4장 : 설계 품질과 트레이드 오프
3장 복습
객체지향 설계의 핵심
협력 : 애플리케이션의 기능을 구현하기위해 메시지를 주고받는 객체들 사이의 상호작용
✨ 책임 : 객체가 다른 객체와 협력하기 위해 수행하는 행동
역할 : 대체 가능한 책임의 집합
1. 데이터 중심의 영화 예매 시스템
시스템을 객체로 분할하는 두 가지 방법
상태(데이터)를 분할의 중심축으로 삼음
책임을 분할의 중심축으로 삼음
훌륭한 객체 지향 설계는 책임에 초점을 맞춰야 한다.
객체의 상태는 구현에 속하는데, 구현은 불안정하기 떄문이다. 그에 비해 객체의 책임은 인터페이스에 속한다.
→ 데이터 중심으로 설계
✔️ 데이터를 준비하자
객체가 포함해야하는 데이터는 무엇인가 ?
객체의 책임을 결정하기 전에 이런 질문의 반복에 휩쓸려 있다면 데이터 중심의 설계에 매몰돼 있을 확률이 높다.
// Movie.java
import org.eternity.money.Money;
import java.time.Duration;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
public class Movie {
private String title;
private Duration runningTime;
private Money fee;
private List<DiscountCondition> discountConditions;
private MovieType movieType;
private Money discountAmount;
private double discountPercent;
public Movie(String title, Duration runningTime, Money fee, double discountPercent, DiscountCondition... discountConditions) {
this(MovieType.PERCENT_DISCOUNT, title, runningTime, fee, Money.ZERO, discountPercent, discountConditions);
}
public Movie(String title, Duration runningTime, Money fee, Money discountAmount, DiscountCondition... discountConditions) {
this(MovieType.AMOUNT_DISCOUNT, title, runningTime, fee, discountAmount, 0, discountConditions);
}
public Movie(String title, Duration runningTime, Money fee) {
this(MovieType.NONE_DISCOUNT, title, runningTime, fee, Money.ZERO, 0);
}
private Movie(MovieType movieType, String title, Duration runningTime, Money fee, Money discountAmount, double discountPercent,
DiscountCondition... discountConditions) {
this.movieType = movieType;
this.title = title;
this.runningTime = runningTime;
this.fee = fee;
this.discountAmount = discountAmount;
this.discountPercent = discountPercent;
this.discountConditions = Arrays.asList(discountConditions);
}
public MovieType getMovieType() {
return movieType;
}
public void setMovieType(MovieType movieType) {
this.movieType = movieType;
}
public Money getFee() {
return fee;
}
public void setFee(Money fee) {
this.fee = fee;
}
public List<DiscountCondition> getDiscountConditions() {
return Collections.unmodifiableList(discountConditions);
}
public void setDiscountConditions(List<DiscountCondition> discountConditions) {
this.discountConditions = discountConditions;
}
public Money getDiscountAmount() {
return discountAmount;
}
public void setDiscountAmount(Money discountAmount) {
this.discountAmount = discountAmount;
}
public double getDiscountPercent() {
return discountPercent;
}
public void setDiscountPercent(double discountPercent) {
this.discountPercent = discountPercent;
}
}// MovieType.java
// 영화에 사용된 할인 정책의 종류를 알 수 있는 열거형 타입의 인스턴스
public enum MovieType {
AMOUNT_DISCOUNT, // 금액 할인 정책
PERCENT_DISCOUNT, // 비율 할인 정책
NONE_DISCOUNT // 미적용
}// DiscountConditionType
// 할인 조건의 종류를 저장할 데이터
public enum DiscountConditionType {
SEQUENCE, // 순번조건
PERIOD // 기간 조건
}// DiscountCondition
import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalTime;
public class DiscountCondition {
private DiscountConditionType type;
private int sequence; // 상영 순번
private DayOfWeek dayOfWeek; // 요일
private LocalTime startTime; // 시작 시간
private LocalTime endTime; // 종료 시간
public DiscountConditionType getType() {
return type;
}
public void setType(DiscountConditionType type) {
this.type = type;
}
public DayOfWeek getDayOfWeek() {
return dayOfWeek;
}
public void setDayOfWeek(DayOfWeek dayOfWeek) {
this.dayOfWeek = dayOfWeek;
}
public LocalTime getStartTime() {
return startTime;
}
public void setStartTime(LocalTime startTime) {
this.startTime = startTime;
}
public LocalTime getEndTime() {
return endTime;
}
public void setEndTime(LocalTime endTime) {
this.endTime = endTime;
}
public int getSequence() {
return sequence;
}
public void setSequence(int sequence) {
this.sequence = sequence;
}
}// Screening.java
import java.time.LocalDateTime;
public class Screening {
private Movie movie;
private int sequence;
private LocalDateTime whenScreened;
public Movie getMovie() {
return movie;
}
public void setMovie(Movie movie) {
this.movie = movie;
}
public LocalDateTime getWhenScreened() {
return whenScreened;
}
public void setWhenScreened(LocalDateTime whenScreened) {
this.whenScreened = whenScreened;
}
public int getSequence() {
return sequence;
}
public void setSequence(int sequence) {
this.sequence = sequence;
}
}// Reservation.java
import org.eternity.money.Money;
public class Reservation {
private Customer customer;
private Screening screening;
private Money fee;
private int audienceCount;
public Reservation(Customer customer, Screening screening, Money fee,
int audienceCount) {
this.customer = customer;
this.screening = screening;
this.fee = fee;
this.audienceCount = audienceCount;
}
public Customer getCustomer() {
return customer;
}
public void setCustomer(Customer customer) {
this.customer = customer;
}
public Screening getScreening() {
return screening;
}
public void setScreening(Screening screening) {
this.screening = screening;
}
public Money getFee() {
return fee;
}
public void setFee(Money fee) {
this.fee = fee;
}
public int getAudienceCount() {
return audienceCount;
}
public void setAudienceCount(int audienceCount) {
this.audienceCount = audienceCount;
}
}// Customer.java
public class Customer {
private String name;
private String id;
public Customer(String name, String id) {
this.id = id;
this.name = name;
}
}✔️ 영화를 예매하자
// ReservationAgency.java
// 데이터 클래스들을 조합해서 영화 예매 절차를 구현하는 클래스
import org.eternity.money.Money;
public class ReservationAgency {
public Reservation reserve(Screening screening, Customer customer,
int audienceCount) {
Movie movie = screening.getMovie();
boolean discountable = false;
**// 1. DiscountCondition에 대해 루프를 돌면서 할인 가능 여부를 확인**
for(DiscountCondition condition : movie.getDiscountConditions()) {
if (condition.getType() == DiscountConditionType.PERIOD) {
discountable = screening.getWhenScreened().getDayOfWeek().equals(condition.getDayOfWeek()) &&
condition.getStartTime().compareTo(screening.getWhenScreened().toLocalTime()) <= 0 &&
condition.getEndTime().compareTo(screening.getWhenScreened().toLocalTime()) >= 0;
} else {
discountable = condition.getSequence() == screening.getSequence();
}
if (discountable) {
break;
}
}
Money fee;
**// 2. discountable 변수 값 체크, 적절한 할인 정책에 따라 예매 요금 계산**
if (discountable) {
Money discountAmount = Money.ZERO;
switch(movie.getMovieType()) {
case AMOUNT_DISCOUNT:
discountAmount = movie.getDiscountAmount();
break;
case PERCENT_DISCOUNT:
discountAmount = movie.getFee().times(movie.getDiscountPercent());
break;
case NONE_DISCOUNT:
discountAmount = Money.ZERO;
break;
}
fee = movie.getFee().minus(discountAmount).times(audienceCount);
} else {
fee = movie.getFee().times(audienceCount);
}
return new Reservation(customer, screening, fee, audienceCount);
}
}02. 설계 트레이드오프
✔️ 캡슐화
⇒ 캡슐화란 변경 가능성이 높은 부분을 객체 내부로 숨기는 추상화 기법
변경될 가능성이 높은 부분을 구현이라고 부르고 상대적으로 안정적인 부분을 인터페이스라고 부른다.
객체지향 설계의 가장 중요한 원리는 불안정한 구현 세부사항을 안정적인 인터페이스 뒤로 캡슐화하는 것이다.
✔️ 응집도와 결합도
응집도는 모듈에 포함된 내부 요소들이 연관돼 있는 정도를 나타낸다.
결합도는 의존성의 정도를 나타내며 다른 모듈에 대해 얼마나 많은 지식을 갖고 있는지를 나타내는 척도다.
⇒ 좋은 설계란 높은 응집도와 낮은 결합도를 가진 모듈로 구성된 설계를 의미
“인터페이스에 대해 프로그래밍하라[GOF94]”
⇒ 캡슐화를 지키면 모듈 안의 응집도는 높아지고 모듈 사이의 결합도는 낮아진다.
03. 데이터 중심의 영화 예매 시스템의 문제점
✔️ 캡슐화 위반
getFee, setFee 메서드는 Movie 내부에 Money 타입의 fee라는 이름의 인스턴스 변수가 존재한다는 사실을 퍼블릭 인터페이스에 노골적으로 드러낸다.
// Movie.java
public class Movie {
private Money fee;
public Money getFee() {
return fee;
}
public void setFee(Money fee) {
this.fee = fee;
}
}✔️ 높은 결합도
객체 내부의 구현이 객체의 인터페이스에 드러난다.
객체의 내부 구현을 변경했음에도 이 인터페이스에 의존하는 모든 클라이언트들도 함께 변경해야 한다.
public class ReservationAgency {
public Reservation reserve(Screening screening, Customer customer,
int audienceCount) {
...
Money fee;
if (discountable) {
...
fee = movie.getFee().minus(discountAmount).times(audienceCount);
} else {
fee = movie.getFee().times(audienceCount);
}
...
}
}✔️ 낮은 응집도
모듈이 서로 다른 이유로 변경됨
현재의 설계는 새로운 할인 정책을 추가하거나 새로운 할인 조건을 추가하기 위해 하나 이상의 클래스를 동시에 수정해야 한다. 어떤 요구사항 변경을 수용하기 위해 하나 이상의 클래스를 수정해야 하는 것은 설계의 응집도가 낮다는 증거다.
단일 책임 원책 (Single Responsiblity Principle, SRP) 위반
클래스는 단 한가지의 변경 이유만 가져야 한다.
04. 자율적인 객체를 향해
✔️ 캡슐화를 지켜라
객체는 자신이 어떤 데이터를 가지고 있는지 외부에 공개해서는 안된다. 속성의 가시성을 private으로 설정했다고 해도 접근자와 수정자를 통해 속성을 외부로 제공하고 있다면 캡슐화를 위반하는 것이다.
// Rectangle.java
class Rectangle {
**private** int left;
private int top;
private int right;
private int bottom;
public Rectangle(int left, int top, int right, int bottom) {
this.left = left;
this.top = top;
this.right = right;
this.bottom = bottom;
}
**public** int getLeft() { return left; }
public void setLeft(int left) { this.ledt = left; }
public int getTop() { return top; }
public void setTop(int top) { this.top = top; }
public int getRight() { return right; }
public void setRight(int right) { this.right = right; }
public int getBottom() { return bottom; }
public void setBottom(int bottom) { this.bottom = bottom; }
}// 너비 높이 증가
class AnyClass {
void anyMethod(Rectangle rectangle, int multiple) {
rectangle.setRight(rectangle.getRight()*multiple);
rectangle.setBottom(rectangle.getBottom()*multiple);
...
}
}class Rectangle {
public void enlarge(int multiple) {
right += multiple;
bottom *= multiple;
}
}✔️ 스스로 자신의 데이터를 책임지는 객체
상태와 행동을 객체라는 하나의 단위로 묶은 이유는 객체 스스로 자신의 상태를 처리할 수 있게 하기 위해서다.
→ 개선된 코드
// DsicountCondition.java
import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalTime;
public class DiscountCondition {
private DiscountConditionType type;
private int sequence;
private DayOfWeek dayOfWeek;
private LocalTime startTime;
private LocalTime endTime;
public DiscountCondition(int sequence){
this.type = DiscountConditionType.SEQUENCE;
this.sequence = sequence;
}
public DiscountCondition(DayOfWeek dayOfWeek, LocalTime startTime, LocalTime endTime){
this.type = DiscountConditionType.PERIOD;
this.dayOfWeek= dayOfWeek;
this.startTime = startTime;
this.endTime = endTime;
}
public DiscountConditionType getType() {
return type;
}
public boolean isDiscountable(DayOfWeek dayOfWeek, LocalTime time) {
if (type != DiscountConditionType.PERIOD) {
throw new IllegalArgumentException();
}
return this.dayOfWeek.equals(dayOfWeek) &&
this.startTime.compareTo(time) <= 0 &&
this.endTime.compareTo(time) >= 0;
}
public boolean isDiscountable(int sequence) {
if (type != DiscountConditionType.SEQUENCE) {
throw new IllegalArgumentException();
}
return this.sequence == sequence;
}
}// Movie.java
import org.eternity.money.Money;
import java.time.DayOfWeek;
import java.time.Duration;
import java.time.LocalDateTime;
import java.time.LocalTime;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
public class Movie {
private String title;
private Duration runningTime;
private Money fee;
private List<DiscountCondition> discountConditions;
private MovieType movieType;
private Money discountAmount;
private double discountPercent;
public Movie(String title, Duration runningTime, Money fee, double discountPercent, DiscountCondition... discountConditions) {
this(MovieType.PERCENT_DISCOUNT, title, runningTime, fee, Money.ZERO, discountPercent, discountConditions);
}
public Movie(String title, Duration runningTime, Money fee, Money discountAmount, DiscountCondition... discountConditions) {
this(MovieType.AMOUNT_DISCOUNT, title, runningTime, fee, discountAmount, 0, discountConditions);
}
public Movie(String title, Duration runningTime, Money fee) {
this(MovieType.NONE_DISCOUNT, title, runningTime, fee, Money.ZERO, 0);
}
private Movie(MovieType movieType, String title, Duration runningTime, Money fee, Money discountAmount, double discountPercent,
DiscountCondition... discountConditions) {
this.movieType = movieType;
this.title = title;
this.runningTime = runningTime;
this.fee = fee;
this.discountAmount = discountAmount;
this.discountPercent = discountPercent;
this.discountConditions = Arrays.asList(discountConditions);
}
public MovieType getMovieType() {
return movieType;
}
public Money calculateAmountDiscountedFee() {
if (movieType != MovieType.AMOUNT_DISCOUNT) {
throw new IllegalArgumentException();
}
return fee.minus(discountAmount);
}
public Money calculatePercentDiscountedFee() {
if (movieType != MovieType.PERCENT_DISCOUNT) {
throw new IllegalArgumentException();
}
return fee.minus(fee.times(discountPercent));
}
public Money calculateNoneDiscountedFee() {
if (movieType != MovieType.NONE_DISCOUNT) {
throw new IllegalArgumentException();
}
return fee;
}
public boolean isDiscountable(LocalDateTime whenScreened, int sequence) {
for(DiscountCondition condition : discountConditions) {
if (condition.getType() == DiscountConditionType.PERIOD) {
if (condition.isDiscountable(whenScreened.getDayOfWeek(), whenScreened.toLocalTime())) {
return true;
}
} else {
if (condition.isDiscountable(sequence)) {
return true;
}
}
}
return false;
}
}// Screening
import org.eternity.money.Money;
import java.time.LocalDateTime;
public class Screening {
private Movie movie;
private int sequence;
private LocalDateTime whenScreened;
public Screening(Movie movie, int sequence, LocalDateTime whenScreened) {
this.movie = movie;
this.sequence = sequence;
this.whenScreened = whenScreened;
}
public Money calculateFee(int audienceCount) {
switch (movie.getMovieType()) {
case AMOUNT_DISCOUNT:
if (movie.isDiscountable(whenScreened, sequence)) {
return movie.calculateAmountDiscountedFee().times(audienceCount);
}
break;
case PERCENT_DISCOUNT:
if (movie.isDiscountable(whenScreened, sequence)) {
return movie.calculatePercentDiscountedFee().times(audienceCount);
}
case NONE_DISCOUNT:
movie.calculateNoneDiscountedFee().times(audienceCount);
}
return movie.calculateNoneDiscountedFee().times(audienceCount);
}
}// ResercationAgnecy.java
import org.eternity.money.Money;
public class ReservationAgency {
public Reservation reserve(Screening screening, Customer customer, int audienceCount) {
Money fee = screening.calculateFee(audienceCount);
return new Reservation(customer, screening, fee, audienceCount);
}
}결합도 측면에서 ReservationAgency에 의존성이 몰려있던 설계를 개선하고, 내부 구현을 더 면밀하게 캡슐화 하였다.
05. 하지만 여전히 부족하다
✔️ 캡슐화 위반
// DiscountCondition.java
import java.time.DayOfWeek;
import java.time.LocalTime;
public class DiscountCondition {
private DiscountConditionType type;
private DayOfWeek dayOfWeek;
private LocalTime startTime;
private LocalTime endTime;
public DiscountConditionType getType() {
return type;
}
// 메서드 시그니처를 통해 객체의 내부 상태를 그대로 드러냄
// 여전히 객체 내부에 DayOfWeek 타입의 요일과 LocalTime 타입의 시간 정보가
// 인스턴스 변수로 포함돼 있다는 사실을 인터페이스를 통해 외부로 노출
public boolean isDiscountable(DayOfWeek dayOfWeek, LocalTime time) {
...
}
public boolean isDiscountable(int sequence) {
...
}
}Moview 또한 노출중 ..
캡슐화
변할 수 있는 어떤 것이라도 감추는 것
✔️ 높은 결합도
Discountable의 인터페이스가 아니라 ‘구현’을 변경하는 경우에도 Discount에 의존하는 Movie를 변경해야 한다는 것은 두 객체 사이의 결합도가 높다는 것을 의미한다.
✔️ 낮은 응집도
DiscountCondition→ Movie → Screening 변경
하나의 변경을 수용하기 위해 코드의 여러 곳을 동시에 변경해야 한다는 것은 설계의 응집도가 낮다는 증거다.
⇒ 모든 문제의 원인은 캡슐화 원칙을 지키지 않았기 때문이다. 유연한 설계를 창조하기 위해서는 캡슐화를 설계의 첫 번째 목표로 삼아야 한다.
06. 데이터 중심 설계의 문제점
캡슐화 위반
캡슐화를 위반한 설계를 구성하는 요소들이 높은 응집도와 낮은 결합도를 가질 확률은 극히 낮다.
데이터 중심 설계는 객체의 행동보다는 상태에 초점을 맞춘다
데이터 중심 설계는 객체를 고립시킨 채 오퍼레이션을 정의하도록 만든다.
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