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12장 창발성

written by
positiveko
positiveko 🏆Front End Engineer

창발적 설계로 깔끔한 코드를 구현하자#

우수한 설계를 짤 수 있고, 코드 구조와 설계를 파악하기 쉽게 코드를 작성하려면 어떻게 해야할까? SRP(단일 책임 원칙 - Single Responsibility Principle)나 DIP(의존 관계 역전 원칙 - Dependency Inversion Principle)와 같은 원칙을 쉽게 적용할 수 있도록 하는 규칙이 있을까? 켄트 벡이 제안한 단순한 설계 규칙 4가지를 따르면 우수한 설계의 창발성을 촉진할 수 있다.

  • 모든 테스트를 실행한다
  • 중복을 없앤다
  • 프로그래머 의도를 표현한다.
  • 클래스와 메서드 수를 최소로 줄인다.

위 목록은 중요도 순이다.

단순한 설계 규칙 1: 모든 테스트를 실행하라#

무엇보다 먼저, 설계는 의도한 대로 돌아가는 시스템을 내놓아야 한다. 시스템이 의도한 대로 돌아가는지 검증하려면 시스템이 테스트가 가능해야 한다.

다행스럽게도, 테스트가 가능한 시스템을 만들려고 애쓰면 설계 품질이 더불어 높아진다. SRP를 준수하는 클래스는 테스트가 훨씬 더 쉽다. 테스트 케이스가 많을수록 개발자는 테스트가 쉽게 코드를 작성한다. 따라서 철저한 테스트가 가능한 시스템을 만들면 더 나은 설계가 가능해진다.

결합도가 높으면 테스트 케이스를 작성하기 어렵다. 따라서 테스트 케이스를 많이 작성할수록 개발자는 DIP와 같은 원칙을 적용하고 의존성 주입(Dependency Injection), 인터페이스, 추상화 등과 같은 도구를 사용해 결합도를 낮춘다. 따라서 설계 품질은 더욱 높아진다.

결과적으로 테스트 케이스를 만들고 계속 돌려라라는 간단한 규칙을 따르면 시스템은 낮은 결합도와 높은 응집력이라는, 객체 지향 방법론이 지향하는 목표를 저절로 달성한다. 즉, 테스트 케이스를 작성하면 설계 품질이 높아진다.

단순한 설계 규칙 2~4: 리팩터링#

테스트 케이스를 작성한 후에는 코드와 클래스를 점진적으로 리팩터링한다. 테이스트 케이스가 있으니 코드를 리팩터링하면서 시스템이 깨질까 걱정할 필요가 없다.

리팩터링 단계에서는 스프트웨어 설계 품질을 높일 수 있도록 다양한 기법을 적용한다. 응집도를 높이고, 결합도를 낮추고, 관심사를 분리하고, 시스템 관심사를 모듈로 나누고, 함수와 클래스 크기를 줄이고, 더 나은 이름을 선택하는 등 다양한 기법을 적용한다. 그리고 1) 중복을 제거하고, 2) 프로그래머 의도를 표현하고, 3) 클래스와 메서드 수를 최소로 줄인다.

1) 중복을 없애라#

우수한 설계에서 중복은 커다란 적이다. 중복은 추가 작업, 추가 위험, 불필요한 복잡도를 뜻하기 때문이다.

어떻게 중복을 줄일 수 있을까? 똑같은 코드는 당연히 중복이다. 비슷한 코드는 더 비슷하게 고쳐주면 리팩터링이 쉬워진다. 구현 중복도 중복의 한 형태다.

다음 예제를 살펴보자.

function scaleToOneDimension(desiredDimension: number, imageDimension: number) {  if (Math.abs(desiredDimension - imageDimension) < errorThreshold) return;  let scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;  scalingFactor = Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f;    const newImage = ImageUtilities.getScaledImage(image, scalingFactor, scalingFactor);  image.dispose();  FileSystem.gc();  image = newImage;}
function rotate(degrees: number) {  newImage = ImageUtilities.getRotatedImage(image, degrees);  image.dispose();  FileSystem.gc();  image = newImage;}

scaleToOneDimension 함수와 rotate 함수를 보면 일부 코드가 동일하게 들어가 있다. 다음과 같이 코드를 정리해 중복을 제거한다.

function scaleToOneDimension(desiredDimension: number, imageDimension: number) {  if (Math.abs(desiredDimension - imageDimension) < errorThreshold) return;  let scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;  scalingFactor = Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f;  replaceImage(ImageUtilities.getScaledImage(image, scalingFactor, scalingFactor));}
function rotate(degrees: number) {  replaceImage(ImageUtilities.getRotatedImage(ImageUtilities.getRotatedImage(image, degrees)));}
function replaceImage(newImage: RenderedOp) {  image.dispose();  FileSystem.gc();  image = newImage;}

다음의 TEMPLATE METHOD 패턴을 살펴보자. 고차원 중복을 제거할 목적으로 자주 사용하는 기법이다.

class VacationPolicy {  accrueUSDivisionVacation() {    // 지금까지 근무한 시간을 바탕으로 휴가 일수를 계산하는 코드    // 휴가 일수가 미국 최소 법정 일수를 만족하는지 확인하는 코드    // 휴가 일수를 급여 대장에 적용하는 코드  }
  accrueEUDivisionVacation() {    // 지금까지 근무한 시간을 바탕으로 휴가 일수를 계산하는 코드    // 휴가 일수가 유럽연합 최소 법정 일수를 만족하는지 확인하는 코드    // 휴가 일수를 급여 대장에 적용하는 코드  }}

최소 법정 일수를 계산하는 코드만 제외하면 두 메서드는 동일하다. 여기에 TEMPLATE METHOD 패턴을 적용해 중복을 제거한다.

// 추상 클래스(AbstractClass)에는 실제로 실행을 위해 호출될 public 메소드인 templateMethod를 정의한다.class VacationPolicy {  accrueVacation() {    calculatedBaseVacationHours();    alterForLegalMinimums();    applyToPayroll();  }
  calculatedBaseVacationHours() { ... };  alterForLegalMinimums();  applyToPayroll() { ... };}
// ConcreteClass는 AbstractClass를 상속받아 구체적인 구현을 정의한다.class USVacationPolicy extends VacationPolicy {  alterForLegalMinimums() {    // 미국 최소 법정 일수를 사용한다.  }}
class EUVacationPolicy extends VacationPolicy {  alterForLegalMinimums() {    // 유럽연합 최소 법정 일수를 사용한다.  }}

하위 클래스는 중복되지 않는 정보만 제공해 accrueVacation 알고리즘에서 빠진 '구멍'을 메운다.

2) 표현하라#

코드는 개발자의 의도를 분명히 표현해야 한다. 개발자가 코드를 명백하게 짤수록 다른 사람이 그 코드를 이해하기 쉬워진다. 그래야 결함이 줄어들고 유지보수 비용이 적게 든다.

첫째, 좋은 이름을 선택한다.#

이름과 기능이 완전히 딴판인 클래스나 함수로 유지보수 담당자를 혼란스럽게 하지 말자.

둘째, 함수와 클래스 크기를 가능한 줄인다.#

작은 클래스와 작은 함수는 이름 짓기도 쉽고, 구현하기도 쉽고, 이해하기도 쉽다.

셋째, 표준 명칭을 사용한다.#

클래스가 COMMAND나 VISITOR와 같은 표준 패턴을 사용해 구현한다면 클래스 이름에 패턴 이름을 넣어준다. 그러면 다른 개발자가 클래스 설계 의도를 이해하기 쉬워진다.

넷째, 단위 테스트 케이스를 꼼꼼히 작성한다.#

테스트 케이스는 소위 '예제로 보여주는 문서'다. 따라서 잘 만든 테스트 케이스를 읽어보면 클래스 기능이 한눈에 들어온다.

하지만 표현력을 높이는 가장 주요한 방법은 노력이다. 다음에 유지보수할 사람을 배려해 조금이라도 읽기 쉽게 만드려는 노력을 하자.

3) 클래스와 메서드 수를 최소로 줄여라#

중복을 제거하고, 의도를 표현하고, SRP를 준수한다는 기본적인 개념도 극단으로 치달으면 득보다 실이 많아진다. 따라서 이 규칙은 함수와 클래스 수를 가능한 줄이라고 제안한다.

목표는 함수와 클래스 크기를 작게 유지하면서 동시에 시스템 크기도 작게 유지하는 데 있다. 하지만 이 규칙은 간단한 설계 규칙 4개 중 가장 우선순위가 낮다. 따라서 클래스와 함수 수를 줄이는 작업도 중요하지만, 테스트 케이스를 만들고 중복을 제거하고 의도를 표현하는 작업이 더 중요하다는 것을 잊지 말자.

결론#

켄트 벡의 단순한 설계 규칙을 따르자.