[OOP] 객체는 왜 일관성을 가져야 하는가

출처

ChatGPT

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객체 지행 프로그래밍에서 객체는 일관성을 유지하는 것이 매우 중요하다. 객체의 일관성은 시스템의 안정성과 신뢰성을 확보하는 데 필수적이다.

 

객체의 일관성이란?

객체의 일관성(Consistency)이란 객체가 항상 유효하고 예상 가능한 상태를 유지하는 것을 의미한다. 일관된 객체는 다음과 같은 특징을 가진다.

1. 유효한 상태 : 객체의 모든 상태는 비즈니스 규칙과 유효성 조건을 만족해야 한다.
2. 예측 가능성 : 객체의 동작은 항상 예측 가능하고 일관된 결과를 반환한다.
3. 원자성 유지 : 객체의 상태 변경은 부분적으로 이루어지지 않고, 전체적으로 완료되거나 전화 완료되지 않도록 보장한다.

 

왜 객체는 일관성을 유지해야 하는가?

1. 시스템 안정성

일관성은 시스템의 안정성을 보장한다. 일관된 객체 상태는 예측 가능한 결과를 보장하며, 비정상적인 동작이나 오류를 줄일 수 있다. 이는 특히 대규모 시스템에서 중요한 역할을 한다.

2. 데이터 무결성

일관성은 데이터 무결성(Data Intergrity)을 보장한다. 데이터베이스 트랜잭션이나 상태 변화가 일어날 때, 객체의 일관성을 유지함으로써 데이터 손실이나 잘못된 데이터 갱신을 방지할 수 있다.

3. 코드 유지보수성

일관된 객체 설계는 코드의 가독성과 유지보수성을 높인다. 예측 가능한 객체 동작은 코드의 이해도를 높이고, 디버깅과 테스트를 용이하게 한다.

4. 다중 스레드 환경에서의 안정성

다중 스레드 환경에서 객체의 일관성을 특히 중요하다. 일관성을 유지하지 않으면 스레드 간 경합 조건(Race Condition) 발생하여 데이터 손상이 일어날 수 있다. 불변성(Innutability)을 통해 객체 일관성을 유지하면 이러한 문제를 줄일 수 있다.

• 관련 글 -> [빈 구멍 채우기] - 객체의 불변성과 스레드 안정성

 

객체의 일관성을 유지하는 방법

1. 불변 객체 사용

불변 객체는 한 번 설정된 후 상태가 변경되지 않으므로, 항상 일관성을 유지할 수 있다. 이는 스레드 안전성을 제공하며, 동기화 문제를 피할 수 있다.

 

예

data class User(val id: String, val name: String)

 

위의 'User' 클래스는 불변 객체로, 생성 후에는 상태가 변경될 수 없다.

2. 유효성 검사

객체의 상태 변경 전에 유효성 검사를 수행해, 각체가 항상 유효한 상태를 유지하도록 한다. 생성자와 매서드 내부에서 필요한 검증을 수행할 수 있다.

 

예

class BankAccount(private var balance: Double) {
    init {
        require(balance >= 0) { "Initial balance must be non-negative" }
    }

    fun deposit(amount: Double) {
        require(amount > 0) { "Deposit amount must be positive" }
        balance += amount
    }

    fun withdraw(amount: Double) {
        require(amount > 0) { "Withdrawal amount must be positive" }
        require(balance >= amount) { "Insufficient funds" }
        balance -= amount
    }
}

 

3. 캡슐화와 접근 제어

캡슐화(Encapsulation)를 통해 객체의 내부 상태를 보호하고, 상태 변경을 제한한다. 'private'이나 'protected' 접근 제어자를 사용해 외부에서 객체의 상태를 직접 변경할 수 없도록 한다.

 

예

class Account {
    private var balance: Double = 0.0

    fun getBalance(): Double = balance

    fun deposit(amount: Double) {
        if (amount > 0) {
            balance += amount
        }
    }
}

 

4. 트랜잭션 관리

데이터베이스 연산이나 상태 변경이 표함된 작업에서는 트랜잭션 관리가 중요하다. 트랜잭션을 사용하여 작업이 모두 성공하거나 모두 실패하도록 보장할 수 있다.

 

예

fun transferFunds(accountFrom: BankAccount, accountTo: BankAccount, amount: Double) {
    // Begin transaction
    try {
        accountFrom.withdraw(amount)
        accountTo.deposit(amount)
        // Commit transaction
    } catch (e: Exception) {
        // Rollback transaction
    }
}

 

5. 단위 테스트

단위 테스트(Unit Testing)를 통해 객체의 다양한 상태와 동작을 검증할 수 있다. 테스트를 통해 객체의 일관성을 검증하고, 예상치 못한 상태 변화를 방지할 수 있다.

 

예

@Test
fun testBankAccount() {
    val account = BankAccount(100.0)
    account.deposit(50.0)
    assertEquals(150.0, account.getBalance(), 0.01)
}

 

 

객체의 일관성 유지로 얻는 이점

1. 버그 감소

일관성 있는 객체는 예상치 못한 상태 변화를 줄여 버그 발생 가능성을 줄인다. 이는 시스템의 안정성을 높이고, 디버깅 시간을 단축시킨다.

2. 코드의 명확성

일관성 있는 객체 설계는 코드의 명확성과 가독성을 높인다. 이는 팀의 다른 개발자나 협어버 시에도 코드 이해를 용이하게 하게 한다.

3. 성능 향상

불변 객체를 사용하면 동기화 오버헤드가 줄어들고, 성능이 향상된다. 특히 다중 스레드 환경에서의 성능 이점이 크다.

4. 유연한 확장

일관성 있는 객체는 시스템 확장을 용이하게 한다. 객체의 상태와 동작이 명확하므로, 새로운 기능 추가나 변경 시에 쉽게 대응할 수 있다.

 

결론

객체의 일관성은 시스템의 안정성, 신뢰성, 성능, 유지보수성 등 다양한 측면에서 중요한 역할을 한다. 불변성, 유효성 검사, 캡슐화, 트랜잭션 관리 등 다양한 기법을 활용해 객체의 일관성을 유지할 수 있다.

일관성을 고려한 설계는 시스템의 장기적인 성공에 기여하며, 개발자와 사용자 모두에게 이점을 제공한다. 이를 통해 더욱 견고하고 효육적인 시스템을 구축할 수 있다.