22장. 클린 아키텍처

소개

클린아키텍처: 소프트웨어 구조와 설계의 원칙 책을 읽고 정리하며 소감을 적는 포스트입니다.

클린 아키텍처

지난 수십 년간 시스템 아키텍처들이다.

• 육각형 아키텍처(Hexagonal Architecture)
  • 포트와 어댑터(Ports and Adapters)라고도 알려졌으며, 앨리스터 코오빈(Alistair Cockburn)이 개발했다.
  • 그리고 스티브 프리먼(Steve Freeman)과 냇 프라이스(Nat Pryce)가 그들의 훌륭한 저서인 테스트 주도 개발로 배우는 객체지향 설계와 실천에서 차용했다.
• DCI(Data, Context and Interaction)
  • 제임스 코플리언(James Coplien)과 트리그베 린스쿠주(Trygve Reenskaug)가 만들었다.
• BCE(Boundary-Control-Entity)
  • 이바 야콥슨이 자신의 저서인 Object Oriented Software Engineering에서 소개했다.

이들의 목표는 모두 같은데, 바로 관심사의 분리(separation of converns)다. 이들은 모두 소프트웨어를 계층으로 분리함으로써 관심사의 분리라는 목표를 달성할 수 있었다. 각 아키텍처는 최소한 업무 규칙을 위한 계층하나와, 사용자와 시스템 인터페이스를 위한 또 다른 계층 하나를 반드시 포함한다.

이들 아키텍처는 시스템에 아래와 같은 특징이 나타나도록 만든다.

• 프레임워크 독립성
  • 아키텍처는 프레임워크에 존재 여부에 의존하지 않는다. 이를 통해 프레임워크를 도구로 사용하며 프레임워크의 제약사항안으로 시스템을 욱여 넣도록 강제하지 않는다.
• 테스트 용이성
  • 업무 규칙은 UI, 데이터베이스, 웹 서버, 또는 여타 외부 요소가 없어도 테스트 할 수 있다.
• UI 독립성
  • 시스템의 나머지 부분을 변경하지 않고도 UI를 쉽게 변경할 수 있다.
• 데이터베이스 독립성
  • 오라클이나 MS SQL서버를 몽고 DB 등으로 교체할 수 있다. 업무 규칙은 데이터베이스에 결합되지 않는다.
• 모든 외부 에이전시에 대한 독립성
  • 실제로 업무 규칙은 외부 세계와의 인터페이스에 대해 전혀 알지 못한다.

클린 아키텍처

의존성 규칙

클린 아키텍처에서 각각의 동심원은 소프트웨어에서 서로 다른 영역을 표현한다. 보통 안으로 들어갈수록 고수준의 소프트웨어가 된다. 바깥쪽 원은 메커니즘이고, 안쪽 원은 정책이다.

이러한 아키텍처가 동작하도록 하는 가장 중요한 규칙은 의존성 규칙(Dependency Rule)이다.

소스 코드 의존성은 반드시 안쪽으로, 고수준의 정책을 향해야 한다.

내부의 원에 속한 요소는 외부의 원에 속한 어떤 것도 아지 못한다. 특히 내부의 원에 속한 코드는 외부의 원에 선언된 어떤 것에 대해서도 그 이름을 언급해서는 절대 안된다.

같은 이유로, 외부의 원에 선언된 데이터 형식도 내부의 원에서 절대로 사용해서는 안 된다. 특히 그 데이터 형식이 외부의 원에 있는 프레임워크가 생성한 것이라면 더더욱 사용해서는 안된다. 우리는 외부 원에 위치한 어떤 것도 내부의 원에 영향을 주지 않기를 바란다.

엔티티

엔티티는 전사적인 핵심 업무 규칙을 캡슐화 한다. 엔티티는 메서드를 가지는 객체이거나 일련의 데이터 구조와 함수의 집합일 수도 있다.

다양한 애플리케이션에서 엔티티를 재사용할 수만 있다면, 그 형태는 그다지 중요하지 않다.

전사적이지 않은 단순한 단일 애플리케이션을 작성하고 있다면 엔티티는 해당 애플리케이션의 업무 객체가 된다.

특정 어플리케이션에 만 국한되어 있는 엔티티라면 코어가 따로 존재한다는 뜻이 된다.

전체적으로 관리하는 Core와 각 애플리케이션에서 관리하는 Core

Core
├─────── Application
├─────── Domain
Service
└─────── Core
          ├──── Application
          ├──── Domain

운영 관점에서 특정 애플리케이션에 무언가 변경이 필요하더라도 엔티티 계층에는 절대로 영향을 주어서는 안 된다.

유스케이스

유스케이스 계층의 소프트웨어는ㄴ 애플리케이션에 특화된 업무 규칙을 포함한다. 또한 유스케이스 계층의 소프트웨어는 시스템의 모든 유스케이스를 캡슐화하고 구현한다.

유스케이스는 엔티티로 들어오고 나가는 데이터 흐름을 조정하며, 엔티티가 자신의 핵심 업무 규칙을 사용해서 유스케이의 목적을 달성하도록 이끈다.

이 계층에서 발생한 변경이 엔티티에 영향을 줘서는 안 된다. 유스케이스 계층은 관심사(DB,UI 등)로부터 격리되어야 한다.

하지만 운영 관점에서 애플리케이션이 변경된다면 유스케이스가 영향을 받으며, 따라서 이 계층의 소프트웨어에도 영향을 줄 것이다. 유스케이스의 세부사항이 변하면 이 계층의 코드 일부는 분명 영향을 받을 것이다.

인터페이스 어댑터

인터페이스 어댑터(Interface Adapter) 계층은 일련의 어댑터들로 구성된다. 어댑터는 데이터를 유스케이스와 엔티티에게 가장 편리한 형식으로 데이터베이스나 웹 같은 외부 에이전시에게 가장 편리한 형식으로 변환한다.

프레진터(Presenter), 뷰(View), 컨트롤러(Controller)는 모두 인터페이스 어댑터 계층에 속한다.

모델은 그저 데이터 구조 정도에 지나지 않으며, 컨트롤러에서 유스케이스로 전달되고, 다시 유스케이스에서 프레젠터와 뷰로 되돌아 간다.

마찬가지로 이 계층은 데이터를 엔티티와 유스케이스에게 가장 편리한 형식에서 영속성용으로 사용 중인 임의으이 프레임워크(즉, 데이터베이스)가 이용하기에 가장 편리한 형식으로 변환한다. 이 원 안에 속한 어떤 코드도 데이터베이스에 대해 알아서는 안된다.

이 계층에는 데이터를 외부 서비스와 같은 외부적인 형식에서 유스케이스나 엔티티에서 사용되는 내부적인 형식으로 변환하는 또 다른 어댑터가 필요하다.

인터페이스 어댑터 계층은 Usecase만 사용하지 DB가 어떤 건지는 관련하지 않는다.

인터페이스만 사용한다는 것이고 구현체가 무엇인지는 중요하지 않다. 데이터만 잘 가져오면 된다.

프레임워크 드라이버

아키텍처에서 가장 바깥쪽 계층은 일반적으로 데이터베이스나 웹 프레임워크 같은 프레임워크나 도구들로 구성된다. 일반적으로 이 계층에서는 안쪽원과 통신하기 위한 접합 코드 외에는 특별히 더 작성해야 할 코드가 그다지 많지 않다.

프레임워크와 드라이버 계층은 모든 세부사항이 위치하는 곳이다. 웹은 세부사항이다. 데이터베이스는 세부사항이다.

우리는 이러한 것들을 모두 외부에 위치시켜서 피해를 최소화해야한다.

원은 네 개여야만 하나?

네 개보다 더 많은 원이 필요할 수도 있다. 항상 네개만 사용해야 한다는 규칙은 없다. 하지만 어떤 경우에도 의존성 규칙은 적용된다.

소스코드 의존성은 항상 안쪽으로 향한다. 안쪽으로 이동할수도록 추상화와 정책의 수준은 높아진다. 가장 바깥쪽 원은 저수준의 구체적인 세부사항으로 구성된다.

경계 횡단하기

경계 횡단하기

아키텍처의 우측하단 다이어그램에 원의 경계를 횡단하는 방법을 보여주는 예시가 있다. 이 예시에서 컨트롤러와 프레젠터가 다음 계층에 속한 유스케이스와 통신하는 모습을 확인할 수 있다.

제어흐름은 컨트롤러로 시작해서, 유스케이스를 지난 후, 프레젠터에서 실행되면서 마무리된다. 각 의존성은 유스케이스를 향해 안쪽을 가리킨다

이처럼 제어흐름과 의존성의 방향이 명백히 반대여야 하는 경우, 대체로 의존성 역전 원칙을 사용해 해결한다.

우리는 동적 다형성을 이용하여 소스 코드 의존성을 제어흐름과는 반대로 만들수 있고, 이를 통해 제어흐름이 어느 방향으로 흐르더라도 의존성 규칙을 준수할 수 있다.

경계를 횡단하는 데이터는 어떤 모습인가??

경계를 가로지르는 데이터는 흥히 간단한 데이터 구조로 이루어져 있다. 기본적인 구조체나 간단한 데이터 전송 객체(data transfer object) 등 원하는 대로 고를 수 있다. 또는 함수를 호출할 때 간단한 인자를 사용해서 데이터로 전달할 수도 있다.

중요한 점은 격리되어 있는 간단한 데이터 구조가 경계를 가로질러 전달된다는 사실이다. 꾀를 부려서 엔티티 객체나 데이터베이스의 행(row)을 전달하는 일은 원치 않는다. 우리는 데이터 구조가 어떤 의존성을 가져 의존성 규칙을 위배하게 되는 일은 바라지 않는다.

전형적인 시나리오

아래의 다이어 그램은 데이터베이스를 사용하는 웹 기반 자바 시스템의 전형적인 시나리오이다.

데이터베이스를 사용하는, 웹 기반 자바 시스템의 전형적인 시나리오

웹 서버가 사용자로부터 입력 데이터를 모아 좌측 상단의 Controller로 전달한다. Controller는 데이터를 자바 객체(POJO)로 묶은 후, InputBoundary 인터페이스를 통해 UseCaseInteractor로 전달하고 UseCaseInteractor는 데이터를 해석하여 Entities를 어떻게 사용할지 제어하는 데 사용한다.

Presentoer는 OutputData를 ViewModel과 같이 화면에 출력 할 수 있느 형식으로 재구성하는 일이다. View는 이 데이터를 화면에 출력한다.

의존성의 방향에 주목해야 한다. 모든 의존성은 경계선을 안쪽으로 가로지르며, 따라서 의존성 규칙을 준수한다.

결론

이상의 간단한 규칙들을 준수하는 일은 어렵지 않으며, 향후에 겪을 수많은 고통거리를 덜어줄 것이다. 소프트웨어를 계층으로 분리하고 의존성 규칙을 준수한다면 본질적으로 테스트하기 쉬운 시스템을 만들게 될 것이며, 그에 따른 이점을 누릴 수 있다.