08. 동적 모델링: 시퀀스와 상태 다이어그램

클래스 다이어그램이 “정답”처럼 보여도, 유스케이스가 실제로 흘러갈 때 깨지는 경우가 많습니다.
동적 모델링은 바로 이 지점을 잡아냅니다. **상호작용(시퀀스)**과 **상태 전이(상태 머신)**로 모델을 검증해봅시다.

학습 목표

• 시퀀스 다이어그램으로 기본/대안/예외 흐름을 검증할 수 있다.
• 상태 다이어그램으로 객체의 상태 전이와 불변조건을 고정할 수 있다.
• 외부 시스템 실패(타임아웃/재시도)와 보상 흐름을 모델에 반영할 수 있다.

1) 시퀀스 다이어그램: “협력”을 검증한다

시퀀스는 “누가 누구에게 무엇을 요청하는지”를 확인하는 도구입니다.

주문 생성 시퀀스(예외 포함)

sequenceDiagram
  participant C as Controller
  participant S as OrderService
  participant O as Order
  participant Inv as InventoryPort
  participant Pay as PaymentPort
  participant Repo as OrderRepository

  C->>S: "createOrder(command)"
  S->>O: "create(command)"
  S->>Inv: "reserve(items)"
  alt "inventory 부족"
    S-->>C: "fail(INVENTORY_SHORTAGE)"
  else "inventory OK"
    S->>Pay: "authorize(amount)"
    alt "timeout 또는 실패"
      S->>Inv: "release(items)"
      S-->>C: "fail(PAYMENT_FAILED)"
    else "payment OK"
      S->>Repo: "save(order)"
      S-->>C: "ok(orderId)"
    end
  end

시퀀스 리뷰 포인트

• 유스케이스의 대안/예외 흐름이 누락되지 않았는가?
• 외부 의존 실패 시 “보상”이 존재하는가?
• 멱등성/재시도/타임아웃 정책이 필요한가?

2) 상태 다이어그램: “규칙”을 고정한다

상태 머신은 객체의 생명주기와 규칙을 고정하는 데 최적입니다.
주문은 대표적인 상태 머신입니다.

stateDiagram-v2
  [*] --> CREATED: "create"
  CREATED --> CONFIRMED: "confirm"
  CREATED --> FAILED: "fail"
  CONFIRMED --> CANCELLED: "cancel"
  CANCELLED --> [*]
  FAILED --> [*]

상태 모델을 쓰면 좋은 때

• 상태에 따라 가능한 행동이 달라진다(예: CONFIRMED만 취소 가능)
• 예외/실패/보상 처리가 중요하다
• 운영/고객지원에서 상태를 기준으로 문제를 파악한다

3) 동적 모델과 정적 모델의 연결

좋은 동적 모델은 다음을 강제합니다.

• 클래스 다이어그램의 메서드(행동)와 시퀀스 메시지가 일치
• 상태 전이가 코드에서 강제(불가능한 전이 차단)
• 테스트 케이스가 자연스럽게 도출(상태 전이 테스트, 예외 흐름 테스트)

4) 실무 팁: 실패/지연을 먼저 모델링하라

성공 흐름만 그리면 시스템은 배포 후에 깨집니다.
아래 항목을 최소 1번씩 시퀀스/상태에 반영하세요.

• 타임아웃
• 재시도(재시도 가능한지/멱등성)
• 부분 실패(재고 성공, 결제 실패)
• 보상(재고 해제, 상태 기록)

실무 체크리스트

• 예외 흐름이 시퀀스에 표현되어 있는가?
• 외부 의존 실패 시 “보상”이 명시되어 있는가?
• 상태 전이 규칙이 문서/코드/테스트에서 일관되는가?
• 운영 관점에서 상태가 “관측 가능”(로그/메트릭)한가?

연습 과제

기초(★☆☆)

• “주문 취소” 유스케이스를 시퀀스로 작성하고, 어떤 객체가 어떤 책임을 갖는지 표시해보세요.

중급(★★☆)

• 결제 타임아웃 정책(재시도 2회)을 추가하고, 멱등성 키 설계를 포함해 시퀀스를 갱신해보세요.

고급(★★★)

• 분산 환경에서 “주문 생성”을 사가(Saga)로 모델링하고, 보상 이벤트를 상태 머신에 반영해보세요.

요약

• 시퀀스는 협력과 예외 흐름을 검증한다.
• 상태 머신은 규칙과 생명주기를 고정한다.
• 성공보다 실패/지연을 먼저 모델링하라.

참고 문헌 및 출처(추천)

• David Harel, “Statecharts: A Visual Formalism for Complex Systems”(Science of Computer Programming, 1987) — UML 상태 다이어그램 표기법의 이론적 기원
• Object Management Group(OMG), 『Unified Modeling Language Specification』 — 시퀀스/상태 다이어그램 공식 표기 정의
• Martin Fowler, 『UML Distilled』(3판, 2003) — 시퀀스 다이어그램의 실무적 활용

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