스프링 - 스프링과 객체지향 설계 feat. 다형성, SOLID

들어가기에 앞서...

 

스프링과 객체지향 설계를 제대로 이해하기 위해서 필요한 2가지

1. 다형성
2. 객체지향 설계의 5가지 원칙 (SOLID)

 

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1. 다형성

 

스프링의 핵심

• 스프링은 자바 기반의 프레임워크이다.
• 자바 언어의 가장 큰 특징은 객체 지향 언어라는 점이다.
• 스프링은 객체지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크이다.
• 스프링은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크이다.

 

객체지향 특징

• 추상화
• 캡슐화 
• 상속
• 다형성

객체지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위,

즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다.  각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다.

 

또한 객체지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

 

 

※조영호 저자님의 도서, 객체지향의 사실과 오해와 오브젝트 : 코드로 이해하는 객체지향 설계 추천

 

 

다형성의 실세계 비유

객체지향 특징 중 가장 중요한 특징은 "다형성"이라고 말할 수 있다.

 

주로 객체지향을 쉽게 설명하기 위해 "붕어빵 케이스" 같은 현실세계와 자주 비유한다.

하지만 현실세계와 객체지향 세계는 조금 다르다. 그리고 이 차이점은 현실세계 관점에서 굉장히 이질적이다.

그럼에도 불구하고 객체지향을 설명할 때 현실세계를 비유하는 이유는 난해한 객체지향을 그나마 쉽게 이해할 수 있기때문이다.

 

다형성을 이해하기 위해 한번 이 세상을 역할과 구현으로 구분해서 바라보자.

 

 

역할과 구현을 분리

 

 

역할은 인터페이스이고,

구현은 인터페이스를 구현한 클래스이다.

역할과 구현을 분리하는 것은 "다형성"이다.

 

역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다.

 

역할과 구현으로 구분할 때의 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.

 

객체 설계

객체의 협력이라는 관계부터 생각한다.

클라이언트: 요청, 서버: 응답

수많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력관계를 가진다.

 

객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리한다.

객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만든다.

 

 

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야한다.
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.
  (컨트롤러는 서비스가 바뀌어도, 서비스는 리파지토리가 바뀌어도 요청하는 클라이언트는 코드변경이 필요없다.)

 

"역할과 구현을 분리" 정리

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있다.
• 유연하고, 변경이 용이하고, 확장 가능한 설계
• 클라이언트에 영향을 주지 않고 변경 가능하다.
• ★★★인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다.★★★

 

역할과 구현을 분리의 한계점

• 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
• 자동차를 비행기로 변경해야 한다면?, USB 인터페이스가 변경된다면?
• 인터페이스를 가장 변화가 없도록 잘 설계하는 것이 중요하다.

 

스프링과 객체지향

• 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.
• 그렇기 때문에 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

 

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2. 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

 

SOLID

• 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)

 

1. SRP 단일 책임 원칙 : Single responsibility principle

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다. 
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다. (책임의 크기가 작을수도 클수도있고, 문맥과 상황에 따라 다르게 판단된다.)
• 책임이라는 크기를 적절하게 잘 조정하는게 개발자의 몫이다.
• 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것이다.
  ex) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

 

2. ★OCP 개방-폐쇄 원칙 : Open/closed principle★

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
• 다형성을 활용해보자. 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
• 앞에서 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자.

 

OCP 개방-폐쇄 원칙 문제점

• 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. (스프링 컨테이너, DI, IoC)

 

3. 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

 

4. 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 않는다.

• 인터페이스가 명확해지고, 분리되어 대체성이 용이하다.

 

 

5. ★DIP 의존관계 역전 원칙 : Dependency inversion principle★

• 프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 클라이언트가 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻 
  (Service가 Repository의 인터페이스만 생각해야지, Repository의 구현체들을 알면안된다. 몰라야한다.)
• 앞서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다. 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.

 

• 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 MemberRepository 구현 클래스를 직접 선택
  MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
  (인터페이스에 의존...)     (구현체에 의존...)
• DIP 위반 // 원래 Service를 클래스 레벨에서 설계할때 Repository인터페이스만 의존해야한다.

 

SOLID 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...(DI, DI컨테이너)

 

※출처 - 인프런 김영한 스프링