evolving framework

Evolving Framework

Frameworks Day – 패턴 언어를 이용한 객체지향 프레임워크 구축

김용현[email protected]

Microsoft MVPDevpia Architecture Sysop

ALYac Dev team, ESTsoftArchitecture&Design Eva

프레임워크 만들기

애플리케이션 개발 전“ 막연하게 어렵다”

애플리케이션 개발 중“ 쉽게 만들 수 있을 것 같다 !”

애플리케이션 개발 완료 후“ 발전 시킬 방향이 모호 하다”“ 어떻게 처리 해야 될지 모르겠다”“ 이전 애플리케이션 때 썼던 라이브러리 처럼 다음번 라이브러리에 참고 하도록 백업해 놓겠다”

Evolving Framework 2

생산성 향상

구석기 신석기 청동기 철기 산업혁명


객체지향과 재사용

콤포넌트의 재사용검증된 코드를 사용

소프트웨어 품질을 높임개발 비용 감소유지 보수 비용 감소

신뢰성 있는 객체생산성 향상

아키텍처의 재사용판단 , 직관적통찰의지 , 의도 , 컨디션


프레임워크의 정의


“ 프레임워크란 추상클래스 (abstract class) 들의 집합과 상호 협조하는 클래스들의 인스턴스 동작방법으로 이루어진 재사용이 가능한 디자인 이다 .”

- 랄프 존슨 (Ralph Johnson)

프레임워크란 ,

애플리케이션 , 서브시스템의 재사용성 디자인추상클래스 셋과 객체간 협력 방법으로 구성

애플리케이션을 만들기 위해 확장 가능객체로 문제를 분석하고 해결해주는 프리즘객체의 모음 혹은 클래스 군일 뿐만 아니라 인스턴스들이 런타임시에 상호 협력하는 관계 포함


프레임워크의 특징

쉽게 확장이 가능하다Simple Design PatternComplex PatternInversion Of Control


얻을 수 있는 이득

코드를 단일화와 단순화애플리케이션 릴리즈 일정의 단축애플리케이션의 안정성 향상

표준 양식이 정해짐원활한 커뮤니케이션 가능코딩방향성 및 수정 방향성유지보수의 원활함


Agenda

프레임워크의 정의프레임워크를 사용하는 방법프레임워크를 만드는 방법프레임워크 발전의 9 단계레퍼런스


프레임워크 사용 방법

프레임워크에 포함되어 있지 않은 기능이나 도메인에 특화된 기능을 서브클래싱을 통하여 구현사용할 오브젝트들에 대한 내부 환경을 설정오브젝트끼리의 관계 파악동작이 보증된 예제를 수정스크립트 수정


프레임워크를 개발하는 법

애플리케이션을 개발하면서 리펙토링을 통하여 공통코드를 얻고 관리계속적으로 다른 애플리케이션을 개발하면서도 같은 작업 반복공통코드를 리펙토링하여 공통영역에 관리함새로 애플리케이션을 작성할 때 더 이상 리펙토링할 여지가 없다면 프레임워크가 완성된 것


프레임워크를 디자인 하는 방법

상향식 디자인 방법

하향식 디자인 방법


하향식 프레임워크 디자인

도메인의 문제를 분석알려진 추상화 포인트나 분석을 통한 추상화 포인트를 파악최소 4-5 개의 애플리케이션을 수집

애플리케이션으로 부터 추상화 디자인프레임워크 테스트

몇 개의 애플리케이션을 만들어 테스트


하향식 프레임워크 디자인

애플리케이션에서 반복되거나 비슷한 부분이 있다는 것을 눈치 챔객체지향언어로 구현되는 다음 애플리케이션이 있다면 프레임워크 디자인을 할 준비재사용 가능한 부분과 가능하지 않는 부분을 나눔새로운 다음번 개발때 재사용 가능한 부분을 적용

재사용 하는 부분이 적을 경우 프레임워크 디자인 수정


하향식 설계 vs 상향식 설계

“People Think Concretely, not Abstractly”R = I + J = AX + AY = A(X + Y)코딩을 하면서 추상화 포인트를 찾아내는것이 일반적


객체지향의 5 원칙


의존 관계 역전 원칙The Dependency Inversion Principle

인터페이스 분리 원칙The Interface Segregation Principle

리스코프 치환 원칙The Liskov Substitution Principle

단일 책임 원칙The Single Responsibility Principle

개방 폐쇄 원칙The Open-Closed Principle

추상 클래스 유도

구현 클래스를 일반화 하면서 추상화 포인트를 발견해 감두개의 클래스를 비교해 가면서 유도

비슷한 기능의 각 메소드 이름을 같게 변경인자의 타입과 순서등을 재정열분할과 병합 리팩토링 수행만일 , 인터페이스 이름이 같고 구현이 다르다면 그곳이 추상화 포인트 ! Absract 클래스 생성 !만일 , 인터페이스 이름이 같고 구현도 같다면 수퍼 클래스로 메소드 이동


프레임워크의 단점

필요이상으로 복잡해질 수

있음

필요이상으로 느려질 수 있음

필요이상으로 퍼포먼스가 느려질 수 있음

학습에 시간이 걸림

남이 만든 코드를 사용하기

싫어함

철학을 파악해 개발하기가

어려움


프레임워크 만들기 전 명심할 점

Don’t • 구현된 것이 있을 때• 현재 검증된 것이 있을 때

Don’t • 있어도 그만 없어도 그만일때• 정말로 프레임워크가 절실하지

않다면


프레임워크를 발전시키는 9 개의 패턴

Three ExamplesWhite Box Framework

Component LibraryHot Spots

Pluggable ObjectsFine-grained ObjectsBlack-box Framework

Visual BuilderLanguage Tools


각 패턴의 상관 관계와 발전 관계


Three Examples

프레임워크를 개발하고 할 때 적용프레임워크 디자인을 위해 어떤 것부터 시작해야 할 것인가


Three Examples

많은 예제를 만들어 볼 수록 좀더 재사용가능하고 일반적인 프레임워크가 됨프레임워크 작업으로 인하여 생기는 릴리즈 일정 지연 고래 해야 함일반화를 위한 3 개 이상의 애플리케이션 작성이 요구됨한 개의 팀에서 애플리케이션과 프레임워크를 동시에 작성 vs 애플리케이션과 프레임워크를 각각의 팀에서 작성


White-box Framework

두번째 애플리케이션을 개발 할 때 적용프레임워크 구조를 상속에 기반할 것인가 다형성 조합에 기반할 것인가


White-box Framework

상속은 콤포넌트 끼리 강결합을 이루게 함새로운 클래스 작성은 프로그래밍이 수반조합은 콤포넌트 재사용을 아주 높여 주지만 코드를 봤을때 한번에 이해하기 어렵게 함조합은 런타임시에 기능이 변경되기 수월함상속은 컴파일타임에 기능이 고정되어 버림


White-box Framework

상속을 이용하여 프레임워크를 구성하라애플리케이션을 거듭할 때 마다 공통적인 부분을 프레임워크에 놓고 서브클래스 , 메소드오버라이드를 통해 기능 추가기능이 같은 메소드를 발견하면 프레임워크에 새로운 메소드 생성상속은 기능을 객체지향프로그래밍에서 기능을 확장 시키는 일반적인 방법추상클래스는 메소드의 책임 있는 확장성을 부여


Component Library

White-box 프레임워크를 이용해서 예제를 구현해봤거나 두번째 애플리케이션때 적용프레임워크에 기능이 중복되어 생성되는 인스턴스 제거


Component Library

작은 라이브러리로 시작해서 오브젝트를 하나씩 추가 하는 형태로 발전시킴추가된 오브젝트가 추후 도메인에 특화된 오브젝트일 경우 프레임워크에서 제외시킴프레임워크에 추가된 객체지만 오랫동안 재사용되지 않으면 제외시킴콤포넌트가 많아지면 추후 패턴을 적용하여 작은 서브콤포넌트들로 리펙토링 시킴


Hot Spots

콤포넌트 라이브러리에 콤포넌트를 추가 할 때 적용같은 코드가 중복되어 프레임워크에 반영되지 않도록 함


Hot Spots

변화성이 있는 코드와 그렇지 않은 코드 분리코딩하는 코드량을 줄여줌중복을 제거함클래스와 메소드를 다양한 부분으로 분리디자인 패턴 적용

알고리즘 , 액션 , 구현 , 변화 통지 , 오브젝트간 인터액션 , 객체 생성 , 구조 생성 , 반복 알고리즘 , 객체 인터페이스 , 객체 행위


Pluggable Objects

콤포넌트 라이브러리에 콤포넌트를 추가 할 때 적용서브클래스가 무수히 늘어나는 문제를 방지


Pluggable Objects

일부 클래스는 간단한 기능을 위한 상속임상속 받고 있는 메소드가 소멸자만 있는 경우

새로운 클래스 증가는 복잡함으로 이어짐서브 클래스를 파라미터를 넘겨 적용시킴Constant, Symbol, Class reference, Func-tion Pointer, etc


Fine-grained Objects

콤포넌트 라이브러리를 좀더 재사용성이 용이하도록 리펙토링 할 때 적용얼마나 오브젝트를 작게 구분할 것인가


Fine-grained Objects

객체가 커질수록 중복되는 기능과 코드를 가질 수 있는 확률이 높아짐하나의 객체가 도메인문제와 직접적 의미가 없어질 때 가지 분리시킴기존에 큰 객체가 사용되고 있는 자리는 작은 객체로 나누고 조합을 이용하여 기능을 만들어 냄


Black-box Framework

Hot Spots 을 캠슐화하여 Pluggable Object 를 개발하고 Fine-grained Object 로 분리할 때 적용프레임워크를 적용할 때 상속과 조합중 선택


Black-box Framework

Hot spots 단계에서 Fine-grained Object 를 추가하다 보면 점점 Black-box 화 되어감프레임워크를 사용할 때 상속을 이용할 것인가 조합을 이용할 것인가강결합은 기능 수정에 많은 고려가 필요상속을 이용하여 프레임워크를 구조화 시키고 조합을 이용하여 애플리케이션에 적용하라


Visual Builder

Black-box Framework 을 이용해서 작성되는 애플리케이션 일정을 당기고자 할 때프레임워크 오브젝트 행위를 만드는 스크립트를 간단하고 빠르게 생성


Visual Builder

도메인 전문가는 프레임워크 내부를 이해하기 힘들다

개발자에게 MSDN, MFC 구조도등을 제공

프레임워크를 한눈에 알아볼 수 있도록 비주얼한 화면을 제공스크립트를 자동적으로 혹은 쉽게 작성할 수 있도록 툴을 제공꼭 필요한 경우에만 서브클래스를 통한 기능 추가가 이루어 질 수 있도록 함


Language Tools

Visual Builder 를 만들고 난 후빌더가 생성하는 복잡한 객체 조합을 조사하고 검증하고 디버깅 할 수 있도록 지원


Language Tools

복잡한 객체들과 객체사이의 관계프레임워크와 애플리케이션간의 적절한 사용이 되었는지 점검개발자가 디버깅을 위해 프레임워크를 트레이싱한다면 쉽게 지쳐버림코드 조사와 디버깅을 위한 도구 필요


Reference

랄프 E. 존슨의 프레임워크 정의http://st-www.cs.uiuc.edu/users/johnson/frameworks.html

Evolving Frameworks [Don Roberts, Ralph Johnson] - A Pat-tern Language for developing object-oriented frameworks더글라스 슈미츠의 Networking Programming

http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/C++NPv1.pptDesigning Reusable Classes – Journal of Object-Oriented Programming


http://st-www.cs.uiuc.edu/users/johnson/frameworks.html

http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/C++NPv1.ppt

http://www.cs.wustl.edu/~schmidt/C++NPv1.ppt


Thank you이후 피드백

http://www.devpia.com/Forum/mdmIndex.aspx?forumname=and Software Architecture 와 Design Pattern 관련 Q&A Software Architecture 와 Pattern 관련 Study 및 Online 토론

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