객체 지향 설계와 스프링

※ 스프링의 핵심

• 스프링은 자바 언어 기반의 프레임워크이다.
• 자바 언어의 가장 큰 특징으로 객체 지향 언어이다.
• 스프링은 객체 지향 언어가 가장 강력한 특징을 살려내는 프레임워크이다.
• 스프링은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크이다.

 

객체 지향 프로그래밍이란?

 

 

※ 객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받으며 데이터를 처리할 수 있다.
• 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

 

※ 역할과 구현을 분리

• 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.

 

자바 언어의 다형성을 활용한다. (역할 = 인터페이스, 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체)

객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리하고 객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체를 만드는 것이다.

혼자 있는 객체는 없으며 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다. (클라이언트 : 요청, 서버 : 응답)

 

 

※ 자바 언어의 다형성

 

 

• 오버라이딩은 자바 기본 문법으로 오버라이딩 된 메서드가 실행된다.
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용이 가능하다.

 

public class MemberService {
    private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
}

public class MemberService {
    // private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
}

 

다형성의 성질로 인터페이스 MemberRepository의 객체 memberRepository를 인터페이스를 구현한 MemoryMemberRepository 또는 JdbcmemberRepository 으로 할당할 수 있다.

 

※ 역할과 구현을 분리 - 정리

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있다.
• 유연하고 변경이 용이하다.
• 확장 가능한 설계가 가능하다.
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경이 가능하다.
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다.

 

※ 역할과 구현을 분리 - 한계점

• 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
• 예를 들어서 자동차를 비행기로 변경하거나 대본 자체가 변경되거나 USB 인터페이스가 변경되는걸 들 수 있다.
• 따라서 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다.

 

※ 스프링과 객체 지향

• 다형성이 가장 중요하다.
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.

 

 

객체 지향 설계의 5가지 원칙 (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)

 

① SRP 단일 책임 원칙(Single responsibility principle)

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다. (하나의 책임이 클 수 있고 작을 수 있음)
• 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 활용하여 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현한다.
• 역할과 구현의 분리를 생각해보면 된다.

 

★ OCP 개방-폐쇄 원칙의 문제점

public class MemberService {
    private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
}

public class MemberService {
    // private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
}

• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택한다. (위 코드 참고)
• 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
• 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.
• 이 문제를 해결하기 위해서 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.

 

③ LSP 리스코프 치환 원칙 (Liskov substitution principle)

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.
• 다형성에서 하위 클래스는 인터페이서 규약을 다 지켜야 한다는 것, 다형성을 지원하기 위한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면 이 원칙이 필요하다.
• 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기이다. 
• 예를 들어 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반, 느리더라도 앞으로 가야 한다.

 

④ ISP 인터페이스 분리 원칙 (Interface segregation principle)

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
• 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리한다.
• 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리한다.
• 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않는다.
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

 

⑤ DIP 의존관계 역전 원칙 (Dependency inversion principle)

• 구현 클래스에 의존하지 않고 인터페이스에 의존하는 것이다.
• 역할에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다. 구현에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.

 

public class MemberService {
    private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
}

public class MemberService {
    // private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
}

 

 

그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스 또한 인터페이스에 의존한다.

MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택한다. 

• MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();

이것은 MemoryMemberRepository 구현 클래스를 아는 것처럼 행동하는 것으로 DIP 를 위반한 것이다.

 

※ 정리

• 객체 지향의 핵심은 다형성이다.
• 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없으며 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.
• 즉, 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다. (이 부분에 대해서 알아가야 함) 

 

 

객체 지향 설계와 스프링

 

 

스프링은 다음 기술로 다형성과 OCP, DIP를 가능하게 지원해준다.

• DI(Dependency Injection) : 의존관계, 의존성을 주입한다.
• DI 컨테이너를 제공한다.

클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장이 가능하다.

• MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();    <=  필요 없음

쉽게 부품을 교체하듯이 개발이 가능해진다는 것이다.