 있다.
