AppConfig 리팩터링

현재 AppConfig를 보면 중복이 있고, 역할에 따른 구현이 잘 안보인다.

기대하는 그림

• 각 메서드의 반환타입을 구현체가 아닌 인터페이스로 반환 타입으로 반환해야함을 잊지 말자
• 모든 메서드는 public으로 작성한다.
  AppConfig 를 보면 역할과 구현 클래스가 한눈에 들어온다. 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다.

새로운 구조와 할인 정책 적용

처음으로 돌아가서 정액 할인 정책을 정률% 할인 정책으로 변경해보자.
FixDiscountPolicy RateDiscountPolicy 어떤 부분만 변경하면 되겠는가?
AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는 영역으로 분리되었다

FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 로 변경해도 구성 영역만 영향을 받고, 사용 영역은 전혀 영향을 받지 않는다.
AppConfig 에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy
객체로 변경했다.
이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경하면 된다.
클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.
구성 영역은 당연히 변경된다. 구성 역할을 담당하는 AppConfig를 애플리케이션이라는 공연의 기획자로 생각하자. 공연 기획자는 공연 참여자인 구현 객체들을 모두 알아야 한다.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용 (여기서 3가지 SRP, DIP, OCP 적용)

SRP 단일 책임 원칙
한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

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

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. 왜냐하면 기존
클라이언트 코드( OrderServiceImpl )는 DIP를 지키며 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에
의존하는 것 같았지만, FixDiscountPolicy 구체화 구현 클래스에도 함께 의존했다.
클라이언트 코드가 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경했다.
하지만 클라이언트 코드는 인터페이스만으로는 아무것도 실행할 수 없다.
AppConfig가 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트
코드에 의존관계를 주입했다. 이렇게해서 DIP 원칙을 따르면서 문제도 해결했다.

OCP
소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.

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

IoC, DI, 그리고 컨테이너
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 로직을 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.

의존관계 주입 DI(Dependency Injection)
OrderServiceImpl 은 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.

정적인 클래스 의존관계
클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존관계를 쉽게 판단할 수 있다. 정적인 의존관계는
애플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있다. 클래스 다이어그램을 보자
OrderServiceImpl 은 MemberRepository , DiscountPolicy 에 의존한다는 것을 알 수 있다.
그런데 이러한 클래스 의존관계 만으로는 실제 어떤 객체가 OrderServiceImpl 에 주입 될지 알 수 없다.

동적인 객체 인스턴스 의존 관계
애플리케이션 실행 시점에 실제 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계다.

객체 다이어그램

• 애플리케이션 실행 시점(런타임)에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 실제 의존관계가 연결 되는 것을 의존관계 주입이라 한다.
• 객체 인스턴스를 생성하고, 그 참조값을 전달해서 연결된다.
• 의존관계 주입을 사용하면 클라이언트 코드를 변경하지 않고, 클라이언트가 호출하는 대상의 타입인스턴스를 변경할 수 있다.
• 의존관계 주입을 사용하면 정적인 클래스 의존관계를 변경하지 않고, 동적인 객체 인스턴스 의존관계를 쉽게 변경할 수 있다.

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

스프링으로 전환하기

AppConfig를 스프링 기반으로 변경

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

MemberApp에 스프링 컨테이너 적용
ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
– 작성한 AppConfig의 빈들을 스프링 컨테이너에 등록한 후 생성
MemberService memberService = applicationContext.getBean(“memberService”, MemberService.class);
– 컨테이너에서 등록된 스프링 빈들 중 AppCofing.memberService를 가져옴 (“가져올 메서드 이름”, “반환타입”)

스프링 컨테이너

• ApplicationContext 를 스프링 컨테이너라 한다.
• 기존에는 개발자가 AppConfig 를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용한다.
• 스프링 컨테이너는 @Configuration 이 붙은 AppConfig 를 설정(구성) 정보로 사용한다. 여기서 @Bean 이라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라 한다.
• 스프링 빈은 @Bean 이 붙은 메서드의 명을 스프링 빈의 이름으로 사용한다. ( memberService , orderService )
• 이전에는 개발자가 필요한 객체를 AppConfig 를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 필요한 스프링 빈(객체)를 찾아야 한다. 스프링 빈은 applicationContext.getBean() 메서드를 사용해서 찾을 수 있다.
• 기존에는 개발자가 직접 자바코드로 모든 것을 했다면 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었다

컨테이너에 등록된 모든 빈 조회

모든 빈 출력하기

• 실행하면 스프링에 등록된 모든 빈 정보를 출력할 수 있다.
• ac.getBeanDefinitionNames() : 스프링에 등록된 모든 빈 이름을 조회한다.
• ac.getBean() : 빈 이름으로 빈 객체(인스턴스)를 조회한다.
  애플리케이션 빈 출력하기
• 스프링이 내부에서 사용하는 빈은 제외하고, 내가 등록한 빈만 출력해보자.
• 스프링이 내부에서 사용하는 빈은 getRole() 로 구분할 수 있다.
  — ROLE_APPLICATION : 일반적으로 사용자가 정의한 빈
  — ROLE_INFRASTRUCTURE : 스프링이 내부에서 사용하는 빈

스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾는 가장 기본적인 조회 방법
ac.getBean(빈이름, 타입)
ac.getBean(타입)
조회 대상 스프링 빈이 없으면 예외 발생
NoSuchBeanDefinitionException: No bean named ‘xxxxx’ available
(타입으로 조회시 같은 타입의 스프링 빈이 둘 이상이면 오류가 발생한다. 이때는 빈 이름을 지정)

스프링 빈 조회 – 상속 관계
부모 타입으로 조회하면, 자식 타입도 함께 조회한다.
그래서 모든 자바 객체의 최고 부모인 Object 타입으로 조회하면, 모든 스프링 빈을 조회한다.

BeanFactory vs ApplicationContext
BeanFactory

• 스프링 컨테이너의 최상위 인터페이스다.
• 스프링 빈을 관리하고 조회하는 역할을 담당한다.
• getBean() 을 제공한다.
• 지금까지 우리가 사용했던 대부분의 기능은 BeanFactory가 제공하는 기능이다.
  ApplicationContext
• BeanFactory 기능을 모두 상속받아서 제공한다.
• 빈을 관리하고 검색하는 기능을 BeanFactory가 제공해주는데, 그러면 둘의 차이가 뭘까?
• 애플리케이션을 개발할 때는 빈은 관리하고 조회하는 기능은 물론이고, 수 많은 부가기능이 필요하다.
  
• 정리
• ApplicationContext는 BeanFactory의 기능을 상속받는다.
• ApplicationContext는 빈 관리기능 + 편리한 부가 기능을 제공한다.
• BeanFactory를 직접 사용할 일은 거의 없다. 부가기능이 포함된 ApplicationContext를 사용한다.
• BeanFactory나 ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다.

싱글톤 컨테이너

웹 애플리케이션과 싱글톤

• 스프링은 태생이 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생했다.
• 대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다. 물론 웹이 아닌 애플리케이션 개발도 얼마든지 개발할 수 있다.
• 웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.
  

• 기존에 만들었던 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 객체를 새로 생성한다.
• 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고 소멸된다! ->메모리 낭비가 심하다.
  해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 된다. -> 싱글톤 패턴

싱글톤 패턴
클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
그래서 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 한다.
private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 한다
참고: 싱글톤 패턴을 구현하는 방법은 여러가지가 있다. 여기서는 객체를 미리 생성해두는 가장 단순하고 안전한 방법을 선택했다

싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다. 하지만 싱글톤 패턴은 다음과 같은 수 많은 문제점들을 가지고 있다.

싱글톤 패턴 문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. DIP를 위반한다.
• 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.
• 테스트하기 어렵다.
• 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.
• private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.
• 결론적으로 유연성이 떨어진다.
  안티패턴으로 불리기도 한다.

싱글톤 방식의 주의점

• 싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든, 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안된다.
• 무상태(stateless)로 설계해야 한다!
  — 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
  — 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다!
  — 가급적 읽기만 가능해야 한다.
  — 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.
• 스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있다!!

금주의 IntelliJ 단축키

• Ctrl + Alt + M : 리팩토링
• iter : 집합의 각 요소들을 하나씩 꺼내주는 for문 생성
• soupv : 변수 print 자동 작성
• Ctrl + D : 드래그 범위 코드를 복사하여 밑에 붙임 (복제)
• Ctrl + E : 최근 열었던 파일 목록 ( Enter 입력 시, 바로 전 파일 열람)
• Ctrl + Shift + Enter : 현재 입력바가 어디 있든 다음 라인으로 이동
• Shift x2 : 메서드, 클래스 등 검색 (Ctrl + N)

◆ 그 외 사항

포스팅 계획 – 3월 : 스프링 / 4월 : 정처기 실기(+중간) / 5월 : 스프링부트, MVC 모델링 / 6월 : 졸업 작품(+기말) / 7월 : 스프링부트 / 8월 ~ : 알고리즘과 CS, JPA, 스프링부트를 포함한 미정

• 아직 해당 작성글에 틀린 부분이 많은 것으로 예상됩니다. 언제나 댓글 환영입니다
• 그리고 이 글은 인프런 김영한 선생님의 Spring 로드맵 과정입니다