소프트웨어 아키텍처 설계를 위한 5가지 핵심 원칙은 모듈화, 단일 책임 원칙, 인터페이스 분리, 의존성 역전, 레이어 분리이다. 각각의 원칙은 소프트웨어 시스템의 구조를 유연하고 확장 가능하게 만들어주며, 유지보수성을 향상시키고 재사용성을 높이는데 도움을 준다. 이러한 원칙들을 준수함으로써 안정적이고 확장 가능한 소프트웨어를 설계할 수 있다. 아키텍처 설계를 할 때 이러한 원칙들을 염두에 두고 설계하는 것이 중요하다. 아래 글에서 자세하게 알아봅시다.
모듈화
높은 응집도와 낮은 결합도
모듈화는 소프트웨어 시스템을 작고 독립적인 단위로 나누는 것을 의미한다. 이는 시스템을 분리된 모듈로 구성하여 개발과 유지보수를 용이하게 한다. 모듈화의 핵심은 높은 응집도와 낮은 결합도를 갖도록 설계하는 것이다. 모듈의 응집도가 높다는 것은 모듈 내부의 요소들이 서로 관련되어있고 구성 요소 간의 관계가 강하다는 것을 의미한다. 반면 모듈의 결합도가 낮다는 것은 모듈끼리 독립적이며 서로에게 영향을 미치지 않는다는 것을 의미한다. 이러한 모듈화의 원칙을 따르면 시스템의 기능을 더 쉽게 변경하고 확장할 수 있으며, 오류를 찾고 수정하는 것이 편리해진다.
단일 책임 원칙
단일 책임 원칙(Single Responsibility Principle, SRP)은 각 모듈이 하나의 책임만을 가져야 한다는 원칙이다. 모듈이 단일 책임을 갖게 되면 해당 모듈의 변경이나 오류 수정이 쉬워지며, 다른 모듈에 미치는 영향도 최소화된다. 이를 통해 시스템의 유지보수성과 재사용성을 높일 수 있다. 단일 책임 원칙은 모듈의 크기와 관련하여 ‘한 가지 이유로 변경할 수 있어야 한다’라는 원칙을 적용하면 더욱 효과적으로 적용될 수 있다.
인터페이스 분리
인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)은 클라이언트가 자신이 사용하지 않는 인터페이스에 의존하지 않아야 한다는 원칙이다. 인터페이스는 클라이언트와 서비스 사이의 계약 역할을 하며, 클라이언트에게는 필요한 기능만을 제공해야 한다. 따라서 하나의 큰 인터페이스보다는 여러 개의 작은 인터페이스로 나눌 수 있어야 한다. 이를 통해 클라이언트의 의존성을 최소화하고, 필요하지 않은 기능에 대한 변경에 대해 영향을 받지 않게 된다.
소프트웨어 아키텍처 설계 원칙
의존성 역전
상위 수준 모듈과 하위 수준 모듈의 분리
의존성 역전 원칙(Dependency Inversion Principle, DIP)은 상위 수준 모듈과 하위 수준 모듈 사이의 의존성을 끊는 것을 의미한다. 상위 수준 모듈은 정책이나 비즈니스 로직을 담당하며, 하위 수준 모듈은 구체적인 구현을 담당한다. 의존성 역전은 상위 수준 모듈이 하위 수준 모듈에 의존하는 대신, 둘 모두 추상화된 인터페이스나 추상 클래스에 의존하도록 만든다. 이를 통해 상위 수준 모듈의 변경이 하위 수준 모듈에 큰 영향을 주지 않으며, 모듈들 간의 결합도를 낮춰 시스템을 유연하고 확장 가능하게 설계할 수 있다.
레이어 분리
Presentation, Business, Persistence 레이어
레이어 분리는 소프트웨어를 Presentation, Business, Persistence 레이어로 나누는 것을 의미한다. Presentation 레이어는 사용자 인터페이스(UI)와 관련된 기능을 담당하며, Business 레이어는 비즈니스 로직을 담당한다. Persistence 레이어는 데이터 저장 및 검색과 관련된 기능을 담당한다. 이를 통해 각 레이어는 독립적으로 변경될 수 있으며, 시스템의 구조와 기능 수정이 용이해진다. 레이어 분리는 특히 대규모 시스템의 관리와 유지보수에 매우 중요한 역할을 한다.
마치며
모듈화, 단일 책임 원칙, 인터페이스 분리, 의존성 역전, 레이어 분리 등 소프트웨어 설계 원칙과 레이어 분리는 코드의 구조와 유지보수에 매우 중요한 역할을 한다. 이러한 원칙과 설계 패턴을 잘 이해하고 적용한다면 유연하고 확장 가능한 시스템을 개발할 수 있다. 따라서 개발자는 이러한 원칙을 항상 염두에 두며 코드를 작성해야 한다.
추가로 알면 도움되는 정보
1. 모듈화를 위해 알아야 할 여러 가지 디자인 패턴이 존재한다. 예를 들어, MVC(Model-View-Controller) 패턴은 Presentation, Business, Persistence 레이어를 쉽게 분리할 수 있는 패턴이다.
2. SOLID 원칙(Single Responsibility, Open-Closed, Liskov Substitution, Interface Segregation, Dependency Inversion)은 객체지향 설계 원칙의 앞글자를 딴 것으로, 좋은 객체지향 코드를 작성하기 위한 원칙들을 나타낸다.
3. GRASP(General Responsibility Assignment Software Patterns) 패턴은 객체지향 설계에서 책임을 할당하는 방법에 대한 가이드라인을 제공한다.
4. 레이어 분리를 위해 자주 사용되는 아키텍처 패턴으로는 N-Tier 아키텍처와 Clean Architecture 등이 있다.
5. 더 큰 규모의 시스템에서는 모듈화와 레이어 분리에 더 많은 주의가 필요하며, 이를 위해 사용되는 도구와 기술도 존재한다.
놓칠 수 있는 내용 정리
모듈화, 단일 책임 원칙, 인터페이스 분리, 의존성 역전, 레이어 분리는 소프트웨어 설계의 기본 원칙이다. 하지만 실제 개발 중에는 이러한 원칙을 놓칠 수 있다. 예를 들어, 하나의 모듈이 여러 개의 책임을 가지거나 모듈 간의 결합도가 높은 설계를 할 수 있다. 따라서 개발자는 이러한 원칙들에 대해 항상 유념하며 코드를 작성해야 한다.
