[Spring] 스프링 핵심 원리 이해 2_1 - 객체 지향 원리 적용

스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

새로운 할인 정책 개발

새로운 할인 정책을 확장해보자.

• 주문한 금액의 %를 할인해주는 새로운 정률 할인 정책을 추가하자.

RateDiscountPolicy 코드

package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy {
    private int discountPercent = 10;

    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        if (member.getGrade() == Grade.VIP) {
            return price * discountPercent / 100;
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

 

Tip) Command + Shift + t : 테스트 클래스 생성 단축키

테스트 작성

package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.*;

class RateDiscountPolicyTest {

    RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();

    @Test
    @DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되어야 한다.")
    void vip_o() {
        // given
        // VIP 회원 생성
        Member member = new Member(1L, "memberVIP", Grade.VIP);
        // when
        // VIP 회원에게 10% 할인 적용
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        // then
        assertThat(discount).isEqualTo(1000);
    }

    @Test
    @DisplayName("VIP가 아니면 할인이 적용되지 않아야 한다.")
    void vip_x() {
        // given
        // BASIC 회원 생성
        Member member = new Member(2L, "memberBASIC", Grade.BASIC);
        // when
        // BASIC 회원에게는 할인이 적용되지 않음
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        // then
        assertThat(discount).isEqualTo(0);
    }
}

새로운 할인 정책 적용과 문제점

할인 정책을 변경하려면 클라이언트인 OrderServiceImpl 코드를 고쳐야 한다.

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
    private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
}

문제점 발견

• 우리는 역할과 구현을 충실하게 분리했다. OK
• 다형성도 활용하고, 인터페이스와 구현 객체를 분리했다.
• OCP, DIP 같은 객체지향 설계 원칙을 충실히 준수한 것 처럼 보이지만 사실은 아니다.
• DIP: 주문서비스 클라이언트( OrderServiceImpl )는 DiscountPolicy 인터페이스에 의존하면서 DIP를 지킨 것 같은데?
  • -> 클래스 의존관계를 분석해 보자. 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있다. 추상(인터페이스) 의존: DiscountPolicy
  • 구체(구현) 클래스: FixDiscountPolicy , RateDiscountPolicy
• OCP: 변경하지 않고 확장할 수 있다고 했는데!
  • 지금 코드는 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 준다! 따라서 OCP를 위반한다.

왜 클라이언트 코드를 변경해야 할까?

클래스 다이어그램으로 의존관계를 분석해보자.

 

기대했던 의존관계

지금까지 단순히 DiscountPolicy 인터페이스만 의존한다고 생각했다.

 

실제 의존관계

잘보면 클라이언트인 OrderServiceImpl 이 DiscountPolicy 인터페이스 뿐만 아니라 FixDiscountPolicy 인 구체 클래스도 함께 의존하고 있다. 실제 코드를 보면 의존하고 있다! DIP 위반

 

DIP : 추상적인 것에 의존. 즉, 인터페이스에 의존해야 하는데 구체 클래스도 의존한다

 

정책 변경

중요!: 그래서 FixDiscountPolicy 를 RateDiscountPolicy 로 변경하는 순간 OrderServiceImpl 의 소스 코드도 함께 변경해야 한다! OCP 위반

 

ex) 기름차에서 전기차로 바꿨다고 면허를 새로 갱신해야 되는 상황

어떻게 문제를 해결할 수 있을가?

• 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 은 DiscountPolicy 의 인터페이스 뿐만 아니라 구체 클래스도 함께 의존한다.
• 그래서 구체 클래스를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경해야 한다.
• DIP 위반 추상에만 의존하도록 변경(인터페이스에만 의존)
• DIP를 위반하지 않도록 인터페이스에만 의존하도록 의존관계를 변경하면 된다. 인터페이스에만 의존하도록 설계를 변경하자

인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    //private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
    private DiscountPolicy discountPolicy;
}

• 인터페이스에만 의존하도록 설계와 코드를 변경했다.
• 그런데 구현체가 없는데 어떻게 코드를 실행할 수 있을까?
• 실제 실행을 해보면 NPE(null pointer exception)가 발생한다.

해결방안

• 이 문제를 해결하려면 누군가가 클라이언트인 OrderServiceImpl 에 DiscountPolicy 의 구현 객체를 대신 생성하고 주입해주어야 한다.

관심사의 분리

• 애플리케이션을 하나의 공연이라 생각해보자. 각각의 인터페이스를 배역(배우 역할)이라 생각하자. 그런데! 실제 배역 맞는 배우를 선택하는 것은 누가 하는가?
• 로미오와 줄리엣 공연을 하면 로미오 역할을 누가 할지 줄리엣 역할을 누가 할지는 배우들이 정하는게 아니다. 이 전 코드는 마치 로미오 역할(인터페이스)을 하는 레오나르도 디카프리오(구현체, 배우)가 줄리엣 역할(인터페이스)을 하는 여자 주인공(구현체, 배우)을 직접 초빙하는 것과 같다. 디카프리오는 공연도 해야하고 동시에 여자 주인공도 공연에 직접 초빙해야 하는 다양한 책임을 가지고 있다.

관심사를 분리하자

• 배우는 본인의 역할인 배역을 수행하는 것에만 집중해야 한다.
• 디카프리오는 어떤 여자 주인공이 선택되더라도 똑같이 공연을 할 수 있어야 한다.
• 공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 역할에 맞는 배우를 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나올시점이다.
• 공연 기획자를 만들고, 배우와 공연 기획자의 책임을 확실히 분리하자.

AppConfig 등장

• 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임을 가지는 별도의 설정 클래스를 만들자.

AppConfig

package hello.core;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;
public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
        }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
                    new MemoryMemberRepository(),
                    new FixDiscountPolicy());
        }
}

• 실제 실행되는 객체들은 본인의 역할만 수행해야 하고, 역할과 구현을 분리했으니, 어떤 구현체가 들어갈지는 공연 기획자에 해당하는 AppConfig가 정한다
  • 예전에는 MemberServiceImpl에서 인터페이스에 어떤 구현체가 들어가야 할지 직접 정해야 했다. 이는 배우가 담당 배우를 섭외하는 것과 똑같은 것이다.
• AppConfig는 애플리케이션의 실제 동작에 필요한 구현 객체를 생성한다.
  • MemberServiceImpl
  • MemoryMemberRepository
  • OrderServiceImpl
  • FixDiscountPolicy
• AppConfig는 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해서 주입(연결)해준다.
  • MemberServiceImpl -> MemoryMemberRepository
  • OrderServiceImpl -> MemoryMemberRepository , FixDiscountPolicy

참고: 지금은 각 클래스에 생성자가 없어서 컴파일 오류가 발생한다. 바로 다음에 코드에서 생성자를 만든다.

MemberServiceImpl - 생성자 주입

package hello.core.member;

public class MemberServiceImpl implements MemberService {
    private final MemberRepository memberRepository;

    public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }

    @Override
    public void join(Member member) {
        memberRepository.save(member);
    }

    @Override
    public Member findMember(Long memberId) {
        return memberRepository.findById(memberId);
    }
}

• 설계 변경으로 MemberServiceImpl 은 MemoryMemberRepository 를 의존하지 않는다!
  • 단지 MemberRepository 인터페이스만 의존한다.
    • 즉, 추상화에만 의존한다.
• MemberServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지(주입될지)는 알 수 없다.
• MemberServiceImpl 의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체를 주입할지는 오직 외부( AppConfig )에서 결정된다.
  • 밖(AppConfig)에서 어떤 구현체를 주입할지 결정해준다. 이런거를 생성자 주입이라고 한다.
• MemberServiceImpl 은 이제부터 의존관계에 대한 고민은 외부에 맡기고 실행에만 집중하면 된다.

그림 - 클래스 다이어그램

 

• 객체의 생성과 연결은 AppConfig 가 담당한다.
• DIP 완성: MemberServiceImpl 은 MemberRepository 인 추상에만 의존하면 된다. 이제 구체 클래스를 몰라도 된다.
• 관심사의 분리: 객체를 생성하고 연결하는 역할과 실행하는 역할이 명확히 분리되었다.

그림 - 회원 객체 인스턴스 다이어그램

 

• appConfig 객체는 memoryMemberRepository 객체를 생성하고 그 참조값을 memberServiceImpl 을 생성하면서 생성자로 전달한다.
• 클라이언트인 memberServiceImpl 입장에서 보면 의존관계를 마치 외부에서 주입해주는 것 같다고 해서 DI(Dependency Injection) 우리말로 의존관계 주입 또는 의존성 주입이라 한다.

OrderServiceImpl - 생성자 주입

package hello.core.order;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberRepository;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;

public class OrderServiceImpl implements OrderService{
    private final MemberRepository memberRepository;
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
    private DiscountPolicy discountPolicy;

    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }

    @Override
    public Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice) {
        Member member = memberRepository.findById(memberId);
        int discountPrice = discountPolicy.discount(member, itemPrice);

        return new Order(memberId, itemName, itemPrice, discountPrice);
    }
}

• 설계 변경으로 OrderServiceImpl 은 FixDiscountPolicy 를 의존하지 않는다! 단지 DiscountPolicy 인터페이스만 의존한다.
• OrderServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지(주입될지)는 알 수 없다.
• OrderServiceImpl 의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체을 주입할지는 오직 외부( AppConfig )에서 결정한다.
• OrderServiceImpl 은 이제부터 실행에만 집중하면 된다.
• OrderServiceImpl 에는 MemoryMemberRepository , FixDiscountPolicy 객체의 의존관계가 주입된다.

AppConfig 실행

사용 클래스 - MemberApp

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.Order;
import hello.core.order.OrderService;
public class OrderApp {
    public static void main(String[] args) {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        MemberService memberService = appConfig.memberService();
        OrderService orderService = appConfig.orderService();
        long memberId = 1L;
        Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);
        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        System.out.println("order = " + order);
    }
}

테스트 코드 오류 수정

package hello.core.member;

import hello.core.AppConfig;
import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;

public class MemberServiceTest {

    MemberService memberService;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        memberService = appConfig.memberService();
    }
        // 이하 코드는 건들 필요 없음
    @Test
    void join() {
        // given
        Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);

        // when
        memberService.join(member);
        Member findMember = memberService.findMember(1L);

        // then
        assertThat(member).isEqualTo(findMember);
    }
}

package hello.core.order;

import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;

public class OrderServiceTest {
    MemberService memberService;
    OrderService orderService;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        memberService = appConfig.memberService();
        orderService = appConfig.orderService();
    }
        // 이하 코드는 동일
    @Test
    void createOrder() {
        // long같은 원시 자료형을 사용하면 null을 사용할 수 없다. 따라서 Long을 사용하는 것
        Long memberId = 1L;
        Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);

        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        assertThat(order.getDiscountPrice()).isEqualTo(1000);
    }
}

• 테스트 코드에서 @BeforeEach 는 각 테스트를 실행하기 전에 호출된다.

정리

• AppConfig를 통해서 관심사를 확실하게 분리했다.
• 배역, 배우를 생각해보자.
  • AppConfig는 공연 기획자다.
  • AppConfig는 구체 클래스를 선택한다. 배역에 맞는 담당 배우를 선택한다. 애플리케이션이 어떻게 동작해야 할 지 전체 구성을 책임진다.
  • 이제 각 배우들은 담당 기능을 실행하는 책임만 지면 된다. OrderServiceImpl 은 기능을 실행하는 책임만 지면 된다.

AppConfig 리팩터링

• 현재 AppConfig를 보면 중복이 있고, 역할에 따른 구현이 잘 안보인다.

기대하는 그림

리팩터링 전

package hello.core;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;
public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
        }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
                new MemoryMemberRepository(),
                new FixDiscountPolicy());
        }
}

중복을 제거하고, 역할에 따른 구현이 보이도록 리팩터링 하자.

 

Tip) Option + m : Extract Method 단축키

package hello.core;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;

public class AppConfig {
    // 역혈과 구현이 드러난다.
    public MemberService memberService() { // 역할
        return new MemberServiceImpl(memberRepository()); // 구현
    }
    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new FixDiscountPolicy();
    }
}

• new MemoryMemberRepository() 이 부분이 중복 제거되었다. 이제 MemoryMemberRepository 를 다른 구현체로 변경할 때 한 부분만 변경하면 된다.
• AppConfig 를 보면 역할과 구현 클래스가 한 눈에 들어온다. 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다.

새로운 구조와 할인 정책 적용

• 처음으로 돌아가서 정액 할인 정책을 정률% 할인 정책으로 변경해보자.
  • FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy
• 어떤 부분만 변경하면 되겠는가?

AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는 영역으로 분리되었다.

 

그림 - 사용, 구성의 분리

 

그림 - 할인 정책의 변경

 

• FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 로 변경해도 구성 영역만 영향을 받고, 사용 영역은 전혀 영향을 받지 않는다.

할인 정책 변경 구성 코드

package hello.core;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;

public class AppConfig {
    // 역혈과 구현이 드러난다.
    public MemberService memberService() { // 역할
        return new MemberServiceImpl(memberRepository()); // 구현
    }
    public MemoryMemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

• AppConfig 에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 객체로 변경했다.
• 이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경하면 된다. 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.
• 구성 영역은 당연히 변경된다. 구성 역할을 담당하는 AppConfig를 애플리케이션이라는 공연의 기획자로 생각하자. 공연 기획자는 공연 참여자인 구현 객체들을 모두 알아야 한다.

전체 흐름 정리

지금까지의 흐름을 정리해보자.

• 새로운 할인 정책 개발
• 새로운 할인 정책 적용과 문제점 관심사의 분리
• AppConfig 리팩터링
• 새로운 구조와 할인 정책 적용

새로운 할인 정책 개발
다형성 덕분에 새로운 정률 할인 정책 코드를 추가로 개발하는 것 자체는 아무 문제가 없음

새로운 할인 정책 적용과 문제점
새로 개발한 정률 할인 정책을 적용하려고 하니 클라이언트 코드인 주문 서비스 구현체도 함께 변경해야함
주문 서비스 클라이언트가 인터페이스인 DiscountPolicy 뿐만 아니라, 구체 클래스인 FixDiscountPolicy 도 함께 의존 -> DIP 위반

관심사의 분리

• 애플리케이션을 하나의 공연으로 생각
• 기존에는 클라이언트가 의존하는 서버 구현 객체를 직접 생성하고, 실행함
• 비유를 하면 기존에는 남자 주인공 배우가 공연도 하고, 동시에 여자 주인공도 직접 초빙하는 다양한 책임을 가지 고 있음
• 공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나올 시점
• 공연 기획자인 AppConfig가 등장
• AppConfig는 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임 이제부터 클라이언트 객체는 자신의 역할을 실행하는 것만 집중, 권한이 줄어듬(책임이 명확해짐)

AppConfig 리팩터링

• 구성 정보에서 역할과 구현을 명확하게 분리
• 역할이 잘 드러남
• 중복 제거

새로운 구조와 할인 정책 적용

• 정액 할인 정책 -> 정률% 할인 정책으로 변경
• AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는 영역으로 분리
• 할인 정책을 변경해도 AppConfig가 있는 구성 영역만 변경하면 됨, 사용 영역은 변경할 필요가 없음. 물론 클라이언트 코드인 주문 서비스 코드도 변경하지 않음

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

여기서 3가지 SRP, DIP, OCP 적용

SRP 단일 책임 원칙

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

• 클라이언트 객체는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 가지고 있었다.
• SRP 단일 책임 원칙을 따르면서 관심사를 분리함
• 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 AppConfig가 담당
• 클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당

DIP 의존관계 역전 원칙

프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.

• 새로운 할인 정책을 개발하고, 적용하려고 하니 클라이언트 코드도 함께 변경해야 했다. 왜냐하면 기존 클라이언트 코드( OrderServiceImpl )는 DIP를 지키며 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에 의존하는 것 같았지만, FixDiscountPolicy 구체화 구현 클래스에도 함께 의존했다.
• 클라이언트 코드가 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경했다.
• 하지만 클라이언트 코드는 인터페이스만으로는 아무것도 실행할 수 없다.
• AppConfig가 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트 코드에 의존관계를 주입했다. 이렇게해서 DIP 원칙을 따르면서 문제도 해결했다.

OCP

소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다

• 다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
• 애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
• AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 로 변경해서 클라이언트 코드에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
• 소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫혀 있다!

참조) 스프링 핵심 원리 - 기본편 강의 (인프런 김영한)