💻 재사용성과 확장성을 고려한 모듈 설계 원칙(SOLID)

1. 서론

• 소프트웨어 개발이 복잡해짐에 따라 유지보수성, 재사용성, 확장성 등 품질 속성을 확보하는 것이 핵심 과제로 부상함
• 객체지향 설계에서 모듈의 응집도는 높이고 결합도는 낮추는 것이 중요한 설계 원칙으로 자리잡음
• 이러한 배경 속에서 Robert C. Martin이 제안한 SOLID 원칙은 소프트웨어의 모듈 설계에 있어 핵심 지침으로 활용되고 있음
• SOLID는 5가지 설계 원칙의 앞 글자를 따온 것으로, 각각의 원칙은 독립적으로 중요하지만 동시에 상호 보완적으로 작용함

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2. SOLID 원칙 개요

• SOLID는 객체지향 소프트웨어 설계에서 모듈화와 유지보수를 효율적으로 수행하기 위한 대표적 원칙임
• 각 원칙은 Single Responsibility Principle, Open/Closed Principle, Liskov Substitution Principle, Interface Segregation Principle, Dependency Inversion Principle로 구성됨
• 설계 초기에 SOLID 원칙을 적용하면 변화에 강한 시스템 구조 확보가 가능하며, 향후 기능 추가나 수정 시 코드 변경 최소화가 가능함
• 이는 결과적으로 개발 생산성과 품질 향상에 기여함

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3. 각 원칙별 설명 및 적용

3.1 단일 책임 원칙(SRP: Single Responsibility Principle)

• 하나의 클래스는 하나의 책임만을 가져야 한다는 원칙임
• 클래스가 여러 책임을 가지게 되면, 한 책임의 변경이 다른 책임에도 영향을 미치게 되어 유지보수가 어려워짐
• 책임이란 변경의 이유로 해석되며, 하나의 책임은 하나의 변경 이유와 연결됨
• SRP를 적용하면 각 클래스가 명확한 역할을 가지며, 테스트 및 수정이 용이해짐
• 예: 사용자 관리 기능과 로깅 기능을 하나의 클래스에 넣는 것이 아니라, 각각 UserManager, Logger 등으로 분리하는 방식

3.2 개방-폐쇄 원칙(OCP: Open/Closed Principle)

• 소프트웨어 구성 요소는 확장에는 열려 있어야 하고, 변경에는 닫혀 있어야 한다는 원칙임
• 기존 코드를 수정하지 않고도 새로운 기능 추가가 가능하도록 설계하는 것이 핵심
• 다형성과 추상화 개념을 적극 활용하여 기능 확장이 가능하도록 구성함
• 예: 결제 방식이 신용카드에서 간편결제로 변경될 경우, 기존 Payment 인터페이스에 새로운 구현체만 추가하여 확장 가능

3.3 리스코프 치환 원칙(LSP: Liskov Substitution Principle)

• 서브 타입은 언제나 기반 타입으로 대체될 수 있어야 한다는 원칙임
• 즉, 자식 클래스는 부모 클래스의 행위를 보장하고 대체 가능해야 하며, 기능이 훼손되어서는 안 됨
• 위반 시 다형성이 의미를 잃고, 프로그램이 예기치 못한 동작을 보이게 됨
• 예: Rectangle 클래스를 상속한 Square 클래스가 setWidth나 setHeight에서 비정상 동작을 하면 LSP 위반에 해당함

3.4 인터페이스 분리 원칙(ISP: Interface Segregation Principle)

• 하나의 범용적인 인터페이스보다는, 클라이언트를 위한 여러 개의 구체적 인터페이스를 사용하는 것이 바람직하다는 원칙임
• 불필요한 인터페이스의 의존을 줄이고, 인터페이스 구현을 최소화함
• 클라이언트가 자신이 사용하지 않는 메서드에 의존하지 않도록 구성함
• 예: 다기능 복합기 인터페이스에 Fax, Print, Scan 기능이 포함되었을 때, Print만 사용하는 클래스도 Fax 기능 구현을 강제당하면 ISP 위반임

3.5 의존 역전 원칙(DIP: Dependency Inversion Principle)

• 고수준 모듈은 저수준 모듈에 의존해서는 안 되며, 둘 다 추상화에 의존해야 한다는 원칙임
• 구체적인 구현이 아닌 인터페이스 또는 추상 클래스에 의존함으로써, 변경에 유연하게 대응 가능함
• 의존성 주입(Dependency Injection)과 같은 기법을 활용하여 유연한 구조 구성 가능
• 예: 클래스 내부에서 직접 객체를 생성하기보다, 외부에서 생성된 객체를 주입받아 사용함으로써 유연한 결합 구조 확보

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4. SOLID 원칙과 재사용성, 확장성과의 연계

• SOLID 원칙을 적용하면 코드의 중복을 줄이고 책임을 분산시켜 모듈 간 응집도를 높일 수 있음
• 설계 초기에 명확한 역할 분담을 통해 변경에 따른 영향 범위를 최소화함
• 재사용 가능한 컴포넌트를 정의하고, 다양한 시나리오에서 재조합 가능하도록 구성함
• 새로운 기능 추가나 정책 변경 시에도 기존 코드를 손대지 않고 확장 가능하여 유지보수가 용이함
• 실무 예시로, 인증 방식 변경이나 외부 API 교체 시에도 SOLID를 따를 경우 변경 범위가 최소화됨

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5. SOLID 원칙 도입 시 고려사항 및 한계

• 과도한 추상화로 인한 설계 복잡성 증가 가능성 존재함
• 초기 학습 비용 및 설계 시간 증가 문제 발생 가능함
• 작은 프로젝트에서는 오히려 개발 생산성을 저해할 수 있음
• 따라서, SOLID 원칙은 상황과 규모에 맞게 유연하게 적용할 필요가 있음
• 팀의 역량 수준에 따라 적용 강도 조절이 필요하며, 과한 추상화는 배보다 배꼽이 커질 수 있음

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6. 결론

• SOLID 원칙은 객체지향 설계의 대표적인 지침으로서, 유지보수성, 재사용성, 확장성을 확보하기 위한 핵심 프레임워크로 활용됨
• 각각의 원칙은 코드의 명확성과 유연성을 보장하며, 시스템이 변화하는 요구사항에 효과적으로 대응할 수 있게 함
• 실무에서는 원칙의 의미를 명확히 이해하고, 프로젝트 성격에 따라 적절히 도입하는 것이 중요함
• 이를 통해 고품질 소프트웨어 시스템을 구축하고, 기술 부채를 줄이며, 장기적 생산성 향상 실현 가능함

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