모듈을 개선하고 정리하는 단계를 살펴보자.
public static void main(String[] args) {
try {
Args arg = new Args("l,p#,d*", args); // 형식 스키마 정의(l, p#, d*)
boolean logging = arg.getBoolean('l'); // -l 불 인수
int port = arg.getInt('p'); // -p 정수 인수
String directory = arg.getString('d'); // -d 문자열 인수
executeApplication(logging, port, directory);
} catch (ArgsException e) {
System.out.print("Argument error: %s\n", e.errorMessage());
}
}위와 같이 사용하는 Args 모듈을 분석하고 개선해 본다.
붙인 방법, 함수 크기, 코드 형식에 주목한다.
package com.objectmentor.utilities.args;
import static com.objectmentor.utilities.args.ArgsException.ErrorCode.*;
import java.util.*;
public class Args {
private Map<Character, ArgumentMarshaler> marshalers;
private Set<Character> argsFound;
private ListIterator<String> currentArgument;
public Args(String schema, String[] args) throws ArgsException {
marshalers = new HashMap<Character, ArgumentMarshaler>();
argsFound = new HashSet<Character>();
parseSchema(schema);
parseArgumentStrings(Arrays.asList(args));
}
private void parseSchema(String schema) throws ArgsException {
for (String element : schema.split(",")) // [l, p#, d*]
if (element.length() > 0)
parseSchemaElement(element.trim());
}
private void parseSchemaElement(String element) throws ArgsException {
char elementId = element.charAt(0);
String elementTail = element.substring(1);
validateSchemaElementId(elementId);
if (elementTail.length() == 0)
marshalers.put(elementId, new BooleanArgumentMarshaler());
else if (elementTail.equals("*"))
marshalers.put(elementId, new StringArgumentMarshaler());
else if (elementTail.equals("#"))
marshalers.put(elementId, new IntegerArgumentMarshaler());
else if (elementTail.equals("##"))
marshalers.put(elementId, new DoubleArgumentMarshaler());
else if (elementTail.equals("[*]"))
marshalers.put(elementId, new StringArrayArgumentMarshaler());
else
throw new ArgsException(INVALID_ARGUMENT_FORMAT, elementId, elementTail);
}
private void validateSchemaElementId(char elementId) throws ArgsException {
if (!Character.isLetter(elementId))
throw new ArgsException(INVALID_ARGUMENT_NAME, elementId, null);
}
private void parseArgumentStrings(List<String> argsList) throws ArgsException {
for (currentArgument = argsList.listIterator(); currentArgument.hasNext();) {
String argString = currentArgument.next();
if (argString.startsWith("-")) {
parseArgumentCharacters(argString.substring(1));
} else {
currentArgument.previous();
break;
}
}
}
private void parseArgumentCharacters(String argChars) throws ArgsException {
for (int i = 0; i < argChars.length(); i++)
parseArgumentCharacter(argChars.charAt(i));
}
private void parseArgumentCharacter(char argChar) throws ArgsException {
ArgumentMarshaler m = marshalers.get(argChar);
if (m == null) {
throw new ArgsException(UNEXPECTED_ARGUMENT, argChar, null);
} else {
argsFound.add(argChar);
try {
m.set(currentArgument);
} catch (ArgsException e) {
e.setErrorArgumentId(argChar);
throw e;
}
}
}
}
// ArgumentMarshaler //////////////////////////////
public interface ArgumentMarshaler {
void set(Iterator<String> currentArgument) throws ArgsException;
}
// BooleanArgumentMarshaler //////////////////////////////
public class BooleanArgumentMarshaler implements ArgumentMarshaler {
private boolean booleanValue = false;
public void set(Iterator<String> currentArgument) throws ArgsException {
booleanValue = true;
}
public static boolean getValue(ArgumentMarshaler am) {
if (am != null && am instanceof BooleanArgumentMarshaler)
return ((BooleanArgumentMarshaler) am).booleanValue;
else
return false;
}
}
// StringArgumentMarshaler //////////////////////////////
import static com.objectmentor.utilities.args.ArgsException.ErrorCode.*;
public class StringArgumentMarshaler implements ArgumentMarshaler {
private String stringValue = "";
public void set(Iterator<String> currentArgument) throws ArgsException {
try {
stringValue = currentArgument.next();
} catch (NoSuchElementException e) {
throw new ArgsException(MISSING_STRING);
}
}
public static String getValue(ArgumentMarshaler am) {
if (am != null && am instanceof StringArgumentMarshaler)
return ((StringArgumentMarshaler) am).stringValue;
else
return "";
}
}
// IntegerArgumentMarshaler //////////////////////////////
import static com.objectmentor.utilities.args.ArgsException.ErrorCode.*;
public class IntegerArgumentMarshaler implements ArgumentMarshaler {
private int intValue = 0;
public void set(Iterator<String> currentArgument) throws ArgsException {
String parameter = null;
try {
parameter = currentArgument.next();
intValue = Integer.parseInt(parameter);
} catch (NoSuchElementException e) {
throw new ArgsException(MISSING_INTEGER);
} catch (NumberFormatException e) {
throw new ArgsException(INVALID_INTEGER, parameter);
}
}
public static int getValue(ArgumentMarshaler am) {
if (am != null && am instanceof IntegerArgumentMarshaler)
return ((IntegerArgumentMarshaler) am).intValue;
else
return 0;
}
}
// ArgsException //////////////////////////////
import static com.objectmentor.utilities.args.ArgsException.ErrorCode.*;
public class ArgsException extends Exception {
private char errorArgumentId = '\0';
private String errorParameter = null;
private ErrorCode errorCode = OK;
public ArgsException() {}
public ArgsException(String message) {super(message);}
public ArgsException(ErrorCode errorCode) {
this.errorCode = errorCode;
}
public ArgsException(ErrorCode errorCode, String errorParameter) {
this.errorCode = errorCode;
this.errorParameter = errorParameter;
}
public ArgsException(ErrorCode errorCode, char errorArgumentId, String errorParameter) {
this.errorCode = errorCode;
this.errorParameter = errorParameter;
this.errorArgumentId = errorArgumentId;
}
public char getErrorArgumentId() {
return errorArgumentId;
}
public void setErrorArgumentId(char errorArgumentId) {
this.errorArgumentId = errorArgumentId;
}
public String getErrorParameter() {
return errorParameter;
}
public void setErrorParameter(String errorParameter) {
this.errorParameter = errorParameter;
}
public ErrorCode getErrorCode() {
return errorCode;
}
public void setErrorCode(ErrorCode errorCode) {
this.errorCode = errorCode;
}
public String errorMessage() {
switch (errorCode) {
case OK:
return "TILT: Should not get here.";
case UNEXPECTED_ARGUMENT:
return String.format("Argument -%c unexpected.", errorArgumentId);
case MISSING_STRING:
return String.format("Could not find string parameter for -%c.", errorArgumentId);
case INVALID_INTEGER:
return String.format("Argument -%c expects an integer but was '%s'.", errorArgumentId, errorParameter);
case MISSING_INTEGER:
return String.format("Could not find integer parameter for -%c.", errorArgumentId);
case INVALID_DOUBLE:
return String.format("Argument -%c expects a double but was '%s'.", errorArgumentId, errorParameter);
case MISSING_DOUBLE:
return String.format("Could not find double parameter for -%c.", errorArgumentId);
case INVALID_ARGUMENT_NAME:
return String.format("'%c' is not a valid argument name.", errorArgumentId);
case INVALID_ARGUMENT_FORMAT:
return String.format("'%s' is not a valid argument format.", errorParameter);
}
return "";
}
public enum ErrorCode {
OK, INVALID_ARGUMENT_FORMAT, UNEXPECTED_ARGUMENT, INVALID_ARGUMENT_NAME,
MISSING_STRING, MISSING_INTEGER, INVALID_INTEGER, MISSING_DOUBLE, INVALID_DOUBLE
}
}Args 유틸을 정의하기 위해 굉장히 많은 코드가 필요하다! 우선적인 이유는 장황한 언어인 자바를 사용해서인데, 정적 타입 언어라서 타입 시스템을 만족하려면 많은 단어가 필요하다.
하지만 날짜 인수나 복소수 인수 등 새로운 인수 유형을 추가하는 방법이 명백하며 고칠 코드도 별로 없다.
ArgumentMarshaler 에서 새 클래스를 파생해 getXXX 함수를 추가한 후 parseSchemaElement 함수에 새 case 문만 추가하면 끝이다. 필요하다면 새 ArgsException.ErrorCode를 만들고 새 오류 메시지를 추가한다.
나는 위 프로그램을 처음부터 저렇게 구현하지 않았다. 더욱 중요하게는 여러분이 깨끗하고 우아한 프로그램을 한 방에 뚝딱 내놓으리라 기대하지 않는다. 프로그래밍은 과학보다 공예(craft)에 가깝다는 사실이다. 깨끗한 코드를 짜려면 먼저 지저분한 코드를 짠 뒤에 정리해야 한다는 의미이다.
초등학교 시절 선생님들도 작문을 할 때도 초안부터 쓰라고 교육을 하셨다. 깔끔한 작품을 내놓으려면 단계적으로 개선해야 한다고 가르치려 애쓰셨다.
대다수의 신참 프로그래머는 (대다수 초딩과 마찬가지로) 이 충고를 충실히 따르지 않는다. 그들은 무조건 돌아가는 프로그램을 목표로 잡는다. 일단 프로그램이 '돌아가면' 다음 업무로 넘어간다. '돌아가는' 프로그램은 그 상태가 어떻든 그대로 버려둔다. 경험이 풍부한 전문 프로그래머라면 이런 행동이 전문가로서 자살 행위라는 사실을 잘 안다.
최초의 초안 코드를 보고 수정해 보자.
import java.text.ParseException;
import java.util.*;
public class Args {
private String schema;
private String[] args;
private boolean valid = true;
private Set<Character> unexpectedArguments = new TreeSet<Character>();
private Map<Character, Boolean> booleanArgs = new HashMap<Character, Boolean>();
private Map<Character, String> stringArgs = new HashMap<Character, String>();
private Map<Character, Integer> intArgs = new HashMap<Character, Integer>();
private Set<Character> argsFound = new HashSet<Character>();
private int currentArgument;
private char errorArgumentId = '\0';
private String errorParameter = "TILT";
private ErrorCode errorCode = ErrorCode.OK;
private enum ErrorCode {
OK, MISSING_STRING, MISSING_INTEGER, INVALID_INTEGER, UNEXPECTED_ARGUMENT
}
public Args(String schema, String[] args) throws ParseException {
this.schema = schema;
this.args = args;
valid = parse();
}
private boolean parse() throws ParseException {
if (schema.length() == 0 && args.length == 0) return true;
parseSchema();
try {
parseArguments();
} catch (ArgsException e) {
}
return valid;
}
private boolean parseSchema() throws ParseException {
for (String element : schema.split(",")) {
if (element.length() > 0) {
String trimmedElement = element.trim();
parseSchemaElement(trimmedElement);
}
}
return true;
}
private void parseSchemaElement(String element) throws ParseException {
char elementId = element.charAt(0);
String elementTail = element.substring(1);
validateSchemaElementId(elementId);
if (isBooleanSchemaElement(elementTail))
parseBooleanSchemaElement(elementId);
else if (isStringSchemaElement(elementTail))
parseStringSchemaElement(elementId);
else if (isIntegerSchemaElement(elementTail))
parseIntegerSchemaElement(elementId);
else
throw new ParseException(String.format("Argument: %c has invalid format: %s.", elementId, elementTail), 0);
}
}
private void validateSchemaElementId(char elementId) throws ParseException {
if (!Character.isLetter(elementId)) {
throw new ParseException("Bad character:" + elementId + "in Args format: " + schema, 0);
}
}
private void parseBooleanSchemaElement(char elementId) {
booleanArgs.put(elementId, false);
}
private void parseIntegerSchemaElement(char elementId) {
intArgs.put(elementId, 0);
}
private void parseStringSchemaElement(char elementId) {
stringArgs.put(elementId, "");
}
private boolean isStringSchemaElement(String elementTail) {
return elementTail.equals("*");
}
private boolean isBooleanSchemaElement(String elementTail) {
return elementTail.length() == 0;
}
private boolean isIntegerSchemaElement(String elementTail) {
return elementTail.equals("#");
}
private boolean parseArguments() throws ArgsException {
for (currentArgument = 0; currentArgument < args.length; currentArgument++) {
String arg = args[currentArgument];
parseArgument(arg);
}
return true;
}
private void parseArgument(String arg) throws ArgsException {
if (arg.startsWith("-"))
parseElements(arg);
}
private void parseElements(String arg) throws ArgsException {
for (int i = 1; i < arg.length(); i++)
parseElement(arg.charAt(i));
}
private void parseElement(char argChar) throws ArgsException {
if (setArgument(argChar))
argsFound.add(argChar);
else
unexpectedArguments.add(argChar);
errorCode = ErrorCode.UNEXPECTED_ARGUMENT;
valid = false;
}
private boolean setArgument(char argChar) throws ArgsException {
if (isBooleanArg(argChar))
setBooleanArg(argChar, true);
else if (isStringArg(argChar))
setStringArg(argChar);
else if (isIntArg(argChar))
setIntArg(argChar);
else
return false;
return true;
}
private boolean isIntArg(char argChar) {
return intArgs.containsKey(argChar);
}
private void setIntArg(char argChar) throws ArgsException {
currentArgument++;
String parameter = null;
try {
parameter = args[currentArgument];
intArgs.put(argChar, new Integer(parameter));
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
valid = false;
errorArgumentId = argChar;
errorCode = ErrorCode.MISSING_INTEGER;
throw new ArgsException();
} catch (NumberFormatException e) {
valid = false;
errorArgumentId = argChar;
errorParameter = parameter;
errorCode = ErrorCode.INVALID_INTEGER;
throw new ArgsException();
}
}
private void setStringArg(char argChar) throws ArgsException {
currentArgument++;
try {
stringArgs.put(argChar, args[currentArgument]);
} catch (ArrayIndexOutOfBoundsException e) {
valid = false;
errorArgumentId = argChar;
errorCode = ErrorCode.MISSING_STRING;
throw new ArgsException();
}
}
private boolean isStringArg(char argChar) {
return stringArgs.containsKey(argChar);
}
private void setBooleanArg(char argChar, boolean value) {
booleanArgs.put(argChar, value);
}
private boolean isBooleanArg(char argChar) {
return booleanArgs.containsKey(argChar);
}
public int cardinality() {
return argsFound.size();
}
public String usage() {
if (schema.length() > 0)
return "-[" + schema + "]";
else
return "";
}
public String errorMessage() throws Exception {
switch (errorCode) {
case OK:
throw new Exception("TILT: Should not get here.");
case UNEXPECTED_ARGUMENT:
return unexpectedArgumentMessage();
case MISSING_STRING:
return String.format("Could not find string parameter for -%c.", errorArgumentId);
case INVALID_INTEGER:
return String.format("Argument -%c expects an integer but was '%s'.", errorArgumentId, errorParameter);
case MISSING_INTEGER:
return String.format("Could not find integer parameter for -%c.", errorArgumentId);
}
return "";
}
private String unexpectedArgumentMessage() {
StringBuffer message = new StringBuffer("Argument(s) -");
for (char c : unexpectedArguments) {
message.append(c);
}
message.append(" unexpected.");
return message.toString();
}
private boolean falseIfNull(Boolean b) {
return b != null && b;
}
private int zeroIfNull(Integer i) {
return i == null ? 0 : i;
}
private String blankIfNull(String s) {
return s == null ? "" : s;
}
public String getString(char arg) {
return blankIfNull(stringArgs.get(arg));
}
public int getInt(char arg) {
return zeroIfNull(intArgs.get(arg));
}
public boolean getBoolean(char arg) {
return falseIfNull(booleanArgs.get(arg));
}
public boolean has(char arg) {
return argsFound.contains(arg);
}
public boolean isValid() {
return valid;
}
private class ArgsException extends Exception {
}
}이처럼 지저분한 코드를 보고 처음 든 생각이 "저자가 그냥 버려두지 않아서 진짜 다행이야!"이기 바란다. 만약 그렇다면 그렇다면 자신이 대충 짜서 남겨둔 코드를 남들이 어떻게 느낄지 생각하기 바란다.
첫 버전이던 Boolean 인수만 지원하던 초기 버전에서 String과 Integer 인수 유형을 추가하면서 부터 재앙이 시작됐다.
추가할 인수 유형이 적어도 두 개는 더 있었는데 그러면 코드가 훨씬 더 나빠지리라는 사실이 자명했다. 계속 밀어붙이면 프로그램은 어떻게든 완성하겠지만 그랬다가는 너무 커서 손대기 어려운 골칫거리가 생겨날 참이었다. 코드 구조를 유지보수하기 좋은 상태로 만들려면 지금이 적기라 판단했다.
그래서 나는 기능을 더 이상 추가하지 않기로 결정하고 리팩터링을 시작했다. 인수 유형은 다양하지만 모두가 유사한 메서드를 제공하므로 클래스 하나가 적합하다 판단했다. 그래서 ArgumentMarshaler라는 개념이 탄생했다.
프로그램을 망치는 가장 좋은 방법 중 하나는 개선이라는 이름 아래 구조를 크게 뒤집는 행위다. 어떤 프로그램은 그저 그런 '개선'에서 결코 회복하지 못한다. '개선' 전과 똑같이 프로그램을 돌리기가 아주 어렵기 때문이다.
그래서 나는 테스트 주도 개발(Test-Driven Development, TDD)라는 기법을 사용했다. TDD는 언제 어느 때라도 시스템이 돌아가야 한다는 원칙을 따른다. 다시 말해, TDD는 시스템을 망가뜨리는 변경을 허용하지 않는다. 변경을 가한 후에도 시스템이 변경 전과 똑같이 돌아가야 한다는 말이다.
변경 전후 시스템이 똑같이 돌아간다는 사실을 확인하려면 언제든 실행이 가능한 자동화된 테스트 슈트가 필요하다. 앞서 Args 클래스를 구현하는 동안에 나는 이미 단위 테스트 슈트와 인수 테스트를 만들어 놓았다. 두 테스트 모두 언제든 실행이 가능했고, 시스템이 두 테스트를 모두 통과하면 올바로 동작한다고 봐도 좋았다.
그래서 나는 시스템에 자잘한 변경을 가하기 시작했다. 코드를 변경할 때마다 시스템 구조는 조금씩 ArgumentMarshaler 개념에 가까워졌다.
private Map<Character, ArgumentMarshaler> boolean Args = new HashMap<Character, ArgumentMarshaler>();String 인수를 추가하는 과정은 boolean 인수와 매우 유사했다. HashMap을 변경한 후 parse, set, get 함수를 고쳤다. 일단 각 인수 유형을 처리하는 코드를 모두 ArgumentMarshaler 클래스에 넣고 나서 그 파생 클래스를 만들어 코드를 분리할 계획을 세우고 진행했다. 그러면 프로그램 구조를 조금씩 변경하는 동안에도 시스템의 정상 동작을 유지하기 쉬워지기 때문이다.
해당 부분을 리팩토링하고 난 후 남는 문제는 예외 코드 부분이다. 예외 코드는 아주 흉할뿐더러 사실상 Args 클래스에 속하지도 않는다. 게다가 ParseException을 던지지만 ParseException은 Args 클래스에 속하지 않는다. 그러므로 모든 예외를 하나로 모아 ArgsException 클래스를 만든 후 독자 모듈로 옮긴다. 이렇게 되면 Args 모듈에서 예외/오류 처리 코드를 완벽하게 분리할 수 있다.
소프트웨어 설계는 분할만 잘해도 품질이 크게 높아진다. 적절한 장소를 만들어 코드만 분리해도 설계가 좋아진다. 관심사를 분리하면 코드를 이해하고 보수하기 훨씬 더 쉬워진다.
ArgsException 클래스의 errorMessage 메서드는 명백히 SRP 를 위반한다.(Args클래스가 오류 메시지 형식까지 책임져야 했기 때문.) 하지만 그렇다고 ArgsException 클래스가 오류 메시지 형식을 처리해야 했을까?
솔직하게 이것은 절충안이다. ArgsException 에 맡기면 안된다면 클래스를 새로 만들어야 한다. 하지만 미리 깔끔하게 만들어진 오류 메시지로 얻는 장점은 무시하기 어렵다.
그저 돌아가는 코드만으로는 부족하다. 돌아가는 코드가 심하게 망가지는 사례는 흔하다. 단순히 돌아가는 코드에 만족하는 프로그래머는 전문가 정신이 부족하다.
나쁜 코드보다 더 오랫동안 더 심각하게 개발 프로젝트에 악영향을 미치는 요인도 없다 나쁜 코드는 썩어 문드러진다..
코드는 언제나 최대한 깔끔하고 단순하게 정리하자. 절대로 썩어가게 방치하면 안 된다.