스프링 핵심 원리 - 객체 지향 설계와 스프링

스프링의 핵심원리를 확실히 이해하려면 단순히 기능만 사용하는 것이 아니라 객체지향의 원리와 스프링이 그 원리를 어떻게 지원하는지 객체지향과 스프링을 함께 풀어가면서 이해해야 된다.

 

스프링의 핵심 가치는 객체 지향 프로그래밍이 있다.

 

1.이야기 - 자바 진영의 추운 겨울과 스프링의 탄생

• EJB(Enterprise Java Bean) - 자바당 정파 기술 
  당시 기술 영업은 EJB로 했다.
  진짜 어렵고 복잡하고 느렸다.
• 스프링
  EJB 컨테이너 대체
  단숨함의 승리
  현재 사실상 표준 기술
• 하이버네이트
  EJB 엔티티빈 기술을 대체
  JPA(Java Persistence API) 새로운 표준 정의

EJB 엔티티빈 -> 하이버네이트 -> JPA(표준 인터페이스)

 

스프링의 역사

2002년 로드 조슨 책 출간에 의해 시작

유겐 휠러, 얀 카로프가 로드 존슨에게 오픈소스 프로젝트를 제안

스프링 이름은 전통적인 J2EE(EJB)라는 겨울을 넘어 새로운 시작이라는 뜻으로 지음

 

2.스프링이란?

• 스프링 생태계
  여러가지 기술들의 모음
• 스프링 데이터 - 데이터 CRUD를 편리하게 도와 주는 것
• 스프링 세션
• 스프링 시큐리티
• 스프링 Rest Docs
• 스프링  배치
• 스프링 클라우드

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 테이터 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 path(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정

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 만들었을까?

핵심 개녕 - 기술의 컨셉은 단순하다.

• 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
• 웹 애플리케이션 만들고, DB 접근 편리하게 해주고, 전자정부 프레임워크, 웹 서버도 자동으로 띄워주고, 클라우드, 마이크로서비스 이런건 기능들이지 핵심 개념이 아니다.

3.좋은 객체 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍(영어: Object-Oriented Programming, OOP)은 컴퓨터 프로그래밍의 패러다임 중 하나이다. 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다.

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 쉽게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다. 

소프트웨어 개발 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

유연하고, 변경이 용이

컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

 

다형성

다형성의 실세계 비유

• 실세계와 객체 지향을 1:1로 매칭X
• 그래도 실세계의 비유로 이해하기에는 좋음
• 역할과 구현으로 세상을 구분

운전자 - 자동차

• 자동차가 바껴도 운전자에게 영향을 주지 않는다.
• 자동차 역할의 인터페이스를 따라서 구현을 했기 때문에 자동차의 역할은 바뀌지 않는다.
• 클라이언트에게 영향을 주지 않고 새로운 기능들 구현 가능

역할과 구현을 분리

열할과 구현으로 구분하며 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다.

장점

• 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)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기

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

• 오버라이딩
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 시뢩 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야함
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

스프링과 객체 지향

• 다형성이 가장 중요하다
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역학과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

4.좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLD)

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 subsitution principle)
• ISP: 인터페이스 분리 원칙(Interface segregation principle)
• DIP: 의존관계 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 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다
• 이런 거짓말 같은 말이? 확장을 하려면, 당연히 기존 코드를 변경?
• 다형성을 활용해보자
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
• 역할과 구현 분리 생각

문제점

• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
  MemberRepository m = new MemmoryMemberRepository(); //기존 코드
  MemberRepository m = new jdbcMemberRepository();//변경 코드
• 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
• 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.
• 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.

 

LSP: 리스코프 치환 원칙(Liskov subsitution 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 위 한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면, 이 원칙이 필요하다.
• 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기
• 예) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반, 느리 더라도 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 않음
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

 

DIP: 의존관계 역전 원칙(Dependency inversion principle)

• 프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙 을 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 클라이언트 가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다! 구현체에 의존하게 되면 변 경이 아주 어려워진다.

DIP 의존관계 역전 원칙 Dependency inversion principle

• 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
  MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
• DIP 위반

 

정리

• 체 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.

 

5.객체 지향 설계와 스프링

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.
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자

정리 실무 고민

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