[강의] 스프링 핵심 원리 - 기본편

이번엔 인프런이라는 교육 사이트 중 우아한형제들 김영한님의 스프링 핵심 원리 - 기본편 를 듣고 메모한 내용을 포스팅 해봅니다.

읽기 좋게 풀어쓴 글이 아니라 단순히 메모를 옮겨 두워 핵심 키워드 정도만 파악할 수 있는 점 참고 부탁드립니다.

객체지향의 특징

추상화, 캡슐화, 상속, 다형성

객체지향 프로그램

컴퓨터 프로그램을 여러개의 독립된 단위, 즉 ‘객체’들의 모임으로 파악한 것

각 객체는 메세지를 주고받고, 데이터를 처리한다. (협력)
프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만든다
컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

다형성 : 역활과 구현으로 세상을 구분

실세계와 객체지향은 1:1 매핑 되지 않는다.
구현이 변경되어도 영향을 주지 않아야 한다.
대체 가능 해야 한다.

역활과 구현을 분리

장점

클라이언트는 대상의 역활(interface)만 알면 된다.
클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경 되어도 영향을 받지 않는다.
클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.

자바 언어의 다형성 활용

역활 = 인터페이스
구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체

객체 설계 시 역활과 구현을 명확히 분리해야 하며, 역활을 먼저 부여하고, 그 역활을 수행하는 구현 객체를 만들자

객체의 협력이라는 관계부터 생각

클라이언트 : 요청, 서버 : 응답

수 많은 객체 클라이언트와 수많은 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.

자바 언어의 다형성

오버라이딩 된 메소드가 실행
다형성으로 인터페이스를 구현(or 상속)한 객체를 실행시점에 유연하게 변경

다형성의 본질

인터페이스를 구현한 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
협력이라는 객체사이의 관계에서 시작
클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

정리

실세계의 역활과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음
유연하고 변경이 용이
확장 가능한 설계
클라이언트에 영향을 주지 않고 변경 가능
인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

한계

역활 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에게 큰 변경이 발생한다.
인터페이스를 잘 설계 하는것이 가장 중요

스프링과 객체지향

다형성이 가장 중요하다
스프링은 다형성을 극대화 할 수 있게 도와 준다 (스프링 컨테이너 역활)
IoC, DI는 다형성을 활용해서 역활과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원

좋은 객체지향 설계의 5가지 원칙(SOLID) - 로버트 마틴

SRP : 단일 책임의 원칙 (Single Responsibility Priciple)
OCP : 개방/폐쇄 원칙 (Open/Closed Priciple)
LSP : 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Priciple)
ISP : 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Priciple)
DIP : 의존관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Priciple)

SRP

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
- 모호한 기준 (책임은 클수도, 작을 수도 있다, 문맥과 상황에 따라 다르다)
중요한 기준은 변경
- 변경이 있을때 파급 효과가 적어야 한다.

OCP

확장에는 열려 있으나, 변경에는 닫혀 있어야 한다.
다형성을 활용
인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능 구현
문제점
- 구현객체를 변경하려면 클라이언트 코드 변경
- 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다
- 객체를 생성하고, 연관 관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요 (Spring Container - IoC, DI)

LSP

프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스를 바꿀 수 있어야 한다.
다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다.
- 자동차 I/F 의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반

ISP

특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러개가 범용 인터페이스 하나 보다 낫다

DIP

추상화에 의존, 구체화에 의존하면 안된다.
클래스에 의존 하지 말고, 인터페이스에 의존 해라
구현이 아닌 역활에 의존해야 한다.

정리

객체지향 핵심은 다형성
다형성만으로는 구현 객체를 변경할때 클라이언트 코드도 함께 변경됨
- OCP, DIP를 지킬 수 없다.

객체지향설계와 스프링

스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원
- DI (Dependency Injection) : 의존관계, 의존성 주입
- DI 컨테이너 제공
클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장

정리

모든 설계에 역활과 구현을 분리하자
이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자
실무 고민
- 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생
- 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용
  - 필요시에 리팩토링 해서 인터페이스 도입

IoC

구현객체는 자신의 로직을 실행하는 역활만 담당 (추상화에만 의존)
제어의 흐름은 다른 객체가 가져간다.
프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전 이라 한다.

프레임워크 VS 라이브러리

프레임워크 : 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행
라이브러리 : 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당

DI

정적인 클래스 의존관계와 실행시점에 동적인 객체(인스턴스) 의존관계를 분리해서 생각해야 한다.
정적인 클래스 의존관계
- 애플리케이션을 실행하지 않고 의존관계를 쉽게 판단할 수 있다.
  - 실제 어떤 객체가 주입될지 알 수 없다.
동적인 객체(인스턴스) 의존관계
- 실행시점에 외부에서 실제구현 객체를 생성하고, 실제 의존관계가 연결 되는 것을 의존관계 주입이라 한다.
  - 의존관계 주입을 사용하면, 정적인 클래스 의존관계를 변경하지 않고, 동적인 객체 인스턴스 의존관계를 쉽게 변경할 수 있다.

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

객체 생성하고 관리, 의존관계를 연결해 주는 것
어셈블러, 오브젝트 팩토리

스프링 컨테이너

ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다.
스프링 컨테이너는 @Configuration 이 붙은 객체를 설정(구성) 정보로 사용
- 여기서 @Bean 이라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록(스프링 빈) 한다.
- 스프링빈은 @Bean 이 붙은 메서드 명을 이름으로 사용

스프링 컨테이너 생성

스프링 컨테이너 생성
스프링 빈 등록
스프링 빈 의존관계 설정 - 준비
스프링 빈 의존관계 설정 - 완료

정리

Application Context 는 Bean Factory의 기능을 상속 받는다.
Application Context 는 빈 관리기능 + 편리한 부가 기능을 제공한다.
Bean Factory 를 직접 사용할 일은 거의 없다. 부가기능이 포함된 Application Context를 사용한다.
- Bean Factory, Application Context 를 스프링 컨테이너라고 한다.

스프링 빈설정 메타정보 - Bean Definition

스프링이 다양한 설정 형식을 지원할 수 있는 이유는 ‘Bean Definition’이라는 추상화가 있다
- 역활과 구현을 개념적으로 나눈 것
- 스프링 컨테이너는 xml인지 자바코드인지 모르고, 오직 ‘Bean Definition’만 알면 된다.

웹어플리케이션과 싱글턴

스프링은 태생이 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생
웹어플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청한다.
스플링 없는 순수 DI 컨테이너(AppConfig)는 요청할 때 마다 객체를 새로 생성
- 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고, 소멸된다 (메모리 낭비가 심하다)
- 해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 된다. (싱글턴 패턴)

싱글턴 패턴

고객이 요청할 때마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용
문제점
- 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
- 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존 -> DIP 위반
- 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
- 테스트 하기 어렵다.
- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
- private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다
- 유연성에 떨어진다

싱긍톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
- 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다 -> 싱글톤 레지스트리
- DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

싱글톤 방식의 주의점

무상태(Stateless) 로 설계해야 한다.
- 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
- 특정 클리어언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
- 가급적 읽기만 가능해야 한다.
- 필드 대신에 자바에 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용

@Configuration

AnnotationConfigApplicationContext 에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록
- 해당 스프링빈 클래스 정보를 보면 클래스명에 xxxCGLIB 이 붙음
- 스프링이 CGLIB 이라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스 생성 후 빈에 등록
@Bean 이 붙은 메서드 마다 이미 스프링빈이 존재하면 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어진다.
- 싱글톤이 보장됨
- @Configuration 생략시 싱글톤이 보장되지 않음 (의존관계 주입이 필요해서 메서드를 직접 호출할 때)

컴포넌트 스캔

@ComponentScan 은 @Component가 붙은 모든 클래스를 스프링 빈으로 등록
스프링빈의 기본 이름은 클래스명을 사용하되 맨앞글자만 소문자로 사용
- 빈 이름을 직접 부여할 수도 있음

@Autowired

생성자에 @Autowired를 지정하면, 스프링 컨테이너가 자동으로 해당 스프링빈을 찾아 주입
- 기본조회 전략은 타입이 같은 빈을 찾아서 주입

탐색위치와 기본 스캔 대상

탐색할 패키지의 시작 위치 지정
- 필요한 위치 부터 탐색하도록 지정할 수 있다(basePackage, basePackageClasses)
- 별도 지정하지 않으면 @ComponentScan 이 붙은 설정 정보 클래스의 패키지가 시작 위치가 된다.
컴포넌트 스캔 기본 대상
- @Component
- @Controller : spring mvc 컨트롤러
- @Service
- @Repository : Data 계층 예외를 추상화된 스프링 예외로 변환
- @Configuration : 스프링 설정 정보로 인식, 스프링 빈이 싱글톤을 유지

필터

FilterType 옵션
- annotation : 기본값, 애노테이션을 인식해서 동작
- ASSIGNABLE-TYPE : 지정된 타입과 자식 타입을 인식해서 동작
- ASPECT : Aspect 패턴 사용
- REGEX : 정규식 사용
- CUSTOM : ‘TypeFilter’ 라는 인터페이스를 구현해서 처리

빈 중복등록과 충돌

자동 빈 등록 VS 자동 빈 등록
- 이름이 같은 경우 스프링은 오류를 발생시킨다
자동 빈 등록 VS 수동 빈 등록
- 수동빈이 우선권을 가짐
- 스프링부트의 경우 오류를 발생시킨다.

의존관계 주입방법

생성자 주입 : 생성자 호출 시점에 딱 1번만 호출되는 것이 보장, ‘불변, 필수’ 의존관계에 사용
수정자 주입 (setter 주입) : ‘선택, 변경’ 가능성이 있는 의존관계에 사용
필드 주입 :
- 외부에서 변경이 불가하여, 테스트 하기 힘들다.
- DI 프레임워크가 없으면 아무것도 할 수 없다.
일반 메서드 : 한번에 여러 필드 주입, 거의 사용 하지 않음

옵션 처리

주입된 빈이 없어도 동작해야 할 때가 있다.
- @Autowired 는 require 옵션이 true가 기본값으로 되어 있어 자동주입 대상이 아니다.
- @Nullable : 자동주입 대상이 없으면 null이 입력
- Optinal<> : 자동주입 대상이 없으면 Optional, Empty

생성자 주입을 선택하자

불변
- 대부분 의존관계 주입은 한번 일어나면 애플리케이션 종료 시점까지 의존관계를 변경할 수가 없다.
  - 오히려 대부분 의존관계는 애플리케이션 종료 전까지 변화면 안된다.
- 수정자 주입은 set 메서드를 public 으로 열어두어, 누군가 실수로 변경할 수 있다.
누락
- 생성자 주입은 주입 데이터를 누락 할 경우 ‘컴파일 오류’가 발생한다.
  - 수정자 주입은 runtime 에러 발생
final 키워드
- 생성자 주입시 final 키워드를 사용할 수 있어, 혹시라도 값이 설정되지 않는 오류를 ‘컴파일’ 시점에 알려준다.
정리
- 생성자 주입은 순수한 자바언어의 특징을 잘 살리는 방법
- 기본적으로 생성자 주입을 사용, 필수값이 아닌 경우 수정자 주입 방식을 옵션으로 부여
  - 필드 주입은 사용하지 말라.
조치 대상 빈이 2개 이상일 경우
- @Autowired 필드명 매칭
  - 타입 매칭 > 타입매칭 결과가 2개 이상 일때 > 필드명, 파라미터 명으로 빈 이름 매칭
- @Quilifier 사용
  - 주입시 추가 구분자를 붙혀주는 방법 (빈 이름 변경 x)
  - @Quilifier 끼리 매칭 > 빈 이름 매칭
- @Primary 사용 : 우선순위를 정하는 방법 @Autowired 시에 여러 빈이 매칭되면 @Primary가 우선권을 가진다.
  - @Quilifier와 같이 사용시 @Quilifier가 우선 순위를 가진다.

자동, 수동의 올바른 실무 운영 기준

자동기능을 기본으로 사용
수동빈을 언제 사용하면 좋을까?
- 기술지원 빈 : 기술적인 문제나 공통 관심사(AOP)를 처리할 때 사용
- 비지니스 로직 중에서 다형성을 적극 활용 할때

빈 생명주기와 콜백

스프링 빈의 이벤트 라이프 사이클
- 스프링 컨테이너 생성 > 스프링 빈 생성 > 의존관계 주입 > 초기화 콜백 > 사용 > 소멸전 콜백 > 스프링 종료
객체의 생성과 초기화를 분리하자
스프링의 빈 생명 주기 callback 3가지 방법
1. 인터페이스(InitializingBean, DisposableBean)
2. 설정 정보에 초기화 메소드, 종료 메소드 지정
3. @PostConstructor, @PreDestroy 애노테이션 지원

인터페이스 사용

초기화, 소멸 인터페이스 단점
- 스프링 전용 인터페이스에 의존
- 초기화, 소멸 메서드의 이름을 변경할 수 없다.
- 내가 코드를 고칠 수 없는 외부 라이브러리에 적용할 수 없다.
  빈 등록 초기화, 소멸 메서드
- 설정정보에 @Bean(initMethod, destroyMethod) 처럼 초기화, 소멸 메소드를 지정할 수 있다.
- 설정정보 사용의 특징
  - 메서드 이름을 자유롭게 줄 수 있다.
  - 스프링 빈이 스프링 코드에 의존하지 않는다.
  - 코드를 고칠 수 없는 외부 라이브러리에도 초기화, 종료 메서드 적용 가능
- 종료메서드 추론
  - @Bean destroyMethod 속성은 별도로 기입하지 않을 경우, close, shutdown 이름의 메서드를 종료메서드로 사용한다.
    - default 값이 inferred(추론) 으로 등록

Annotation @PostConstruct, @PreDestroy

이 두 annotation을 사용하면 가장 편리하게 초기화와 종료를 실행할 수 있다.
@PostConstruct, @PreDestroy
- 최신 스프링에서 가장 권장하는 방법
- 매우 편리하다
- 자바 표준기술로 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 동작한다.
- 컴포넌트 스캔과 잘 어울린다.
- 단점은 외부 라이브러리에 적용 할 수 없다.
  - 외부 라이브러리 초기화, 종료 시 @Bean 의 기능 사용

정리

@PostConstruct, @PreDestroy annotation을 사용하자
코드 수정이 불가한 외부 라이브러리를 초기화, 종료해야 하면, @Bean(initMethod, destroyMethod) 를 사용하자

빈 스코프란?

스프링 빈이 스프링 컨테이너의 시작과 함께 생성되어서 스프링 컨테이너가 종료될 때 까지 유지
- 스프링 빈이 기본적으로 싱글톤 스코프로 생성되기 때문
스프링이 지원하는 스코프
- 싱글톤 : 기본 스코프, 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넓은 범위의 스코프
- 프로토타입 : 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고, 더는 관여하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프
- 웹 관련 스코프
  - request : 웹 요청이 들어오고 나갈때까지 유지
  - session : 웹 세션이 생성되고 종료될 때 까지 유지
  - application : 웹의 서블릿 컨텍스트와 같은 범위로 유지

프로토타입 스코프

싱글톤빈과 다르게 스프링 컨테이너는 항상 새로운 인스턴스를 생성해서 반환
스프링 컨테이너는 프로토 타입 빈을 생성하고, 의존관계 주입, 초기화 까지만 처리
- 프로토타입 빈을 관리할 책임은 프로토타입 빈을 받은 클라이언트에 있다.
- @PreDestroy 메소드가 호출되지 않는다.

프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 문제점

싱글톤 빈은 생성 시점에만 의존관계 주입을 받기 때문에, 프로토타입 빈이 새로 생성되기는 하지만 싱글톤 빈과 함께 계속 유지되는 것이 문제다.

프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 Provider로 문제 해결

ObjectFactory, ObjectProvider
- 지정한 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 DL서비스를 제공
JSR-330 Provider
- 자바표준을 사용하는 방법, 별도의 라이브러리 필요, 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서 사용가능
웹스콜프
- 웹 환경에서만 동작, 스프링 종료 시점까지 관리
- 웹 스코프의 종류
  - request : HTTP 요청 하나가 들어오고 나갈때까지 유지, 각각의 HTTP 요청마다 별도의 빈 인스턴스가 생성되고 관리된다.
  - session : HTTP Session과 동일한 생명주기를 가지는 스코프
  - application : 서블릿 컨텍스트와 동일한 생명주기를 가지는 스코프
  - websocket : 웹 소켓과 동일한 생명주기를 가지는 스코프

마무리

그간 스프링을 사용하면서 스프링 기초에 대해서 잘 모른다고 늘 생각했는데, 조금이나마 깊이있게 알 수 있는 계기가 된 것 같네요.

추후 고급편도 강의를 듣고 포스팅 예정이니, 많이 기다려 주세요.

그럼 이만. 🥕👋🏼🖐🏼

Categories

Tags