[스프링 핵심 원리 - 기본편] week07

스프링 핵심 원리 - 기본편

https://www.inflearn.com/course/스프링-핵심-원리-기본편/dashboard

 

섹션 0. 강의 소개

• 스프링의 핵심 가치: 객체 지향 프로그래밍

 

전체 목차

1. 객체 지향 설계와 스프링
2. 스프링 핵심 원리 이해1 - 예제 만들기
3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용
4. 스프링 컨테이너와 스프링 빈
5. 싱글톤 컨테이너
6. 컴포넌트 스캔
7. 의존관계 자동 주입
8. 빈 생명주기 콜백
9. 빈 스코프
10. 다음으로

 

강의 목표

• 단순 레퍼런스 문서 설명X
• 이유와 핵심 원리 설명
• 스프링 기본 기능 학습
• 스프링 본질 깊은 이해
• 객체 지향 설계를 고민하는 개발자로 성장

 

대상

• 스프링을 처음 접하는 개발자
• 실무에서 스프링을 사용하지만 스프링의 핵심 원리를 제대로 이해하고 사용하고 싶은 개발자
• 객체 지향 설계에 고민이 많은 개발자

 

(참고) 기본편 vs. 중급편

• 기본편
  • 객체 지향 설계와 스프링 핵심 원리
  • 스프링을 사용할 때 필수로 알아야 하는 핵심 기능
• 중급편
  • 기본편에서 다루지 않은 컨테이너 확장 포인트, AOP 동작 원리, 기타 기능들
  • 스프링의 난이도 있는 내용들을 주로 다루는 심화 과정

 

 

섹션 1. 객체 지향 설계와 스프링

 

1.1 이야기 - 자바 진영의 추운 겨울과 스프링의 탄생

 

EJB (Enterprise Java Beans)

• 비용이 비싸고, 실행이 오래 걸림

 

스프링 vs. 하이버 네이트

• 스프링
  • EJB 컨테이너 대체
  • 단순함의 승리
  • 현재 사실상 표준 기술
• 하이버네이트
  • EJB 엔티티빈 기술을 대체
  • JPA(Java Persistence API) 새로운 표준 정의

 

 

스프링의 역사

• 2002년 로드 존슨 책 출간
• EJB의 문제점 지적
• EJB 없이도 충분히 고품질의 확장 가능한 애플리케이션을 개발할 수 있음을 보여주고, 30,000 라인 이상의 기반 기술을 예제 코드로 선보임
• 여기에 지금의 스프링 핵심 개념과 기반 코드가 들어가 있음
• BeanFactory, ApplicationContext, POJO, 제어의 역전, 의존관계 주입
• 책이 유명해지고, 개발자들이 책의 예제 코드를 프로젝트에 사용
• 책 출간 직후 Juergen Hoeller(유겐 휠러), Yann Caroff(얀 카로프)가 로드 존슨에게 오픈소스 프로젝트를 제안
• 스프링의 핵심 코드의 상당수는 유겐 휠러가 지금도 개발
• 스프링 이름은 전통적인 J2EE(EJB)라는 겨울을 넘어 새로운 시작이라는 뜻으로 지음

 

릴리즈

1. 2003년 스프링 프레임워크 1.0 - XML
2. 2006년 스프링 프레임워크 2.0 - XML 편의 기능 지원
3. 2009년 스프링 프레임워크 3.0 - 자바 코드로 설정
4. 2013년 스프링 프레임워크 4.0 - 자바8
5. 2014년 스프링 부트 1.0 출시
6. 2017년 스프링 프레임워크 5.0, 스프링 부트 2.0 출시 - 리엑티브 프로그래밍 지원
7. 2020년 9월 스프링 프레임워크 5.2.x, 스프링 부트 2.3.x (현재)

 

 

1.2 스프링이란?

 

스프링 생태계

• 스프링 프레임워크: 스프링의 가장 핵심. 아래에서 추가 설명
• 스프링 부트: 여러 스프링 기술들을 편리하게 사용할 수 있도록 도와줌. 아래에서 추가 설명
• 스프링 데이터: 스프링 데이터 JPA를 가장 많이 사용
• 스프링 세션: 세션 기능을 편리하게 사용할 수 있도록 도와줌
• 스프링 시큐리티: 보완과 관련된 기술
• 스프링 Rest Docs: API 문서화를 편리하게 할 수 있도록 도와줌
• 스프링 배치: 배치 처리에 특화된 기술
• 스프링 클라우드: 클라우드 처리에 특화된 기술

 

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타 - 강의에서 주로 다룸
• 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
• 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린, 그루비
• 최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용

 

스프링 부트

• 스프링을 편리하게 사용할 수 있도록 지원, 최근에는 기본으로 사용
• 단독으로 실행할 수 있는 스프링 애플리케이션을 쉽게 생성
• Tomcat 같은 웹 서버를 내장해서 별도의 웹 서버를 설치하지 않아도 됨
• 손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성 제공
• 스프링과 3rd parth(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정 - default 설정 + 필요한 부분만 수정

 

스프링 단어

• 스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다르게 사용된다.
  • 스프링 DI 컨테이너 기술
  • 스프링 프레임워크
  • 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계

 

스프링은 왜 만들었나요? - 스프링의 진짜 핵심

• 스프링은 자바 언어 기반의 프레임워크
• 자바 언어의 가장 큰 특징 - 객체 지향 언어
• 스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크
• 스프링은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크

 

 

1.3 좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

 

객체 지향 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

 

객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 '객체'들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고 받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력)
• 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

 

'유연하고, 변경이 용이'란?

• 레고 블럭 조립하듯이
• 키보드, 마우스 갈아 끼우듯이
• 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯이
• 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

 

다형성

 

다형성의 실세계 비유

• 실세계와 객체 지향을 1:1로 완벽하게 매칭이 되지는 않음
• 비유로 이해하기에는 좋음
• 역할과 구현으로 세상을 구분
• 예시
  • 운전자 - 자동차: 운전자는 자동차가 바뀌어도 운전할 수 있음. 자동차 변경이 운전자에게 영향을 주지 않음
  • 공연 무대: 배우는 대체가 가능해야 함. 로미오가 클라이언트고 줄리엣이 서버라고 가정할 때, 줄리엣의 구현이 바뀐다고 로미오의 역할에 영향을 주지 않음(유연하고, 변경이 용이)
  • 키보드, 마우스, 세상의 표준 인터페이스들: 새로운 키보드, 마우스로 변경 가능
  • 정렬 알고리즘: 기능이 더 나은 정렬 알고리즘으로 대체 가능
  • 할인 정책 로직: 할인 정책 변경 가능

 

역할과 구현을 분리

• 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다.
• 장점 (핵심 - 클라이언트)
  • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
  • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.
• 자바 언어
  • 자바 언어의 다형성을 활용
    • 역할 = 인터페이스
    • 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체
  • 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
  • 객체 설계시 역할(인터페이스)를 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기
  • (핵심) 구현보다 인터페이스가 먼저 (역할이 더 중요)

 

객체의 협력이라는 관계부터 생각

• 혼자 있는 객체는 없다.
• 클라이언트: 요청, 서버: 응답
• 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.

 

자바 언어의 다형성

 

• 오버라이딩을 떠올려보자
• 오버라이딩은 자바 기본 문법
• 오버라이딩 된 메서드가 실행
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

public class MemberService {
	private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository(); 
}

public class MemberService {
	// private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
	private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
}

• 부모(MemberRepository)와 관련 없는 것은 할당 불가능

• MemberRepository에 할당되는 것이 호출됨

 

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체 사이의 관계에서 시작해야 한다.
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

 

역할과 구현을 분리 - 정리

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세강으로 가져올 수 있음
• 유연하고, 변경이 용이
• 확장 가능한 설계
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

 

한계

• 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
  • 자동차를 비행기로 변경해야 한다면?
  • 대본 자체가 변경된다면?
  • USB 인터페이스가 변경된다면?
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

 

스프링과 객체 지향

• 다형성이 가장 중요하다.
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이, 공연 무대의 배우를 선택하듯이, 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

 

 

1.4 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙 (SOLID)

 

SOLID: 클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리

• SRP: 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)
• OCP: 개방-폐쇄 원칙 (Open/Closed Principle)
• LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)
• ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)
• DIP: 의존 관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

 

SRP 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다.
  • 클 수 있고, 작을 수 있다.
  • 문맥과 상황에 따라 다르다.
• 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
• 예) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

 

OCP 개방-폐쇄 원칙 (Open/Closed Principle)

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려있으나, 변경에는 닫혀있어야 한다.
• 다형성을 활용해보자 
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
• 문제점
  • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
    • 기존 MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
    • 변경 MemberRepository m = new JdbcMemberRepository();
  • 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
  • 분명 다향성을 사용했지만, OCP 원칙을 지킬 수 없다.
  • 문제 해결 - 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다. - 스프링(스프링 컨테이너)

public class MemberService {
	private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository(); 
}

public class MemberService {
	// private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
	private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
}

 

LSP 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.
• 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것, 다형성을 지원하기 위한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면, 이 원칙이 필요하다.
• 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기
• 예) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능(규약), 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반, 느리더라도 앞으로 가야함

 

ISP 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
• 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
• 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
• 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않는다.
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

 

DIP 의존 관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

• 프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
• 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다! 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다. 
  • 공연에서는 대본에 의존해야 한다. 특정 배우에 의존하면 안된다.

• 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스(추상화)에 의존하지만, 구현 클래스(구체화, MemoryMemberRepository)도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
  • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
• => DIP 위반

 

정리

• 객체 지향의 핵심은 다형성
• 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.
• 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다. 
• 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다.
• 뭔가 더 필요하다.

 

 

1.5 객체 지향 설계와 스프링

 

다시 스프링으로 - 스프링 이야기에 왜 객체 지향 이야기가 나오는가?

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

 

스프링이 없던 시절로

• 옛날 어떤 개발자가 좋은 객체 지향 개발을 하려고 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 해보니, 너무 할 일이 많았다. 그래서 프레임워크로 만들었다.
• 순수하게 자바로 OCP, DIP 원칙들을 지키면서 개발을 해보면, 결국 스프링 프레임워크를 만들게 된다. (더 정확히는 DI 컨테이너)
• DI 개념은 말로 설명해도 이해가 잘 안된다. 코드로 짜봐야 필요성을 알게된다!
• 그러면 이제 스프링이 왜? 만들어졌는지 코드로 이해해보자 (다음 강의)

 

정리

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자. 
• 자동차, 공연의 예를 떠올려보자.
• 애플리케이션 설계도 공연을 설계 하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계다.
• 이렇게 하려면 무언가 더 필요: 스프링 컨테이너
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자
• ex. 구체적으로 정해지지 않은 할인 정책 -> 인터페이스를 먼저 설계(ex. 0원 할인) 후 구현

 

실무 고민

• 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.
• 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.

 

참고 - 책 추천

• 객체지향: 객체지향의 사실과 오해
• 스프링: 토비의 스프링
• JPA: 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍

 

 

FIN.