[Spring] 객체 지향 설계와 스프링(3) - 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(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)

SRP 단일 책임 원칙(Single responsibility principle)

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다.
  • 클 수 있고, 작을 수 있다.
  • 문맥과 상황에 따라 다르다.
• 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
• 예) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리
  • UI를 하나 변경하는데 SQL부터 시작해서 application을 다 고쳐야하면 잘못 설계한거다
  • 변경이 있을 때 하나의 클래스나 하나의 지점만 고치면 되는게 단일 책임 원칙을 잘 따른 것이라고 볼 수 있다.

OCP 개방-폐쇄 원칙(Open/closed principle)

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다
• 이런 거짓말 같은 말이? 확장을 하려면, 당연히 기존 코드를 변경?
• 다형성을 활용해보자
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
  • 기존 코드를 변경하지 않는다
• 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자
  • 기름차를 전기차로 바꿔도 운전할 수 있다. 배우를 바꿔도 공연은 진행할 수 있다.

OCP 개방-폐쇄 원칙의 문제점

@Bean
        public MemberRepository memberRepository() {
            // return new MemoryMemberRepository();
            // return new JdbcMemberRepository(dataSource);
            // return new JdbcTemplateMemberRepository(dataSource);
            return new JpaMemberRepository(em);
        }

• 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.
  • 조립, 설정의 역할을 스프링 컨테이너가 해준다. DI, IOC 컨테이너가 이에 대한 내용을 포함한다.

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 위한 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, 느리더라도 앞으로 가야함
  • 악셀을 밟아도 뒤를 가는 차를 만들 수 있다. (-10) 컴파일은 된다. 하지만 인터페이스 규약에는 엑셀은 앞으로 가야한다는 규약이 있다. 이는 리스코프 치환 원칙을 어긴 것이다.

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 않음
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

DIP 의존관계 역전 원칙(Dependency inversion principle)

• 프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙
  을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
  • 클라이언트 코드가 구현 클래스를 바라보지 말고 인터페이스만 바라보라는 뜻이다. 멤버 서비스가 멤버 repository 인터페이스만 봐야지, 메모리 멤버 repo나 jdc 멤버 repo에 대해서는 몰라야 된다는 것
  • 운전자는 자동차 역할에 대해서 잘 알아야 하지, K3에 대해서 자세히 알 필요가 없다. 공연에서도 원빈이 김태희가 아닌 사람과 공연하기 어려운 상황이 오면 안된다.
• 앞에서 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.

MemberRepository에 할당하는 코드를 보면 멤버 서비스가 멤버 리파지토리 필드를 갖고 있다.
근데 메모리 멤버 리포지토리를 할당한다는 것은 멤버 서비스는 메모리 멤버 리파지토리에도 의존한다는 것이다. 즉 내가 메모리 멤버 리파지토리 코드를 안다는 것이다. 알기만 하면 다 의존하는 것이다.
멤버 서비스는 멤머 리파지토리 인터페이스만 아는 것이 아니라, 메모리 멤버 리파지토리까지 다 알고 있다. 그래서 이 메모리 멤버 리파지토리를 다른 걸로 바꾸려고 할 때 코드를 변경해야 한다.(구현 클래스를 직접 선택해야 한다)

• 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
  • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
• DIP 위반
  • 추상화에도 의존하고, 구체화에도 의존하고 있다.
  • 다형성만으로는 OCP, DIP를 위반하지 않으면서 부품 갈아 끼우듯이 개발을 할 수가 없다.

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.

다시 스프링으로

스프링 이야기에 왜 객체 지향 이야기가 나오는가?

• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원
  • DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공
• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장
• 쉽게 부품을 교체하듯이 개발
• 옛날 어떤 개발자가 좋은 객체 지향 개발을 하려고 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 해보니, 너무 할일이 많았다. 배보다 배꼽이 크다. 그래서 프레임워크로 만들어버림
• 순수하게 자바로 OCP, DIP 원칙들을 지키면서 개발을 해보면, 결국 스프링 프레임워크를 만들게 된다. (더 정확히는 DI 컨테이너)
• DI 개념은 말로 설명해도 이해가 잘 안된다. 코드로 짜봐야 필요성을 알게된다!
• 그러면 이제 스프링이 왜? 만들어졌는지 코드로 이해해보자

정리

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자.
• 자동차, 공연의 예를 떠올려보자.
• 애플리케이션 설계도 공연을 설계 하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계다.
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자
  • 인터페이스를 먼저 만들어 놓으면 하부 구현 기술들에 대한 선택을 최대한 미룰 수 있는 장점이 있다.

실무 고민

• 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.
  • 인터페이스 코드만 보고는 구현 클래스를 볼 수 없기에 한 번더 들어가서 봐야한다
• 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.
  • 미래에 확장 가능성이 있다면 처음부터 인터페이스를 도입하는게 좋다

참조) 스프링 입문 - 코드로 배우는 스프링 부트, 웹 MVC, DB 접근 기술 강좌 (인프런 김영한)