2. 스프링 핵심 원리 이해

 

스프링 핵심 원리 - 기본편 강의 | 김영한 - 인프런

 

해당 강의를 듣고 요약 정리한 포스팅입니다.

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[강의 흐름] 

STEP1. 예제 만들기 (순수 Java 코드)

    ↓

STEP2. 객체 지향 원리 적용하기 

    ↓

STEP3. 적용한 객체 지향 원리 정리

    ↓

STEP4. 스프링으로 전환하기  

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STEP1. 예제 만들기 (순수 Java 코드)  

1. 회원 도메인

1) 회원 도메인 요구사항

• 회원을 가입하고 조회할 수 있다.
• 회원은 일반과 VIP 두 가지 등급이 있다.
• 회원 데이터는 자체 DB를 구축할 수 있고, 외부 시스템과 연동할 수 있다. (미확정)

2) 회원 도메인 설계 

3) 회원 도메인 개발  

• 회원 엔티티 Member
• 회원 저장소: 회원 저장소 인터페이스 MemberRepository ← 회원 저장소 구현체 MemoryMemberRepository, DbMemberRepository 
• 회원 서비스: 회원 서비스 인터페이스 MemberService ← 회원 서비스 구현체 MemberServiceImpl

public class MemberServiceImpl implements MemberService {
    private final MemberRepository memberRepository 
        = new MemoryMemberRepository();
    public void join(Member member) {
        memberRepository.save(member);
    }
    public Member findMember(Long memberId) {
        return memberRepository.findById(memberId);
    }
}

4) 회원 도메인 실행, 테스트 

class MemberServiceTest {
    MemberService memberService = new MemberServiceImpl();
    @Test
    void join() {
        //given
        Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);
        //when
        memberService.join(member);
        Member findMember = memberService.findMember(1L);
        //then
        Assertions.assertThat(member).isEqualTo(findMember);
    }
}

 

2. 주문과 할인 도메인

1) 주문과 할인 도메인 요구사항

• 회원은 상품을 주문할 수 있다.
• 회원 등급에 따라 할인 정책을 적용할 수 있다.
• 할인 정책은 모든 VIP는 1000원을 할인해주는 고정 금액 할인을 적용해달라. (나중에 변경 될 수 있다.)
• 할인 정책은 변경 가능성이 높다. 회사의 기본 할인 정책을 아직 정하지 못했고, 오픈 직전까지 고민을 미루 고 싶다. 최악의 경우 할인을 적용하지 않을 수 도 있다. (미확정)

2) 주문과 할인 도메인 설계 

3) 주문과 할인 도메인 개발  

• 할인 정책: 할인 정책 인터페이스 DiscountPolicy ← 할인 정책 구현체 FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy 
• 주문 엔티티: Order 
• 주문 서비스: 주문 서비스 인터페이스 OrderService ← 주문 서비스 구현체 OrderServiceImpl

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    private final MemberRepository memberRepository 
    	= new MemoryMemberRepository();
    private final DiscountPolicy discountPolicy 
    	= new FixDiscountPolicy();
    @Override
    public Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice) {
        Member member = memberRepository.findById(memberId);
        int discountPrice = discountPolicy.discount(member, itemPrice);
        return new Order(memberId, itemName, itemPrice, discountPrice);
    }
}

4) 주문과 할인 도메인 실행, 테스트 

class OrderServiceTest {
    MemberService memberService = new MemberServiceImpl();
    OrderService orderService = new OrderServiceImpl();
    @Test
    void createOrder() {
        long memberId = 1L;
        Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);
        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        Assertions.assertThat(order.getDiscountPrice()).isEqualTo(1000);
    }
}

 

 

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STEP2. 객체 지향 원리 적용하기 

1. 새로운 할인 정책 적용과 문제점

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
	// private final DiscountPolicy discountPolicy 
    	//	= new FixDiscountPolicy();
	private final DiscountPolicy discountPolicy 
    		= new RateDiscountPolicy();
}

• OrderServiceImpl가 DiscountPolicy 인터페이스 뿐만 아니라, 구현 클래스인 FixDiscountPolicy까지 모두 의존
  → DIP 위반! 추상화(인터페이스)에 의존해야지, 구체화(클래스)에 의존하면 안된다
• 따라서 새로운 할인 정책을 적용하기 위해서 OrderServiceImpl 코드를 위와 같이 변경해야 한다.
  → OCP 위반! 소프트웨어는 확장에 열려 있고, 수정에는 닫혀 있어야 한다. 클라이언트 코드에 영향X
• 기대했던 의존관계와 실제 의존관계 비교 

• 해결 방안: 인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
 	//private final DiscountPolicy discountPolicy 
    	//		= new RateDiscountPolicy();
 	private DiscountPolicy discountPolicy;
}

인터페이스에만 의존하도록 설계와 코드를 변경했다. 그런데 구현체가 없는데 어떻게 코드를 실행할 수 있을까?

→ 실제로 실행을 해보면 NPE(null pointer exception)가 발생한다.

→ 따라서 누군가가 클라이언트인 OrderServiceImpl 에 DiscountPolicy 의 구현 객체를 대신 생성하고 주입해주어야 한다.

→ 누가? AppConfig

 

2. AppConfig의 등장

• 관심사의 분리
  • 하나의 어플리케이션을 하나의 공연이라고 생각하면, 인터페이스는 배역(로미오)이고, 클래스는 해당 역할을 연기하는 구체적인 배우(레오나르도 디카프리오), 그리고 AppConfig는 배역에 맞는 배우를 캐스팅하는 공연 기획자이다. 
  • 만약 특정 연극 배우가 다른 배역의 배우도 캐스팅하고, 본인 배역도 연기해야 한다면 너무 많은 책임을 맡고 있는 것이다. 연기를 하는 배우와 배우를 캐스팅하는 공연 기획자의 책임을 확실히 분담해야 한다. 
• AppConfig
  • AppConfig는 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하는 별도의 설정 클래스이다. 
  • AppConfig는 (1)구현 객체를 생성하고 (2)연결(생성자를 통해 주입)하는 책임을 갖는다. 

3. AppConfig 적용하기 

public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
        	new MemoryMemberRepository(), new FixDiscountPolicy());
    }
}

public class MemberServiceImpl implements MemberService {
    //private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private final MemberRepository memberRepository;
    
    public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }
    ..
}

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    //private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    //private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
    private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;
   
    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
         this.memberRepository = memberRepository;
         this.discountPolicy = discountPolicy;
    }
    ..
}

 

• AppConfig
  • 애플리케이션의 실제 동작에 필요한 구현 객체를 생성하고, 
  • 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해서 주입(연결)해준다.
  • MemberServiceImpl → MemoryMemberRepository
    OrderServiceImpl → MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy

• MemberServiceImpl

  • 구현 클래스인 MemoryMemberRepository를 의존하지 않고 인터페이스 MemberRepository에만 의존한다.
  • MemberServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지(주입될지)는 알 수 없고 외부(AppConfig)에서 결정된다. 따라서 MemberServiceImpl은 이제부터 의존관계에 대한 고민은 외부에 맡기고 실행에만 집중하면 된다. 

 

4. AppConfig 리팩터링

public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(new MemoryMemberRepository(), new FixDiscountPolicy());
    }
}

중복을 제거하고, 역할에 따른 구현이 명확하게 보이도록 리팩터링 

 

public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository()); //역할
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy()); //역할
    }
    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository(); //구현
    }
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new FixDiscountPolicy(); //구현
    }
}

 

new MemoryMemberRepository()의 중복 코드가 제거됨 

MemoryMemberRepository를 다른 구현체로 변경할 때 한 부분만 변경하면 된다.

AppConfig를 보면 역할과 구현 클래스가 한눈에 들어온다. 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다.

 

5. 새로운 구조와 할인 정책 적용

public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository()); //역할
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy()); //역할
    }
    public MemberRepository memberRepository() {
        //return new MemoryMemberRepository(); 
        return new DBMemberRepository();	//구현 클래스 변경 
    }
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        //return new FixDiscountPolicy(); 
        return new RateDiscountPolicy();	//구현 클래스 변경
    }
}

 

AppConfig에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy에서 RateDiscountPolicy 객체로 변경했다.

이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경하면 되고,

클라이언트 코드인 OrderServiceImpl를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.

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STEP3. 적용한 객체 지향 원리 정리해보기 

1. 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙 적용

1) SRP 단일 책임 원칙
한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

• 이전에 클라이언트 객체는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 가지고 있었음 
• SRP 단일 책임 원칙을 따르면서 관심사를 분리함
• 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 AppConfig가 담당
• 클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당

2) DIP 의존관계 역전 원칙

프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.

• 새로운 할인 정책을 개발하고, 적용하려고 하니 클라이언트 코드도 함께 변경해야 했다. 
• 따라서 클라이언트 코드가 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경했다. 하지만 클라이언트 코드는 인터페이스만으로는 아무것도 실행할 수 없다.
• 객체 생성 및 연결을 담당하는 AppConfig를 통해 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트 코드에 의존관계를 주입했다. 이렇게해서 DIP 원칙을 따르면서 문제도 해결했다.

3) OCP
소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다

• 다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
• 애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
• AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy로 변경해서 클라이언트코드에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
• 소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫혀 있다!

2. 스프링 개념 적용 

1) 제어의 역전 IoC(Inversion of Control)

• 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다. 한마디로 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종했다. 개발자 입장에서는 자연스러운 흐름이다.
• 반면에 AppConfig가 등장한 이후에 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당한다. 프로그램의 제어 흐름은 이제 AppConfig가 가져간다. 예를 들어서 OrderServiceImpl 은 필요한 인터페이스들을 호출하지만 어떤 구현 객체들이 실행될지 모른다.
• 프로그램에 대한 제어 흐름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있다. 심지어 OrderServiceImpl 도 AppConfig가 생성한다. 그리고 AppConfig는 OrderServiceImpl 이 아닌 OrderService 인터페이스의 다른 구현 객체를 생성하고 실행할 수 도 있다. 그런 사실도 모른체 OrderServiceImpl 은 묵묵히 자신의 로직 을 실행할 뿐이다.
• 이렇듯 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라 한다.
• 프레임워크 vs 라이브러리
  • 프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다. (JUnit)
  • 반면에 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 프레임워크가 아니라 라이브러리다.

2) 의존관계 주입 DI(Dependency Injection)

• OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른다.
• 의존관계는 정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각해야 한다.

3) IoC 컨테이너, DI 컨테이너

• AppConfig 처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해 주는 것을 IoC 컨테이너 또는 DI 컨테이너라 한다.
• 의존관계 주입에 초점을 맞추어 최근에는 주로 DI 컨테이너라 한다. 또는 어샘블러, 오브젝트 팩토리 등으로 불리기도 한다.

 

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STEP4. 스프링으로 전환하기  

1) AppConfig 스프링 기반의 컨테이너로 변경 

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository()); //역할
    }
    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy()); //역할
    }
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
        //return new MemoryMemberRepository(); 
        return new DBMemberRepository();	//구현 클래스 변경 
    }
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        //return new FixDiscountPolicy(); 
        return new RateDiscountPolicy();	//구현 클래스 변경
    }
}

• AppConfig에 설정을 구성한다는 뜻의 @Configuration 을 붙여준다.
• 메서드에 @Bean 을 붙여준다. 이렇게 하면 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록한다.

2) MemberApp, OrderApp에 스프링 컨테이너 적용

public class MemberApp {
    public static void main(String[] args) {
        //AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //MemberService memberService = appConfig.memberService();
        ApplicationContext applicationContext 
        = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        MemberService memberService 
        = applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
        
        Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);
        Member findMember = memberService.findMember(1L);
        
        System.out.println("new member = " + member.getName());
        System.out.println("find Member = " + findMember.getName());
    } 
}

public class OrderApp {
    public static void main(String[] args) {
        //AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //MemberService memberService = appConfig.memberService();
        //OrderService orderService = appConfig.orderService();
        ApplicationContext applicationContext 
        = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        MemberService memberService 
        = applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
        OrderService orderService 
        = applicationContext.getBean("orderService", OrderService.class);
        
        long memberId = 1L;
        Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);
        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        
        System.out.println("order = " + order);
    }
}

• 스프링 컨테이너: ApplicationContext
  • 기존에는 개발자가 AppConfig를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용한다.
  • 스프링 컨테이너는 @Configuration 이 붙은 AppConfig 파일을 설정(구성) 정보로 사용한다.
• 스프링 빈 
  • 스프링 컨테이너는 @Bean 이라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다.
  • 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라 한다.
  • 스프링 컨테이너 내에 @Bean 이 붙은 메서드의 명을 스프링 빈의 이름으로 사용한다. (memberService, orderService)
  • 이전에는 개발자가 필요한 객체를 AppConfig 를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 applicationContext.getBean()를 통해 필요한 스프링 빈(객체)를 찾아야 한다.

기존에는 개발자가 직접 자바코드로 모든 것을 했다면 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록 하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었다.
코드가 약간 더 복잡해진 것 같은데, 스프링 컨테이너를 사용하면 어떤 장점이 있을까?