5-2. 독립성

앞서 서술한 바와 같이 좋은 아키텍처는 다음을 지원해야 한다.

• 시스템의 유스케이스
• 시스템의 운영
• 시스템의 개발
• 시스템의 배포

 

유스케이스

첫 번째 주요 항목인 유스케이스의 경우, 시스템의 아키텍처는 시스템의 의도를 지원해야 한다는 뜻이다.

만약 시스템이 장바구니 애플리케이션이라면, 이 아키텍처는 장바구니와 관련된 유스케이스를 지원해야 한다.

실제로 아키텍트의 최우선 관심사는 유스케이스이며, 아키텍처에서도 유스케이스가 최우선이다.

아키텍처는 반드시 유스케이스를 지원해야한다.

 

하지만 앞서 논의한 바와 같이 아키텍처는 시스템의 행위에 그다지 큰 영향을 주지 않는다.

행위와 관련하여 아키텍처가 열어 둘 수 있는 선택사항은 거의 없다.

하지만 영향력이 전부는 아니다. 좋은 아키텍처가 행위를 지원하기 위해 할 수 있는 일 중에서 가장 중요한 사항은 행위를 명확히 하고 외부로 드러내며, 이를 통해 시스템이 지닌 의도를 아키텍처 수준에서 알아볼 수 있게 만드는 것이다.

 

장바구니 애플리케이션이 좋은 아키텍처를 갖춘다면, 이 애플리케이션은 장바구니 애플리케이션처럼 보일 것이다.

해당 시스템의 유스케이스는 시스템 구조 자체에서 한눈에 드러날 것이다.

이들 행위는 일급 요소(first-class element)이며 시스템의 최상위 수준에서 알아볼 수 있으므로, 개발자가 일일이 찾아헤매지 않아도 된다.

이들 요소는 클래스이거나 함수 또는 모듈로서 아키텍처 내에서 핵심적인 자리를 차지할 뿐만 아니라, 자신의 기능을 분명하게 설명하는 이름을 가질 것이다.

 

운영

시스템의 운영 지원 관점에서 볼 때 아키텍처는 더 실질적이며 더 피상적인 역할을 맡는다.

만약 시스템에서 수 밀리초 안에 3차원의 빅데이터 테이블에 질의해야 한다면, 반드시 이러한 운영 작업을 허용할 수 있는 형태로 아키텍처를 구조화해야 한다.

 

이러한 형태를 지원한다는 말은 시스템에 따라 다양한 의미를 지닌다.

어떤 시스템에서는 시스템의 처리 요소를 일련의 작은 서비스들로 배열하여, 서로 다른 많은 서버에서 병렬로 실행할 수 있게 만들어야 함을 의미한다.

또 다른 시스템에서는 경량의 수많은 스레드가 단일 프로세서에서 같은 주소 공간을 공유하도록 만든다는 뜻일 수도 있다.

또는 독립된 주소 공간에서 실행되는 소수의 프로세스만으로도 충분한 시스템도 있을 것이다.

심지어 어떤 시스템은 단일 프로세스에서 실행되는 단순한 모노리틱 프로그램 정도로 살아남기도 한다.

이상하게 보일 수도 있지만, 이러한 결정은 뛰어난 아키텍트라면 열어 두어야 하는 선택사항 중의 하나다.

 

만약 시스템이 단일체로 작성되어 모노리틱 구조를 갖는다면, 다중 프로세스, 다중 스레드, 또는 마이크로서비스 형태가 필요해질 때 개선하기가 어렵다.

그에 비해 아키텍처에서 각 컴포넌트를 적절히 격리하여 유지하고 컴포넌트 간 통신 방식을 특정 형태로 제한하지 않는다면, 시간이 지나 운영에 필요한 요구사항이 바뀌더라도 스레드, 프로세스, 서비스로 구성된 기술 스펙트럼 사이를 전환하는 일이 훨씬 쉬워질 것이다.

 

개발

아키텍처는 개발환경을 지원하는데 있어 핵심적인 역할을 수행한다.

콘웨이(Conway)의 법칙이 작용하는 지점이 바로 여기다.

콘웨이의 법칙은 다음과 같다:

 

“시스템을 설계하는 조직이라면 어디든지 그 조직의 의사소통 구조와 동일한 구조의 설계를 만들어 낼 것이다.”

 

많은 팀으로 구성되며 관심사가 다양한 조직에서 어떤 시스템을 개발해야 한다면, 각 팀이 독립적으로 행동하기 편한 아키텍처를 반드시 확보하여 개발하는 동안 팀들이 서로를 방해하지 않도록 해야 한다.

이러한 아키텍처를 만들려면 잘 격리되어 독립적으로 개발 가능한 컴포넌트 단위로 시스템을 분할 할 수 있어야 한다.

그래야만 이들 컴포넌트를 독립적으로 작업할 수 있는 팀에 할당할 수 있다.

 

배포

또한 아키텍처는 배포 용이성을 결정하는 데 중요한 역할을 한다.

좋은 아키텍처는 수십 개의 작은 설정 스크립트나 속성 파일을 약간씩 수정하는 방식을 사용하지 않는다.

좋은 아키텍처는 꼭 필요한 디렉터리나 파일을 수작업으로 생성하게 내버려두지 않는다.

좋은 아키텍처라면 시스템이 빌드된 후 즉각 배포할 수 있도록 지원해야 한다.

 

다시 말하지만, 이러한 아키텍처를 만들려면 시스템을 컴포넌트 단위로 적절하게 분할하고, 격리시켜야 한다.

여기에는 master컴포넌트도 포함되는데, 마스터 컴포넌트는 시스템 전체를 하나로 묶고 각 컴포넌트를 올바르게 구동하고 통합하고 관리해야 한다.

 

선택사항 열어놓기

좋은 아키텍처는 컴포넌트 구조와 관련된 이 관심사들 사이에서 균형을 맞추고, 각 관심사 모두를 만족시킨다.

이러한 균형을 잡기가 매우 어렵다. 대부분의 경우 우리는 모든 유스케이스를 알 수는 없으며, 운영하는 데 따르는 제약사항, 팀 구조, 배포 요구사항도 알지 못하기 때문이다. 더 심각한 문제는 이러한 사항들도 반드시 변해간다는 사실이다. 요컨데, 우리가 도달하려는 목표는 뚜렷하지 않을 뿐만 아니라, 시시각각 변한다.

 

그러나 이런 변화 속에서도 사라지지 않는 것이 있다.

몇몇 아키텍처 원칙은 구현하는 비용이 비교적 비싸지 않으며, 관심사들 사이에서 균형을 잡는데 도움이 된다.

심지어 균형을 맞추려는 목표점을 명확히 그릴 수 없는 경우에도 도움이 된다.

이들 원칙은 시스템을 제대로 격리된 컴포넌트 단위로 분할할 때 도움이 되며, 이를 통해 선택사항을 가능한 한 많이, 그리고 가능한 한 오랫동안 열어 둘 수 있게 해준다.

좋은 아키텍처는 선택사항을 열어 둠으로써, 향후 시스템에 변경이 필요할 때 어떤 방향으로든 쉽게 변경할 수 있도록 한다.

 

계층 결합 분리

유스케이스 측면을 보자. 아키텍트는 필요한 모든 유스케이스를 지원할 수 있는 시스템 구조를 원하지만, 유스케이스 전부를 알지는 못한다.

하지만 아키텍트는 시스템의 기본적인 의도는 분명히 알고 있다.

따라서 아키텍트는 단일 책임 원칙과 공동 폐쇄 원칙을 적용하여 그 의도의 맥락에 따라서 다른 이유로 변경되는 것들은 분리하고, 동일한 이유로 변경되는 것들은 묶는다.

서로 다른 이유로 변경되는 것은 무엇일까?

몇 가지 분명한 것이 있다.

 

사용자 인터페이스가 변경되는 이유는 업무 규칙과는 아무런 관련이 없다.

만약 유스케이스가 두 가지 요소를 모두 포함한다면, 뛰어난 아키텍트는 유스케이스에서 UI부분과 업무 규칙 부분을 서로 분리하고자 할 것이다.

이렇게 함으로써 두 요소를 서로 독립적으로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 유스케이스는 여전히 가식적이며 분명하게 유지할 수 있다.

업무 규칙은 그 자체가 애플리케이션과 밀접한 관련이 있거나, 혹은 더 범용적일 수도 있다.

예를 들어 입력 필드 유효성 검사는 애플리케이션 자체와 밀접하게 관련된 업무 규칙이다.

반대로 계좌의 이자 계산이나 재고품 집계는 업무 도메인에 더 밀접하게 연관된 업무 규칙이다.

이들 서로 다른 두 유형의 규칙은 각자 다른 속도로, 그리고 다른 이유로 변경될 것이다. 따라서 이들 규칙은 서로 분리하고, 독립적으로 변경할 수 있도록 만들어야만 한다.

데이터베이스, 쿼리 언어, 심지어 스키마조차도 기술적인 세부사항이며, 업무 규칙이나 UI와는 아무 관련이 없다.

이들은 시스템의 업무 측면과는 다른 속도로, 그리고 다른 이유로 변경된다.

 

결론적으로 아키텍트는 이들을 시스템의 나머지 부분으로부터 분리하여 독립적으로 변경할 수 있도록 해야만 한다.

이제 우리는 시스템을 서로 결합되지 않은 수평적인 계층으로 분리하는 방법을 알게 되었다.

이러한 계층의 예로는 UI, 애플리케이션에 특화된 업무 규칙, 애플리케이션과는 독립적인 업무 규칙, 데이터베이스 등을 들 수 있다.

 

유스케이스 결합 분리

서로 다른 이유로 변경되는 것은 또 무엇이 있을까? 바로 유스케이스 그 자체가 있다!

주문 입력 시스템에서 주문을 추가하는 유스케이스는 주문을 삭제하는 유스케이스와는 틀림없이 다른 속도로, 그리고 다른 이유로 변경된다. 유스케이스는 시스템을 분할하는 매우 자연스러운 방법이다.

이와 동시에 유스케이스는 시스템의 수평적인 계층을 가로지르도록 자른, 수직으로 좁다란 조각이기도 하다. 각 유스케이스는 UI의 일부, 애플리케이션 특화 업무 규칙의 의무, 애플리케이션 독립적 업무 규칙의 일부, 그리고 데이터베이스 기능의 일부를 사용한다.

 

따라서 우리는 시스템을 수평적 계층으로 분할하면서 동시에 해당 계층을 가로지르는, 얇은 수직적인 유스케이스로 시스템을 분할할 수 있다.

이와 같이 결합을 분리하려면 주문 추가 유스케이스의 UI와 주문 삭제 유케이스의 UI를 분리해야 한다.

유스케이스의 업무 규칙과 데이터베이스부분도 마찬가지이다.

이런 식으로 시스템의 맨 아래 계층까지 수직으로 내려가며 유스케이스들이 각 계층에서 서로 겹치지 않게 한다.

 

여기에서 패턴을 볼 수 있다.

시스템에서 서로 다른 이유로 변경되는 요소들의 결합을 분리하면 기존 요소에 지장을 주지 않고도 새로운 유스케이스를 계속해서 추가할 수 있게 된다.

또한 유스케이스를 뒷받침하는 UI와 데이터베이스를 서로 묶어서 각 유스케이스가 UI와 데이터베이스의 서로 다른 관점을 사용하게 되면, 새로운 유스케이스를 추가하더라도 기존 유스케이스에 영향을 주는 일은 거의 없을 것이다.

 

결합 분리 모드

이렇게 결합을 분리하면 두 번째 항목인 운영 관점에서 어떤 의미가 있는지 보자.

유스케이스에서 서로 다른 관점이 분리되었다면,높은 처리량을 보장해야 하는 유스케이스와 낮은 처리량으로도 충분한 유스케이스는 이미 분리되어 있을 가능성이 높다. UI와 데이터베이스가 업무 규칙과 분리되어있다면, UI와 데이터베이스는 업무 규칙과는 다른 서버에서 실행될 수 있다. 높은 대역폭을 요구하는 유스케이스는 여러 서버로 복제하여 실행할 수 있다.

간단히 말해 유스케이스를 위해 수행하는 결합 분리는 운영에도 도움이된다.

하지만 운영 측면에서 이점을 살리기 위해선 결합을 분리할 때 적절한 모드를 선택해야 한다.

예를 들어 분리된 컴포넌트를 서로 다른 서버에서 실행해야 하는 상황이라면, 이들 컴포넌트가 단일 프로세서의 동일한 주소 공간에 함께 상주하는 형태로 만들어져서는 안 된다.

 

분리된 컴포넌트는 반드시 독립된 서비스가 되어야 하고, 일종의 네트워크를 통해 서로 통신해야한다.

많은 아키텍트가 이러한 컴포넌트를 서비스 또는 마이크로서비스라고 하는데, 그 구분 기준은 모호하다.

실제로 서비스에 기반한 아키텍처를 서비스 지향 아키텍처라고 부른다.

기억해야 할 점은 좋은 아키텍처는 선택권을 열어 둔다는 사실이다.

결합 분리 모드는 이러한 선택지 중 하나다.

 

개발 독립성

세 번째 항목은 개발이었다.

컴포넌트가 완전히 분리되면 팀 사이의 간섭은 줄어든다.

업무 규칙이 UI를 알지 목하면 UI에 중점을 둔 팀은 업무 규칙에 중점을 둔 팀에 그다지 영향을 줄 수 없다.

 

유스케이스 자체도 서로 결합이 분리되면 addOrder 유스케이스에 중점을 둔 팀이 deleteOrder 유스케이스에 중점을 둔 팀에 개입할 가능성은 거의 없다.

계층과 유스케이스의 결합이 분리되는 한 시스템의 아키텍처는 그 팀 구조를 뒷받침해 줄 것이다.

 

배포 독립성

유스케이스와 계층의 결합이 분리되면 배포 측면에서도 고도의 유연성이 생긴다. 실제로 결합을 제대로 분리했다면 운영 중인 시스템에서도 계층과 유스케이스를 교체할 수 있다.

새로운 유스케이스를 추가하는 일은 시스템의 나머지는 그대로 둔 채 새로운 jar파일이나 서비스 몇 개를 추가하는 정도로 단순한 일이 된다.

 

중복

아키텍트는 종종 함정에 빠지곤 한다. 전적으로 중복에 대한 공포로부터 발생하는 함정이다.

소프트웨어에서 중복은 보통 나쁘다.

하지만 중복에도 여러 가지가 있다.

그 중 하나는 진짜 중복이다.

이 경우 한 인스턴스가 변경되면, 동일한 변경을 그 인스턴스의 모든 복사본에 반드시 적용해야 한다.

 

또 다른 중복은 거짓된 또는 우발적인 중복이다.

중복으로 보이는 두 코드 영역이 각자의 경로로 발전한다면(서로 다른 속도와 다른 이유로 변경된다면)

이 두 코드는 진짜 중복이 아니다.

유스케이스를 수직으로 분리할 때 이러한 문제와 마주칠 테고, 이들 유스케이스를 통합하고 싶다는 유혹을 받게 될 것이다. 왜냐하면 이들 유스케이스가 서로 비슷한 화면 구조, 비슷한, 알고리즘, 그리고 비슷한 데이터베이스 쿼리와 스키마를 가지기 때문이다. 조심하라. 자동반사적으로 중복을 제거해버리는 잘못을 저지르는 유혹을 떨쳐내라.

 

마찬가지로 계층을 수평으로 분리하는 경우, 특정 데이터베이스 레코드의 데이터 구조가 특정 화면의 데이터 구조와 상당히 비슷하다는 점을 발견할 수도 있다.

이때 데이터베이스 레코드와 동일한 형태의 뷰모델을 만들어서 각 항목을 복사하는게 아니라, 데이터베이스 레코드를 있는 그대로 UI까지 전달하고 싶다는 유혹을 받을 수도 있다.

이런 경우를 조심하라. 뷰 모델을 별도로 만드는 일은 그다지 많은 노력이 들지 않을 뿐만 아니라, 계층 간 결합을 적절하게 분리하여 유지하는 데도 도움이 될 것이다.

 

결합 분리 모드(다시)

다시 결합 분리 모드로 돌아오자.

계층과 유스케이스의 결합을 분리하는 법은 다양하다.

소스 코드 수준에서 분리할 수 있으며, 바이너리 코드(배포)수준에서도 분해할 수 있고, 그리고 실행 단위(서비스)수준에서도 분리할 수 있다.

• 소스 수준 분리 모드: 소스 코드 모듈 사이의 의존성을 제어할 수 있다. 이를 통해 하나의 모듈이 변하더라도 다른 모듈을 변경하거나 재컴파일하지 않을 수 있다.
  이 모드에서는 모든 컴포넌트가 같은 주소 공간에서 실행되고, 서로 통신할 때는 간단한 함수 호출을 사용한다. 컴퓨터 메모리에는 하나의 실행 파일만이 로드된다. 이러한 구조를 흔히 모노리틱 구조라고 부른다.
• 배포 수준 분리 모드: jar파일, DLL, 공유 라이브러리와 같이 배포 가능한 단위들 사이의 의존성을 제어할 수 있다. 이를 통해 한 모듈의 소스 코드가 변하더라도 다른 모듈을 재빌드하거나 재배포하지 않도록 만들 수 있다.
  많은 컴포넌트가 여전히 같은 주소 공간에 상주하며, 단순한 함수 호출을 통해 통신할 수 있다.
  어떤 컴포넌트는 동일한 프로세서의 다른 프로세스에 상주하고, 프로세스 간 통신, 소켓, 또는 공유 메모리를 통해 통신할 수 있다.
  이 모드의 중요한 특징은 결합이 분리된 컴포넌트가 jar 파일, Gem파일, DLL과 같이 독립적으로 배포할 수 있는 단위로 분할되어 있다는점이다.
• 서비스 수준 분리 모드: 의존하는 수준을 데이터 구조 단위까지 낮출 수 있고, 순전히 네트워크 패킷을 통해서만 통신하도록 할 수 있다.
  이를 통해 모든 실행 가능한 단위는 소스와 바이너리 변경에 대해 서로 완전히 독립적이게 된다

어떤 모드가 사용하기에 가장 좋은가?

프로젝트 초기 단계에는 어떤 모드가 최선인지 알기 어렵다.

사실 프로젝트가 성장할수록 최적인 모드가 달라질 수 있다.

 

좋은 아키텍처는 시스템이 모노리틱 구조로 태어나서 단일 파일로 배포되더라도, 이후에는 독립적으로 배포 가능한 단위들의 집합으로 성장하고, 또 독립적인 서비스나 마이크로서비스 수준까지 성장할 수 있도록 만들어야 한다. 또한 좋은 아키텍처라면 나중에 상황이 바뀌었을 때 이 진행 방향을 거꾸로 돌려 원래 형태인 모노리틱 구조로 되돌릴 수도 있어야 한다.

 

좋은 아키텍처는 이러한 변경으로부터 소스 코드 대부분을 보호한다. 좋은 아키텍처는 결합 분리 모드를 선택사항으로 남겨두어서 배포 규모에 따라 가장 적합한 모드를 선택해 사용할 수 있게 만들어 준다.