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의존성 역전 원칙은 상위 수준 모듈은 하위 수준 모듈에 의존하지 말아야 한다 는 원칙입니다.

조금 풀어 쓰면,

  1. 상위 수준 모듈은 하위 수준 모듈을 직접 의존하지 말고,
  2. 상위 수준과 하위 수준 모두 인터페이스에 의존하라.

라는 뜻입니다. !!!둘 다!!!말이죠.

이 원칙을 준수하면,

  1. 의존성 주입 을 통해 알고리즘 변경이 용이하여 유연성이 향상됩니다.(Strategy 참고)
  2. 구체 모듈보다는 인터페이스에 의존하므로 모듈간의 결합도와 의존성이 낮아집니다.
  3. 코딩 계약 에 의한 코드 구현만 준수하면 되므로 구현 편의성이 향상됩니다.

위반 사례

저장 기능이 필요한 Shape 개체가 있다고 합시다.

다음에서 Save()시 Xml로 저장하기 위해 멤버 변수로 m_Writer를 갖고, Save()함수 호출시 m_Writer를 이용합니다.

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class XmlWriter {
public:
    void WriteIntVal(std::wstring attrName, int val) const { /* xml로 저장합니다 */ }
};

class Shape {
private:
    int m_X;
    int m_Y;
    XmlWriter m_Writer; // 하위 수준 모듈에 의존합니다.
    
public:
    void Save() const {
        m_Writer.WriteIntVal(L"x", m_X);
        m_Writer.WriteIntVal(L"y", m_Y);
    }
};

상기 코드에서 Shape은 XmlWriter에 의존하는데요, 하위 수준을 직접 참조하였으므로 의존성 역전 원칙을 위반합니다.

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아직은 의존하는 하위 수준 개체가 한개 밖에 없지만, 이런 방식으로 점점 의존하는 개체가 많아지면, Shape은 결국 블롭이 되어 많은 개체들에게 종속된 괴물로 변신하게 됩니다.

준수 방법

상위 수준과 하위 수준 모두 인터페이스를 의존하도록 IWriter를 만들고 IWriter에 의존하도록 수정합니다.

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구현하면 하기와 같습니다.

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class IWriter {
protected:
    ~IWriter() {} // 인터페이스여서 protected non-virtual(상속해서 사용하고, 다형 소멸 안함) 입니다.
public:
    virtual void WriteIntVal(const std::wstring& attrName, int val) const = 0;
};

class XmlWriter : public IWriter {
public:
    virtual void WriteIntVal(const std::wstring& attrName, int val) const override { /* xml로 저장합니다 */ }
};

class Shape {
private:
    int m_X;
    int m_Y;
    const IWriter* m_Writer; // 인터페이스에 의존합니다.
public:
    explicit Shape(const IWriter* writer) {
        m_Writer = writer;
    }
public:
    void Save() const {
        if (m_Writer != nullptr) {
            m_Writer->WriteIntVal(L"x", m_X);
            m_Writer->WriteIntVal(L"y", m_Y);
        }
    }
};

이제 상위 모듈인 Shape과 하위 모듈인 XmlWriter가 모두 인터페이스에 의존하였으므로 의존성 역전 원칙을 준수하게 되었습니다.

의존성 주입(Dependency Injection)

의존성 주입은 외부에서 의존할 개체를 주입하는 기술입니다. 대표적으로 Strategy가 있습니다. 외부에서 의존할 개체를 선택해서 전달하므로, 개체의 확장성이 좋아지죠.

특히 테스트 주도 개발시 Fake나 Stub 개체(단위 테스트하라 참고)를 전달해서 임시 테스트를 한뒤, 차후에 실제 구현한 개체를 전달하는 방식으로 점진적으로 개선할 수 있습니다.

의존성 역전 원칙을 준수하여 인터페이스에만 의존하게 했다면, Shape 이 Json등 다른 포맷을 지원하려고 할 경우, 의존성 주입 을 통해 손쉽게 확장할 수 있습니다. IWriter 인터페이스를 지원하는 JsonWriter만 개발하고 Shape에 전달해주면 됩니다.

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다음과 같이 SetWriter()함수를 만들어 주면, 런타임에 다양한 IWriter를 사용할 수 있습니다.

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// Shape에 SetWriter() 함수를 만듭니다.
class Shape {
...
public: 
    Shape() {} // 이제 writer를 생성자에서 설정하지 않습니다.
public:
    // 런타임에 writer를 변경합니다.
    void SetWriter(const IWriter* writer) {
        assert(writer != nullptr);
        m_Writer = writer;  
    }
...
};

이제 SetWriter()로 다양한 포맷으로 저장할 수 있습니다.

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TEST(TestPrinciple, DependencyInversion) {
    XmlWriter xmlWriter;
    JsonWriter jsonWriter;

    Shape shape;
    shape.SetWriter(&xmlWriter);
    shape.Save(); // xml 으로 저장
    
    shape.SetWriter(&jsonWriter);
    shape.Save(); // json 으로 저장
}

역전의 의미

하위 수준 모듈 관점에서 의존의 방향이 기존과 달리 인터페이스 방향으로 역전되어, 의존성 역전이라고 불립니다.

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