함수형 프로그래밍, 실무에서 사용할 수 있나요? (feat. TypeScript, Nest.js)

해당 코스는 아래와 같은 주제로 진행돼요

함수형 프로그래밍의 기본 개념과 친숙해질 거예요.
함수형 패러다임으로 사고하며, 좋은 코드란 무엇일까 함께 고민하는 거예요.
실무에서 사용하는 아키텍처에서 함수형 프로그래밍의 사용 사례를 경험해 보는 거예요.

사전과제 진행 가이드

주제 전달을 위해 언어와 프레임워크를 선정했습니다.
TypeScript, Nest.js, FxTS 를 사용해서 강의를 진행합니다.
강의 수강 전 미리 숙지하면 좋을 내용들로 사전과제를 준비했습니다.

사전과제는 해당 레포지토리 Issues 탭에 미리 올려 둔 template 을 복사해서 새로운 이슈로 사전과제 풀이를 올려주세요. (Pull Request X)

사전과제

본인이 작성했던 코드 중 공유하고 싶은 코드를 이유와 함께 마크다운 코드블락을 사용해 올려주세요
- 언어 상관없음
- 어떤 로직이든 상관없음
- 단, 길이가 길지 않은 함수 단위가 좋습니다

언어: TypeScript (Framework: NestJS)
공유하고 싶은 이유: axios를 이용해서 Open API의 날씨데이터를 받아왔다. 작성한지 시간이 지난 코드지만 그래도 그당시에 스스로 찾아보고 직접 해결해서 뿌듯함을 느낀 코드중 하나이기 때문이다.
공유 코드

/* 날씨 데이터 구하기 */
async getWeatherData(IPAddress: string) {
  // IP 주소에 대응되는 위치를 구한다.
  const { lat, lng } = this.getLocationData(IPAddress);

  // const { lat, lng } = await this.getLocationData();
  const weather = this.axiosHttpService
    .get(
      `https://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?lat=${lat}&lon=${lng}&appid=${this.configService.get<string>(
        'OPEN_WEATHER_API',
      )}`,
    )
    .pipe(
      map((res) => res.data?.weather),
      map((weather) => {
        // 현재 날씨 정보를 리턴
        return weather[0]?.main;
      }),
    )
    .pipe(
      catchError(() => {
        // 403 CustomError을 호출한다.
        throw new FailGetWeatherDataException();
      }),
    );

  const result = await lastValueFrom(weather);
  return result;
}

Layered Architecture(계층 아키텍처)에 대해서 설명해 주세요

1. Software Architecture 정의

모든 소프트웨어 시스템의 기본 구조를 의미하며, 시스템 기능을 정상적으로 동작시키는 것을 의미한다.

소프트웨어 시스템에서는 컴포넌트의 설계, 컴포넌트간의 관계, 사용자간의 상호작용, 시스템에서의 사용자의 요구등을 포함한다.

예: Micro Kernel, Micro Services, Client Servers 가 해당한다.

2. Layerd Architecture 정의

N-계층 아키텍쳐. 소프트웨어 개발에서 가장 보편적이고 널리 사용되는 아키텍쳐 프레임워크를 의미한다.

단일 소프트웨어 단위들로 구성되어있는 수평계층 아키텍쳐 패턴이다.

컴포넌트와 코드들을 논리적으로 구분하여 층을 나눈다.

위의 그림처럼, 레이어1은 레이어2와 연결되어있고, 레이어2는 레이어3과 연결되어있는 것처럼 레이어1에서 레이어3으로 이동하려면 레이어2를 거쳐야한다.

레이어마다 독립적이므로, 특정 레이어가 변경한다해서 변경된 레이어에서만 적용될뿐, 연결된 다음레이어나 다른 레이어에는 영향을 미치지 않는다.

계층형 아키텍쳐의 계층수는 일반적으로 소프트웨어 설계자와 개발자에따라 달라진다.

보통은 '사용자 상호작용계층(UI Laeyr, User Interactions Layer)', '데이터 처리계층(Data Processing Layer)' 이 있다.

Presentation Layer

UI 레이어인 클라이언트와 밀접한 레이어이다.
사용자의 요청에 대해 해석하고 응답하는 일을 책임지는 계층.
Client로부터 Request를 받고, Response를 응답하는 API 를 정의한다.

Application/Business Layer

기능적인 요구사항을 수행하는 레이어이다.
비즈니스 로직을 정의하고 정상적으로 수행될 수 있도록 도메인 계층과 인프라 계층을 연결해주는 역할을 하는 계층이다.
실질적인 데이터의 상태변화 등의 처리는 도메인 계층에서 진행할 수 있도록 위임하는 것이 중요하다.
트랜잭션의 단위, DTO의 변환, 엔티티 조회 및 저장

Domain Layer

알고리즘, 프로그래밍 컴포넌트를 담당하는 레이어이다.
비즈니스 규칙, 정보에 대한 실질적인 도메인에 대한 정보를 가지고 있으며 이 모든 것을 책임지는 계층이다.
도메인 로직을 실행하는데 엔티티를 활용하고 상태를 제어하는 역할에 집중하는 계층이다.

Domain -> 사전적인 의미로는 '영역', '집합' 이다. -> 실세계에서 사건이 발생하는 집합. -> 비즈니스 도메인. 업무의 집합.

Domain 과 Object 의 차이점 객체는 추상화 또는 구체화할 수 있는 특정요소를 표현할 수 있다. 도메인은 사용자가 사용하는 모든 것을 설명할 수 있다.

Infra Structure / Persistence / Database Layer

데이터와 데이터베이스를 다루는 레이어이다.
외부와의 통신(데이터베이스, 메시징 시스템 등)을 담당하는 계층이다.
해당 계층에서 얻어온 정보를 응용계층, 도메인 계층에 전달하는 것이 주역할이다.

각각의 도메인들을 위와 같은 레이어로 분리하여 만드는 것이 DDD(Domain Driven Design)의 핵심설계방식이다.

3. Layerd Architecture 를 사용하는 경우

단순하고 작은 애플리케이션
단순한 프레임워크
아키텍쳐 지식이 부족해도 쉽게 짤 수 있다.

4. Layerd Architecture 장점과 단점

장점

단순한 프레임워크이고, 학습이나 구현이 용이하다.
분리된 계층으로 의존성이 감소된다.
컴포넌트가 분리되어있기 때문에 각 컴포넌트를 개별적으로 테스트할 수 있다.
cost 오버헤드가 낮다.

단점

프레임워크의 확장성이 어렵다.
확장성이 어렵다.
유지보수가 어렵다. 단일 레이어의 변경은 단일 유닛으로 동작하기 때문에 전체 시스템에 영향을 줄 수 있다.
위의 레이어가 존재한다면, 위의 레이어에 의존하기 때문에 상호의존성이 있어서 병렬처리가 불가능하다.

마치며

아래 참고글을 번역해서 이해를 했지만, 내게는 '계층별 아키텍쳐' 라는 용어가 어색했고 더많은 자료조사와 이해가 필요하다는 것을 깨달았다.

이 글을 보고 떠오른 생각을 나만의 언어로 표현하자면, 클라이언트부터 서버 사이드까지의 요청에서 응답까지의 과정을 층으로 분리시켜서 나타낸게 아닌가 싶다.

참고자료 : baeldung - Layered Architecture 참고자료: coco3o Tistory - DDD계층구조 알아보기

Dependency Injection(의존성 주입)의 개념과 함께, 왜 필요한지 작성해 주세요

정의

외부에서 두 객체간의 관계를 결정해주는 디자인 패턴이다.
두 객체간의 관계(의존성)을 맺어주는 것을 의존성 주입이라고 한다.
- 주입방법에는 '생성자 주입'/ '필드주입' / '수정자 주입' 등이 있다.

"A가 B에 의존한다."

의존대상 B가 변하면, A에 영향을 미친다.
B의 기능이 추가/변경 되거나 형식이 바뀌면, 그 영향이 A에 미친다.

왜 필요한가?

두 클래스가 강하게 결합되어 있다.

의존성 : 한 객체가 다른 객체를 사용할 때 '의존성이 있다'고 한다. ex) '상점'은 '(상품)연필' 에 의존하고 있다. 의존관계는 '강한 결합'관계 이다. 만일 '상점'에서 '연필'이 아닌 '해산물'이라는 다른 상품을 판매한다면 '상점' 클래스의 생성자에서 변경이 필요하다. '각각 다른 상품'들을 판매하기 위해 생성자만 다르고 나머지는 중복되는 '상점' 클래스들이 파생되는 것은 좋지 않다. 상속은 제약이 많고 확장성이 떨어지므로 피하는 것이 좋다.

객체들간의 관계가 아니라 클래스간의 관계가 맺어진다.

'상점'과 '연필'은 객체들간의 관계가 아니라 클래스들 간의 관계가 맺어져있다. 객체들간에 관계가 맺어졌다면 다른 객체의 구체클래스(연필, 해산물, 옷 등등등)를 전혀 알지 못하더라도, (해당 클래스가 인터페이스를 구현했다면) 인터페이스의 타입(Product)로 사용할 수 있다.

위와 같은 문제를 해결하기 위해서는 다형성이 필요하다.

연필, 해산물 과 같은 제품을 하나로 표현하기 위해서는 Product라는 인터페이스가 필요하다.

의존성 주입은 의존관계의 결합도를 낮추기위해 인터페이스를 추상화하여 객체가 의존하는 또 다른 객체를 외부에서 선언하고 이를 주입받아서 사용하는 것을 의미한다.

DI 의 장점이 무엇인가?

의존성이 줄어든다.

주입받는 대상이 변하더라도 그 구현자체를 수정할 일이 없거나 줄어든다.
결합도를 낮추고 유연성을 확보할 수 있다.

재사용성이 높은 코드가 된다.

다른클래스에서 재사용할 수 있다.

테스트하기 좋은 코드가 된다.
가독성이 높아진다.

참고자료: edureka! 참고자료: tecoble.techcourse.co.kr 참고자료: 망나니 개발자 님의 블로그

본인이 사용하는 언어의 Functional Programming(함수형 프로그래밍) 스펙을 예제와 함께 소개해 주세요

사용언어: TypeScript
Functional Programming 예제

함수형프로그래밍(Functional Programming)

함수형 프로그래밍은 대입문 없이 프로그래밍을 하는 것을 의미한다.

대입문 없이 프로그래밍을 하는 것이란?

반복문에서도 대입이 필요하고 대입이 된다는 것은 데이터를 변환시키는 것으로 반복문을 실행될 때마다 데이터의 변환이 일어난다.

대입없이 상수(Constant)를 인자로 받아서 처음 메모리에 할당하고 할당된 메모리에 데이터를 변경시키지 않는다. 데이터가 변경됨으로 인해 생기는 사이드 이펙트가 발생하지 않는다.

기본적으로 추상화 단계가 높아서 코드의 가독성이 좋지 않다. (이해하기 어려운 코드가 된다.)

Higher-Order Functions

Higher-Order Function은 함수를 Argument로 받거나, 함수를 Return하는 함수를 의미한다.
- 함수를 Argument로 전달이 될 수 있다.
- 함수를 리턴할 수 있다.
- 함수를 값처럼 할당하거나 수정할 수 있다.
자바스크립트 내장함수 .map(), .filter() 는 array를 처리하는데 있어서 high ordered function에 속한다.
map()함수는 익명함수를 argument로 함으로써, 배열안의 각 요소의 값을 2배로 리턴하도록 한다.

const array =  [1,2,3,4];

const mappedArr = array.map((e) => e*2);

console.log(mappedArr); // [2,4,6,8]

Pure Functions

함수의 실행이 외부에 영향을 끼치지 않는 함수

주어진 Input이 있다면 모든요소가 동등하게 처리되어야하며 사이드 이펙트가 발생하지 않아야한다.

함수자체가 독립적이고 Side Effect가 없기 때문에 스레드에 안전성을 보장받는다.
- side effect : 변경이 발생하는 현상
병렬처리가 가능하다.
대입이 없는 특성으로 참조에 투명성을 가지며, 참조 투명성으로 기존값은 변경되지 않고 유지한다.
아래 코드는 가장 간단한 pure function 이다.

const sum = (a:number, b: number): number => a+b;

(코드 작성) 다음 스펙을 만족하는 delay 함수를 작성해 주세요 (hint: Promise 사용)

type SomeFunctionReturnString = () => string

function delay(f: SomeFunctionReturnString, seconds: number): Promise<string> {
    // 해당 함수 내부를 구현해 주세요
};

const success = () => {
  return "successfully done";
};

const fail = () => {
  throw new Error("failed");
};

delay(success, 2)
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((e) => console.log(e));

delay(fail, 2)
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((e) => console.log(e));

결과값

$ ts-node delay.ts
after 2 seconds
successfully done
Error: failed

import { response } from 'express';
import { resolve } from 'path';

type SomeFunctionReturnString = () => string;

function delay(f: SomeFunctionReturnString, seconds: number): Promise<string> {
  // 해당 함수 내부를 구현해 주세요
  return new Promise((resolve, reject) => {
    // 2초를 대기한다.
    setTimeout(() => {
      try {
        // 2초 후, 해당함수의 콜백함수 f를 불러와 정상동작하는지 체킹한다.
        resolve(f());

        console.log(`after ${seconds} seconds`);
      } catch (error) {
        // 에러가 있으면, 해당 에러를 매개변수가 e로 전달하여 콜백함수를 불러온다.
        reject(error);
      }
    }, seconds * 1000);
  });
}

const success = () => {
  return 'successfully done';
};

const fail = () => {
  throw new Error('failed');
};

delay(success, 2)
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((e) => console.log(e));

delay(fail, 2)
  .then((res) => console.log(res))
  .catch((e) => console.log(e));

try블록 내부의 resolve(f()) 와 console.log()의 순서를 바뀌게 되면

에러를 리턴하는 콜벡함수를 실행했을 때도 원하는 결과대로 나오지 않았습니다.

왜 순서를 바꾸면 안되는지에 대한 근거를 찾지 못했습니다. ㅠ.ㅠ

그래도 근거를 찾아 탐구를 해보니

먼저 함수에서 에러나 예외가 발생 없다면, 함수 delay()의 매개변수 f는 함수 suceess() 를 가리킵니다.

이는 "successfully done" 문구를 리턴합니다. resolve()함수가 콜백함수가되며, 이 콜백함수는

then((res) => {...}) 문에서 수행합니다.

반면에 에러가 발생한다면

함수 delay()의 매개변수 f는 함수 fail() 를 가리킵니다.

이는 Error('failed') 에러를 리턴합니다. reject() 함수가 콜백함수가 되며

catch((e) => {...}) 문에서 에러를 핸들링 처리합니다.

강의를 통해서 기대하는 바, 또는 얻고 싶은 팁을 적어주세요

5번문제를 스스로 풀어보려고 시도하다가 생각보다 쉽게 풀리지 않았고,

나는 아직 함수형 프로그래밍을 제대로 이해하지 못했다는 생각이 들었습니다.

알고있다고 생각했는데 막상 풀어보니 쩔쩔매는 제자신이 정말 부끄러웠습니다.

이 강의를 통해서 함수형 프로그래밍에 대해서 알았으면 좋겠습니다.

실무에서 함수형 프로그래밍이 무엇인지 혼자서는 감이 잡히지 않았습니다.

특히 저는 NestJS 공식문서로부터 독학을 시도를 했으나 어려움이 있었습니다.

이번 프리온보딩을 통해서 실무에서 요구하는 함수형 프로그래밍이 무엇인지 알아가고 싶습니다.

Jun4928 / wanted-pre-onboarding-challenge-BE-task-JAN.2023

사전과제 제출 #57