클린코드 12장 - 창발성

창발성이란?

- 하위 체계로부터 생겨나지만, 그 하위 체계로 환원되지 않는 속성을 말한다. - 네이버 지식백과

- 이전에는 보이지 않았던 것이 어느 순간에 갑작스럽게 나타나는 것

 

창발적 설계로 깔끔한 코드를 구현하자

  착실하게 따르기만 하면 우수한 설계가 나오는 간단한 규칙 네 가지가 있다면? 그래서 SRP나 DIP와 같은 원칙을 적용하기 쉬워진다면? 네 가지 규칙이 우수한 설계의 창발성을 촉진한다면?

  우리들 대다수는 켄트 벡이 제시한 단순한 설계 규칙 네 가지가 소프트웨어 설계 품질을 크게 높여준다고 믿는다.

 

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

위 목록은 중요도 순이다.

 

단순한 설계 규칙 1: 모든 테스트를 실행하라

  설계는 의도한 대로 돌아가는 시스템을 내놓아야 한다. 

  테스트를 철저히 거쳐 모든 테스트 케이스를 항상 통과하는 시스템은 '테스트가 가능한 시스템'이다. 당연하지만 중요한 말이다. 테스트가 불가능한 시스템은 검증도 불가능하다. 

  테스트가 가능한 시스템을 만들려고 애쓰면 설계 품질이 더불어 높아진다. 크기가 작고 목적 하나만 수행하는 클래스가 나온다. SRP를 준수하는 클래스는 테스트가 훨씬 더 쉽다. 테스트 케이스가 많을수록 개발자는 테스트가 쉽게 코드를 작성한다. 따라서 철저한 테스트가 가능한 시스템을 만들면 더 나은 설계가 얻어진다. 

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

 

 

단순한 설계 규칙 2~4: 리팩터링

  테스트 케이스를 모두 작성했다면 이제 코드와 클래스를 정리해도 괜찮다. 구체적으로는 코드를 점진적으로 리팩터링 해나간다. 코드를 정리하면서 시스템이 깨질까 걱정할 필요가 없다. 테스트 케이스가 있으니까!

  리팩터링 단계에서는 소프트웨어 설계 품질을 높이는 기법이라면 무엇이든 적용해도 괜찮다. 이 단계는 중복을 제거하고, 프로그래머 의도를 표현하고, 클래스와 메서드 수를 최소로 줄이는 단계이기도 하다. 

 

중복을 없애라

  우수한 설계에서 중복은 커다란 적이다. 똑같은 코드는 당연히 중복이다. 구현 중복도 중복의 한 형태다. 예를 들어, 집합 클래스에 다음 메서드가 있다고 가정하자.

int size() {}
boolean isEmpty() {}

각 메서드를 따로 구현하는 방법도 있다. 하지만 isEmpty 메서드는 부울 값을 반환하며 size 메서드는 개수를 반환한다. 하지만 isEmpty 메서드에서 size 메서드를 이용하면 코드를 중복해 구현할 필요가 없어진다.

boolean isEmpty() {
    return 0 == size();
}

깔끔한 시스템을 만들려면 단 몇 줄이라도 중복을 제거하겠다는 의지가 필요하다.

 

다음 코드를 살펴보자.

public void scaleToOneDimension(float desiredDimension, float imageDimension) {
   it (Math.abs(desiredDimension - imageDimension) < errorThreshold) {
      return;
   }
   
   float scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;
   scalingFactor = (float) (Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f);
   
   RenderedOp newImage = ImageUtilities.getScaledImage(image, scalingFactor, scalingFactor);
   image.dispose();
   System.gc();
   image = newImage;
}

public synchronized void rotate(int degress) {
   RenderedOp newImage = ImageUtilities.getRotatedImage(image, degress);
   image.dispose();
   System.gc();
   image = newImage;
}

위의 코드를 보면 일부 코드가 동일하다. 다음과 같이 코드를 정리해 중복을 제거한다. 

 

public void scaleToOneDimension(float desiredDimension, float imageDimension) {
   it (Math.abs(desiredDimension - imageDimension) < errorThreshold) {
      return;
   }
   
   float scalingFactor = desiredDimension / imageDimension;
   scalingFactor = (float) (Math.floor(scalingFactor * 100) * 0.01f);
   
   replaceImage(ImageUtilities.getScaledImage(image, scalingFactor, scalingFactor));
}

public synchronized void rotate(int degress) {
   replaceImage(ImageUtilities.getRotatedImage(image, degress));
}

private void replaceImage(RenderedOp newImage) {
   image.dispose();
   System.gc();
   image = newImage;
}

  아주 적은 양이지만 공통적인 코드를 새 메서드로 뽑고 보니 클래스가 SRP를 위반한다. 그러므로 새로 만든 replaceImage 메서드를 다른 클래스로 옮겨도 좋겠다. 그러면 새 메서드의 가시성이 높아진다. 이런 '소규모 재사용'은 시스템 복잡도를 극적으로 줄여준다. 소규모 재사용을 제대로 익혀야 대규모 재사용이 가능하다. 

 

본 책에서는 고차원 중복의 제거 방안으로 Template Method 패턴을 제안한다. 

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

두 메서드는 거의 동일하다. 최소 법정 일수를 계산하는 알고리즘은 직원 유형에 따라 살짝 변한다. 여기에 템플릿 메서드 패턴을 적용하면 중복을 제거한다. 

 

abstract public class VacationPolicy {
   public void accrrueVacation() {
      calculateBaseVacationHours();
      alterForLegalMinimums();
      applyToPayroll();
   }
   
   private void calculateBaseVacationHours() { /*...*/ }
   abstract protected void alterForLegalMinimums();
   private void applyToPayroll() { /*...*/ }
}


public class USVacationPolicy extends VacationPolicy {
   @Override protected void alterForLegalMinimums() {
      // 미국 최소 법정 일수를 사용한다.
   }
}


public class EUVacationPolicy extends VacationPolicy {
   @Override protected void alterForLegalMinimums() {
      // 유럽연합 최소 법정 일수를 사용한다.
   }
}

 

표현하라

  자신이 이해하는 코드를 짜기는 쉽다. 코드를 짜는 동안에는 문제에 푹 빠져 코드를 구석구석 이해하니까. 하지만 나중에 코드를 유지보수할 사람이 코드를 짜는 사람만큼이나 문제를 깊이 이해할 가능성은 희박하다.

  소프트웨어 프로젝트 비용 중 대다수는 장기적인 유지보수에 들어간다. 코드를 변경하면서 버그의 싹을 심지 않으려면 유지보수 개발자가 시스템을 제대로 이해해야 한다. 개발자가 코드를 명백하게 짤수록 다른 사람이 그 코드를 이해하기 쉬워진다. 그래야 결함이 줄어들고 유지보수 비용이 적게 든다.

 

우선, 좋은 이름을 선택한다. 

 

둘째, 함수와 클래스 크기를 가능한 줄인다.

 

셋째, 표준 명칭을 사용한다. 예를 들어, 디자인 패턴은 의사소통과 표현력 강화가 주요 목적이다. 클래스가 Command나 Visitor와 같은 표준 패턴을 사용해 구현된다면 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. 잘 만든 테스트 케이스를 읽어보면 클래스 기능이 한눈에 들어온다.

 

  하지만, 표현력을 높이는 가장 중요한 방법은 노력이다. 흔히 코드만 돌린 후 다음 문제로 직행하는 사례가 너무도 흔하다. 나중에 코드를 읽을 사람은 바로 자신일 가능성이 높다는 사실을 명심하자. 

  자신의 작품을 조금 더 자랑하자. 함수와 클래스에 조금 더 시간을 투자하자. 자신의 작품에 조금만 더 주의를 기울이자. 주의는 대단한 재능이다.

 

 

클래스와 메서드 수를 최소로 줄여라

  중복을 제거하고, 의도를 표현하고, SRP를 준수한다는 기본적인 개념도 극단으로 치달으면 득보다 실이 많아진다. 클래스와 메서드 크기를 줄이자고 조그만 클래스와 메서드를 수없이 만드는 사례도 없지 않다. 그래서 이 규칙은 함수와 클래스 수를 가능한 줄이라고 제안한다.

  때로는 무의미하고 독단적인 정책 탓에 클래스 수와 메서드 수가 늘어나기도 한다. 가능한 독단적인 견해는 멀리하고 실용적인 방법을 택한다. 

  목표는 함수와 클래스 크기를 작게 유지하면서 동시에 시스템 크기도 작게 유지하는데 있다. 하지만 이 규칙은 간단한 설계 규칙 네 개 중 우선순위가 가장 낮다. 다시 말해, 클래스와 함수 수를 줄이는 작업도 중요하지만, 테스트 케이스를 만들고 중복을 제거하고 의도를 표현하는 작업이 더 중요하다는 뜻이다.

 

결론

  경험을 대신할 단순한 개발 기법이 있을까? 당연히 없다. 하지만 이 장, 아니 이 책에서 소개하는 기법은 저자들이 수십 년 동안 쌓은 경험의 정수다. 단순한 설계 규칙을 따른다면 (오랜 경험 후에야 익힐) 우수한 기법과 원칙을 단번에 활용할 수 있다.