원칙(Principle)은 중요합니다. “난 원칙대로 살지 않겠어!” 라고 외치고 싶더라도, 원칙이 있고 원칙을 충분히 이해하고 있지 않다면 그저 사춘기 소년/소녀의 이유 없는 반항 정도로 밖에 들리지 않을테니까요. 사실 대부분의 이런 경우 원칙 보다는 “규칙(Rule)대로 살지 않겠다"에 가깝지만, 여기에서는 그냥 넘어가도록 하죠. 소프트웨어 개발에도 다양한 원칙들이 존재합니다. 학부 수업에서 잠깐 들었거나 이런 저런 글들을 읽다가 접해 봤을 이런 원칙들은 실제 서비스를 만들면서 바쁘게 기능을 추가하고 버그를 수정 하느라 어느새 기억 속에서 잊혀지곤 하죠. 정신없이 기능을 구현하다가 문득 코드를 돌아봤을 때 ‘이게 왜 여기에 있지’ 라는 의문이 든다면 한 번쯤 원칙을 되새겨 보라는 신호가 아닐까요? 이 글에서는 Clean Architecture 와 Clean Code 등의 저자로 유명한 Uncle Bob(Robert C. Martin)이 얘기하는 S.O.L.I.D Principles 에 대해 얘기해 보려고 합니다. SOLID 원칙은 밥 아저씨가 2000년도 자신의 논문 Design Principle and Design Patterns 에서 OOD(Object-Oriented Design)를 위해서 제안한 5가지 원칙의 앞 글자만 떼서 붙여졌습니다. Object-Oriented Design 을 대상으로 제안된 원칙이지만 Agile 개발 등의 개발 방법론 핵심 철학에도 적용될 수 있는 개념들 입니다.

S.O.L.I.D Principles

Single Responsibility Principle Class 는 오직 한 가지의 책임이 주어져야 하고, 오직 한 가지 이유에서만 변경되어야 합니다. 보고서를 편집하고 출력하는 모듈에 대해서 생각해 볼까요. 해당 모듈은 두 가지의 이유로 변경될 가능성이 있습니다. 보고서의 내용이 바뀌었을 때도 변경되어야 하고, 보고서의 형식이 바뀌었을 때도 변경되어야 합니다. 편집 과정 때문에 모듈을 변경하다 보면 해당 변경 사항이 출력 부분에도 영향을 미칠 가능성이 상당히 높습니다. 이 경우 내용을 편집하는 모듈(i.e 내용을 담당하는 모듈)과 출력하는 모듈(i.e 형식을 담당하는 모듈) 두 가지로 나뉘어야 합니다. “할 수 있다고 해서 해야 한다는 뜻은 아닙니다.” Open / Closed Principle Class, Module, Function 등의 소프트웨어 구성 요소는 확장(extension)에 대해 열려 있어야 하며, 변경(modification)에 대해 닫혀 있어야 합니다. 어떤 모듈이 Data Structure 에 필드를 추가하거나 함수를 추가하는 등 확장이 가능하다면 그 모듈은 확장에 대해 열려 있다고 표현합니다. 반면에 어떤 모듈이 수정 없이 다른 모듈에 의해 사용될 수 있다면 그 모듈은 닫혀 있다고 표현합니다.

public class CreditCard {
    private int cardType;
 
    public int getCardType() { return cardType; }
 
    public void setCardType(int cardType) { this.cardType = cardType; }
    
    public double getDiscount(double monthlyCost){
         if (cardType == 1) {
             return monthlyCost * 0.02;
         } else {
             return monthlyCost * 0.01;
         }
    }
}

위 CreditCard class 에 새로운 카드 타입을 추가하려고 하면 getDiscount 함수를 변경할 수 밖에 없습니다. 이 경우 Open/Closed Principle 을 위반된다고 볼 수 있습니다. “코트를 입기 위해서 개복 수술을 할 필요는 없으니까요.” Liskov Substitution Principle 프로그램 상의 Object 들은 프로그램의 정확성을 해치지 않으면서 하위 타입의 Instance 로 변경 가능해야 합니다. 하위 타입 함수 인자의 반공변성(Contravariance), 하위 타입 함수 반환 타입의 공변성(Covariance), 상위 타입의 예외를 상속하지 않는 추가적인 예외 발생 금지 등의 요구 사항이 있습니다. OOP 에서 상속 개념을 배울 때 이해를 돕기 위해 주어진 몇 가지 예시들이 있었을텐데, 우습게도 우리가 생각하기에 타당한 상속에 관한 예시들 중 의외로 원칙을 위배하는 경우가 많습니다. Liskov Substitution Principle 을 위반하는 대표적인 예시는 정사각형과 직사각형입니다. 정사각형은 직사각형의 일종이니 Square가 Rectangle을 상속받는 것이 충분이 타당한 것으로 보입니다. 정말 그럴까요? Rectangle 의 넓이를 구하는 함수의 테스트를 구성해 봅시다.

Rectangle rect = new Rectangle();
rect.setWidth(10);
rect.setHeight(20);
assertEquals(200, rect.getArea());

여기에 new Rectangle() 대신에 new Square()가 rect 에 할당되면 어떻게 될까요? 넓이는 400 을 반환하기 때문에 테스트는 실패하겠죠. 정사각형이 직사각형을 상속 받으면 Liskov Subsitution Principle 을 위반한다고 볼 수 있습니다. 상속은 문제를 해결하는데 있어서 상당히 유혹적인 방법입니다. 하지만 상당히 많은 경우에 상속을 오용할 가능성이 높습니다. “오리처럼 생기고 오리처럼 꽥꽥 거리더라도, 배터리가 필요하다면 오리가 아닙니다.” Interface Segregation Principle 많은 것을 아우르고 일반적으로 사용 가능한 하나의 interface 보다 특정 클라이언트를 위한 여러 개의 interface 가 낫습니다. Xerox는 Stapling(프린터기가!?), Fax 등의 다양한 기능이 포함된 신규 프린터 소프트웨어를 개발 도중, 더이상 개발이 불가능할 정도로 프로그램이 번잡 해졌다는 것을 인정하고 밥 아저씨에게 도움을 요청합니다. 문제는 Job Class 하나가 모든 기능을 다 구현하고 있다는데 있었습니다. 이 비대한 Class 는 Client 입장에서 사용되지도 않을 모든 함수를 알 수 있게 구성 되어 있었죠. 이 문제에 대해 밥 아저씨는 Interface Segregation Principle 을 적용하여 각 Client 입장에서 사용해야 하는 함수 만을 가지고 있는 각 interface 들을 따로 만들었습니다. 그리고는 다음에 나올 Principle 인 Dependency Inversion Principle 을 통해서 해당 기능을 구현하게 함으로써 문제를 해결했습니다. Dependency Inversion Principle “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안됩니다.” 상위 계층의 모듈은 하위 계층의 구현이 아니라 추상화에 의존해야 합니다. 상위 계층이 하위 계층의 구현에 의존하던 전통적인 의존 관계를 역전 시킴으로써 상위 계층이 하위 계층의 구현으로부터 독립되게 할 수 있습니다. 예를 들어 Dependency Injection 은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나 입니다.

Conclusion

세상에 나쁜 프로그램은 있습니다. 당장 눈에 보이는 기능이 똑같다고 같은 프로그램인 것은 아닙니다. 생각보다 많은 코드들이 ‘그 곳에 넣을 수 있기 때문에’, ‘그 곳에 넣어도 돌아가기 때문에’ 깊은 고민 없이 그 곳에 정착합니다. 당장 좀 더 빠르게 기능을 추가해서 주변 사람들의 박수를 받을 수도 있습니다. 허나 이것들이 쌓이면 더이상 손댈 수 없는 코드가 되고, 문제를 느끼고는 Refactoring을 하자고 다짐하고, 모두 엎은 다음 또 다시 같은 코드를 만들게 되겠죠. 쉬운 코드가 가장 만들기 어려운 코드이고, 그런 좋은 코드는 좋은 원칙으로 부터 나옵니다. 변화에 적응할 수 있는 프로그램, 의도가 쉽게 읽히는 프로그램, 문제 발생 가능성이 적은 프로그램, 쉽게 확장할 수 있는 프로그램 등 좋은 프로그램을 만드는 것은 우리가 실제로 목표하는 것을 달성하기 위해서 정말 중요합니다. 이는 그저 경험이나, Tweak 만으로 이루어지지 않습니다. 다양한 신규 기술들과 Framework 들을 두루 섭렵하면서 활동 반경을 넓히고 경험을 쌓았다면, 가끔은 잠시 서서 원칙에 대해 되돌아 보는 것은 어떨까요?   *버즈빌에서 활기찬 개발자를 채용 중입니다. (전문연구요원 포함)

작가소개

Whale, Chief Architect “Keep calm and dream on.”