객체지향 패러다임은 지식을 추상화하고 추상화한 지식을 객체 안에 캡슐화함으로써 실세계 문제에 내재된 복잡성을 관리하려고 한다. 객체를 발견하고 창조하는 것은 지식과 행동을 구조화하는 문제다.
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아기들도 성인들과 같은 인지능력을 가지고 있을까에 대한 실험 내용을 설명하며 사람은 태어난 지 얼마 안 된 시기부터 뚜렷한 경계를 가지고 함께 행동하는 물체를 하나의 개념으로 인지한다는 사실을 설명한다.
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실험에서 아기들은 물체가 여러 부분으로 구성되어 있더라도 함께 움직이는 경우, 그 물체를 하나의 유기적인 단위로 인식했다. 아기들 역시 뚜렷한 경계를 가진 객체들의 집합으로 세상을 바라보는 것이다.
객체지향과 인지 능력
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이 실험은 인간이 선천적으로 타고난 인지 능력을 이용해 세상에 존재하는 다양한 객체를 식별하고 분류함으로써 세상을 이해한다는 사실을 보여준다.
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많은 사람들이 객체지향을 직관적이고 이해하기 쉬운 패러다임이라고 말하는 이유는 객체지향이 세상을 자율적이고 독립적인 객체들로 분해할 수 있는 인간의 기본적인 인지 능력에 기반을 두고 있기 때문이다.
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객체지향 패러다임은 인간이 인지할 수 있는 다양한 객체들이 모여 현실 세게를 이루는 것처럼 소프트웨어의 세계 역시 인간이 인지할 수 있는 다양한 소프트웨어 객체들이 모여 이뤄져 있다는 믿음에서 시작한다.
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그러나 현실 세계와 소프트웨어 세계의 유사성은 여기까지다.
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객체지향 패러다임의 목적은 현실 세계 모방이 아닌 현실 세계를 기반으로 새로운 세계 창조다. 따라서 소프트웨어 세계에서 살아가는 객체는 현실 세계에 존재하는 객체와 전혀 다른 모습을 보이는 것이 일반적이다.
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이는 현실 세계와 달리 소프트웨어 세계의 객체들은 자아를 가지고 자율적, 협력적으로 행동할 수 있다.
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현실 세계의 전등은 누군가가 직접 꺼야 하지만 소프트웨어 세계의 전등은 스스로 끌 수 있다.
객체, 그리고 이상한 나라
앨리스 객체
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앞서 이야기에서 앨리스는 관문을 통과하기 위해 작아지는 버섯과, 커지는 버섯을 번갈아 먹으며 적절한 크기를 맞추려했다.
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이 이야기는 앨리스가 겪고 있는 키의 변화에 초점을 맞추고 있다. 앨리스는 정원으로 통하는 문을 통과하기에 적당한 상태로 자신의 키를 계속해서 변화시켰다.
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이때 앨리스의 크기는 앨리스가 무슨 버섯을 먹느냐에 따라 커지고 작아졌다. 즉 행동에 따라 상태가 변하게 된 것이다.
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앨리스의 상태를 결정하는 것은 행동이지만 행동의 결과를 결정하는 것은 상태다.
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앨리스가 150cm였다고 하자. 케이크를 먹는 행동을 했을 때 키가 150cm 커진다면 행동의 결과인 300cm는 앞선 상태인 150cm에 150cm을 더한 값이 될 것이다. 이는 곧 이전의 상태에 의존적이다.
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어떤 행동의 성공 여부는 이전에 어떤 행동들이 발생했는지에 영향을 받는다는 사실도 눈여겨 보아야 한다.
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앨리스가 문을 성공적으로 통과하기 위해 키를 줄였다 늘렸다. 적절한 키를 위한 행동들이 발생했다.
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이는 행동 간의 순서가 중요하다는 것을 의미한다. 문을 통과하는 행동이 성공하려면 음료나 케이크를 먹는 등의 행동이 선행되어야만 했다.
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행동에 의해 앨리스의 상태가 변경되어도 앨리스는 여전히 앨리스라는 사실은 변하지 않는다.
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따라서 앨리스는 상태 변경과 무관하게 유일한 존재로 식별 가능하다.
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지금까지 설명한 내용을 바탕으로 앨리스의 특징을 요약해 보자.
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앨리스는 상태를 가지며 상태는 변경 가능하다.
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앨리스의 상태를 변경시키는 것은 앨리스의 행동이다.
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행동의 결과는 상태에 의존적이며 상태를 이용해 서술할 수 있다.
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행동의 순서가 결과에 영향을 미친다.
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앨리스는 어떤 상태에 있더라도 유일하게 식별 가능하다.
객체, 그리고 소프트웨어 나라
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하나의 개별적인 실체로 식별 가능한 물리적인 또는 개념적인 사물은 어떤 것이라도 객체가 될 수 있다.
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객체의 다양한 특성을 효과적으로 설명하기 위해서는 객체를 상태, 행동, 식별자를 지닌 실체로 보는 것이 가장 효과적이다.
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이 책에서 객체는 다음과 같이 정의하기로 한다.
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.
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앞서 이상한 나라의 앨리스를 객체지향이라는 나라에 살고 있는 객체의 관점에서 상태, 행동, 식별자의 개념을 정리해 보자.
상태
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왜 상태가 필요한가.
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객체가 주변 환경과의 상호작용에 어떻게 반응하는가는 그 시점까지의 객체에 어떤 일이 발생했느냐가 좌우한다.
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어떤 행동의 결과는 과거에 어떤 행동들이 일어났었느냐에 의존한다는 것이다.
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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 고안했다.
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상태를 이용하면 과거의 모든 행동 이력을 설명하지 않고도 행동의 결과를 쉽게 에측할 수 있고 설명할 수 있다.
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상태를 이용하면 과거에 얽매이지 않고 현재를 기반으로 객체의 행동 방식을 이해할 수 있다. 상태는 근본적으로 세상의 복잡성을 완화하고 인지 과부화를 줄일 수 있는 중요한 개념이다.
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상태와 프로퍼티
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세상에 존재하는 모든 것이 객체는 아니다. 분명하게 인식할 수 있음에도 객체의 영역에 포함시킬 수 없는 것들도 존재한다.
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앨리스의 ‘키’와 ‘위치’는 객체가 아니다. 음료와 케이크의 ‘양’은 객체가 아니다.
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숫자, 문자열, 양, 속도, 시간, 날짜, 참/거짓과 같은 복잡성이 없는 값들은 객체가 아니다.
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단순한 값들은 그 자체로 독립적인 의미를 가지기보다는 다른 객체의 특성을 표현하는 데 사용된다. 다시 말해 다른 객체의 상태를 표현하기 위해 사용된다.
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때로는 단순한 값이 아니라 객체를 사용해 다른 객체의 상태를 표현해야 할 때가 있다.
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앨리스가 현재 음료를 들고 있는 상태인지 표현하고 싶다면 어떻게 할 것인가?
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결론적으로 모든 객체의 상태는 단순한 값과 객체의 조합으로 표현할 수 있다. 이때 객체의 상태를 구성하는 모든 특징을 통틀어 객체의 프로퍼티라고 한다.
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일반적으로 프로퍼티는 변경되지 않고 고정되기 때문에 정적이다. 반면 프로퍼티 값은 시간이 흐름에 따라 변경되기 때문에 동적이다.
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객체와 객체 사이의 의미 있는 연결을 링크라고 한다. 객체와 객체 사이에는 링크가 존재해야만 요청을 보내고 받을 수 있다. 즉, 객체의 링크를 통해서만 메시지를 주고 받을 수 있다.
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객체 간의 선으로 표현되는 링크와 달리 객체를 구성하는 단순한 값은 속성이라고 한다.
행동
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상태와 행동
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객체의 상태는 저절로 변경되지 않는다. 객체의 상태를 변경하는 것은 객체의 자발적인 행동뿐이다.
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객체가 취하는 행동은 자신의 상태를 변경한다. 객체의 행동에 의해 객체의 상태가 변경된다는 것은 행동이 사이드 이펙트를 초래한다는 것을 의미한다.
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상태와 행동 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.
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객체의 행동은 상태에 영향을 받는다.
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객체의 행동은 상태를 변경시킨다.
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협력과 행동
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어떤 객체도 섬이 아니다. 객체는 자신에게 주어진 책임을 완수하기 위해 다른 객체를 이용하고 다른 객체에게 서비스를 제공한다.
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객체는 다른 객체와 적극적으로 상호작용하며 ‘협력하는 객체들의 공동체’에 참여하기 위해 노력한다.
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객체가 다른 객체와 협력하는 유일한 방법은 다른 객체에게 요청을 보내는 것이다. 요청을 수신한 객체는 요청을 처리하기 위해 적절한 방법에 따라 행동한다.
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따라서 객체의 행동은 객체가 협력에 참여할 수 있는 유일한 방법이다.
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객체가 다른 객체와 메시지를 통해서만 의사소통할 수 있다는 것을 기억하라. 객체가 어떤 행동을 하도록 만드는 것은 객체가 외부로부터 수신한 메시지다.
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객체는 수신된 메시지에 따라 적절히 행동하면서 협력에 참여하고 그 결과로 자신의 상태를 변경한다.
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객체는 협력에 참여하는 과정에서 자기 자신의 상태뿐만 아니라 다른 객체의 상태 변경을 유발할 수도 있다.
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정리하면 객체의 행동으로 인해 발생하는 결과는 두 가지 관점에서 설명할 수 있다. 객체의 행동은 이 두 가지 관점의 부수효과를 명확하게 서술해야 한다.
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객체 자신의 상태 변경
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행동 내에서 협력하는 다른 객체에 대한 메시지 전송
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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.
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상태 캡슐화
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객체지향 세계의 모든 객체는 자신의 상태를 스스로 관리하는 자율적인 존재다.
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메시지를 보낸 송신자는 메시지 수신자의 상태 변경에 대해서 전혀 알지 못한다.
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이것이 캡슐화가 의미하는 것이다. 객체는 상태를 캡슐 안에 감춰둔 채 외부에 노출하지 않는다.
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객체가 외부에 노출하는 것은 행동뿐이며, 외부에서 접근할 수 있는 유일한 방법 역시 행동뿐이다.
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상태를 외부에 노출시키지 않고 행동을 경계로 하여금 캡슐화하는 것은 결과적으로 객체의 자율성을 높인다. 자율적인 객체는 스스로 판단하고 스스로 결정하기 때문에 자율성이 높아질수록 객체의 지능도 높아진다.
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결론적으로 상태를 잘 정의된 행동 집합 뒤로 캡슐화하는 것은 객체의 자율성을 높이고 협력을 단순하고 유연하게 만든다.
⇒ 이것이 상태를 캡슐화해야하는 이유다.
식별자
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객체란 인간의 인지 능력을 이용해 식별 가능한 경계를 가진 모든 사물을 의미한다.
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객체가 식별 가능하다는 것은 객체를 서로 구별할 수 있는 특정한 프로퍼티가 객체 안에 존재한다는 것을 의미한다.
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모든 객체가 식별자를 가진다는 것은 반대로 객체가 아닌 단순한 값은 식별자를 가지지 않는다는 것을 의미한다.
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앞서 상태에 관해 살펴보면서 객체가 가지는 프로퍼티의 타입은 객체나 단순한 값 중 어느것도 될 수 있다고 말했다.
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값과 객체의 가장 큰 차이점은 값은 식별자를 가지지 않지만 객체는 식별자를 가진다는 점이다.
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값은 숫자, 문자열, 날짜, 시간, 금액 등과 같이 변하지 않는 양을 모델링한다. 흔히 값의 상태는 변하지 않기 때문에 불변 상태를 가진다고 말한다.
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값이 같은지 여부는 상태가 같은지를 이용해 판단한다. 값의 상태가 같으면 두 인스턴스는 동일한 것으로 판단하고 상태가 다르면 두 인스턴스는 다른 것으로 판단한다.
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이처럼 상태를 이용해 두 값이 같은지 판단할 수 있는 성질을 동등성이라고 한다. 상태를 이용해 동등성을 판단할 수 있는 이유는 값의 상태는 불변적이기 때문이다.
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객체가 같은 지 여부는 식별자로 판단한다. 식별자가 같다면 두 객체를 같은 객체로 판단할 수 있다.
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이처럼 식별자를 기반으로 객체가 같은지를 판단할 수 있는 성질을 동일성이라고 한다.
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상태를 기반으로 객체의 동일성을 판단할 수 없는 이유는 시간이 흐름에 따라 객체의 상태가 변하기 때문이다. 따라서 상태 변경에 독립적인 별도의 식별자를 사용할 수 밖에 없다.
기계로서의 객체
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객체지향의 세계를 창조하는 개발자들의 주된 업무는 객체의 상태를 조회하고 객체의 상태를 변경하는 것이다.
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일반적으로 객체의 상태를 조회하는 작업을 쿼리라고 하고 객체의 상태를 변경하는 작업을 명령이라고 한다.
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앨리스 객체를 기계에 비유하여 상태를 변경시켜가며 객체에 대한 설명을 돕는 과정을 설명한다.
행동이 상태를 결정한다
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객체지향에 갓 입문한 사람들이 가장 쉽게 빠지는 함정은 상태를 중심으로 객체를 바라보는 것이다.
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초보자들은 먼저 객체에 필요한 상태가 무엇인지를 결정하고 그 상태에 필요한 행동을 정의한다.
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안타깝게도 이런 상태를 먼저 결정하고 행동을 나중에 결정하는 방법은 설계에 나쁜 영향을 끼친다.
1.
상태를 먼저 결정할 경우, 캡슐화가 저해된다. 상태에 초점을 맞출 경우, 상태가 객체 내부로 깔끔하게 캡슐화되지 못하고 공용 인터페이스에 그대로 노출되버릴 확률이 높아진다.
2.
객체를 협력자가 아닌 고립된 섬으로 만든다. 상태를 먼저 고려하는 방식은 협력이라는 문맥에서 멀리 벗어난 채 객체를 설계하게 함으로써 자연스럽게 협력에 적합하지 못한 전능한 객체를 만들곤 한다.
3.
객체의 재사용성이 저하된다. 상태에 초점을 맞춘 객체는 다양한 협력에 참여하기 어렵기 때문에 재사용성이 저하될 수 밖에 없다.
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협력에 참여하는 훌륭한 객체 시민을 만들기 위해 가장 중요한 덕목은 행동에 초점을 맞추는 것이다.
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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.
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이 장을 통틀어 가장 중요하고 반드시 기억해야 하는 진실은 바로 행동이 상태를 결정한다는 것이다.
은유와 객체
두 번째 도시전설
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이번 장 역시 객체지향과 관련된 또 다른 해묵은 도시전설 한 가지를 설명하면서 마친다. 이는 바로 객체지향이란 현실 세계의 모방이라는 것이다.
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흔히 객체지향을 현실 세계의 추상화라고도 하는데, 그 안에는 현실 세계를 모방하여 그 복잡도를 낮춘다는 의미가 숨어있다.
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여기서 추상화란 실제의 사물에서 자신이 원하는 특성만 취하고 필요 없는 부분을 추려 핵심만 표현하는 행위를 의미한다.
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안타깝게도 객체지향 세게는 현실 세계의 단순한 모방이 아니다. 소프트웨어 안에 구현된 상품 객체는 실제 세계의 상품과는 전혀 다른 양상을 띤다.
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모방과 추상화라는 개념만으로는 현실 객체와 소프트웨어 객체 사이의 관계를 깔끔하게 설명하지 못한다.
의인화
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그렇다면 현실 속의 객체와 소프트웨어 객체 사이의 가장 큰 차이점은 뭘까? 이는 수동적인 객체가 능동적으로 변한다는 것이다.
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소프트웨어 객체를 창조할 때 우리는 단순히 현실 세계의 객체를 모방하는 데 끝나지 않는다. 오히려 다른 특징을 부여하게 된다.
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레베카 워프스브록은 현실의 객체보다 더 많은 일을 할 수 있는 소프트웨어 객체의 특징을 의인화라고 부른다.
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소프트웨어 안에 구축되는 객체지향 세계는 현실을 모방한 것이 아니다. 현실의 모습을 참조만 할 뿐 궁긍적인 목적은 현실과 전혀 다른 새로운 세계를 창조하는 것이다. 또한 객체지향의 세계는 현실의 추상화가 아니다.
은유
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현실 세계와 객체지향 세계 사이의 관계를 좀 더 정확하게 설명할 수 있는 단어는 은유다.
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현실 속의 객체의 의미 일부가 소프트웨어 객체로 전달되기 때문에 프로그램 내의 객체는 현실 속의 객체에 대한 은유다.
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은유는 표현적 차이 또는 의미적 차이라는 논점과 관련성이 깊다.
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여기서 차이란 소프트웨어에 대해 사람들이 생각하는 모습과 실제 소프트웨어의 표현 사이의 차이를 의미한다.
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은유 관계에 있는 실제 객체의 이름을 소프트웨어 객체의 이름으로 차용하면 그 표현적 차이를 줄여 소프트웨어의 구조를 쉽게 예측할 수 있다.
이상한 나라를 창조하라
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객체지향 설계자로서 우리의 목적은 현실 세계를 모방하는 것이 아니다. 단지 이상한 나라를 창조하는 것이다.
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현실을 닮아야 한다는 어떤 제약이나 구속도 없다. 여러분이 창조한 객체의 특성을 상기시킬 수 있다면 현실 속의 객체의 이름을 이용해 객체를 묘사하라.
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그렇지 않다면 깔끔하게 현실을 무시하고 자유롭게 우리만의 세계를 만들어야 한다.
ㅋ
