스프링 핵심 원리 - 객체 지향 설계와 스프링

📌 김영한 님의 "스프링 핵심 원리 - 기본편" 강의 듣고 정리

목차

 

Section 1 . 객체 지향 설계와 스프링

스프링이란? 

 

☘️ 스프링 생태계

⭕ 필수!

• 스프링 프레임워크
• 스프링 부트 : 스프링 기술들을 편하게 사용할 수 있게 도움을 주는 기술

👆 선택

• 스프링 데이터 : 데이터베이스를 사용하는 데 도움을 주는 기술 (가장 많이 쓰는게 Spring Data JPA)
• 스프링 세션 : 세션 기능을 편리하게 사용할 수 있도록 도움을 주는 기술
• 스프링 시큐리티 : 보안
• 스프링 Rest Docs : API 문서와 테스트를 엮어 편리하게 도움을 주는 기술
• 스프링 배치 : 배치 처리에 특화된 기술
• 스프링 클라우드 : 클라우드에 특화된 기술
• 등등 

 

☘️ 스프링 프레임 워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타 (강의의 초점!!)
• 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 기원, XML 지원
• 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케쥴링
• 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린, 그루비
• 최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임원크의 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 party(외부) 라이브러리 자동 구성, 의존성 버전 관리
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공 (모니터링 제공)
• 관례에 의한 간결한 설정
• 스프링 부트는 스프링과 별도로 사용가능한 것이 아니다! 스프링 프레임워크 위에서 편리하게 기능을 사용할 수 있도록 돕는다!

 

☘️ 스프링 단어?

스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다르게 사용된다.

• 스프링 DI 컨테이너 기술
• 스프링 프레임워크
• 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계 

 

☘️ 스프링 왜 만들었나요?

핵심 개념: 이 기술을 왜 만들었는가? 이  기술의 핵심 컨셉은? (로드존슨이랑 유겐 힐러가 왜 만들었을까!?!?!)

 

     ❓웹 애플리케이션 만들고, DB 접근 편리하게 해주는 기술?

     ❓전자정부 프레임워크?

     ❓웹 서버도 자동으로 띄워주고?

     ❓클라우드, 마이크로 서비스?

 

인걸까?? ❌ 이건 다 결과물일 뿐이다

 

 * 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

사람들이 스프링 등장에 열광했던 건 스프링 이전의 EJB는 객체 지향의 장점을 망치는 기술이었기 때문에 이걸 살릴 수 있었던 기술에 열광했던 거다!! 

 

 

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좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

 

☘️ 객체 지향 특징

• 추상화 
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

 

☘️ 객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러개의 독립된 단위,
  즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각자의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력)
  • 혼자 있는 객체는 없다.
  • 객체끼리 뿐만 아니라 수많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다. (요청과 응답하면서)
  • 서버끼리도, 시스템끼리도! 
• 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다. 

유연하고, 변경이 용이하다? 

객체 단위로 개발하기 때문에

• 레고 블럭 조립, 키보드 마우스 교체, 컴퓨터 부품 교체 처럼
• 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

이런 궁극의 유연함을 가질 수 있게 하는 객체 지향의 핵심! 다형성(Polymorphism) 이다. 

 

 

☘️ 다형성(Polymorphism) 

자동차라는 역할이 존재하고 이 자동차 역할에 그 어떤 종류에 자동차가 구현(K3든, 아반떼든, 테슬라든) 되어도 운전자는 자동차를 운전할 수 있다. 운전자는 자동차 역할이라는 인터페이스에 의존하고 있기 때문에 구현이 어떤게 와도 상관없다.

이는 운전자를 위한 것이다.

자동차 내부 동작 방식이 바뀌어도 운전자에게는 영향이 없기 때문에 쓰던 방식 그대로 쓸 수 있다. 운전자는 새로 뭔가를 배울 필요가 없다. 또한 구현체를 바꿔버려도 운전이 그대로 가능하니까 자동차 역할만 지키면 새로운 구현체도 들어올 수 있어 확장성이 생긴다.

이게 가능한 것이 역할과 구현을 나눠놨기 때문이다.  (연극에서 하나의 역할을 여러사람이 할 수 있는 것도)

 

 

☘️ 역할과 구현을 분리

• 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리
• 장점
  • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 의존
  • 클라이언트는 구현 내부 몰라도 된다. 변경도 몰라도 되며, 심지어 구현 대상 자체가 바뀌어도 영향 X

프로그래밍 언어에서도 이러한 장점을 받아들이게 된다.

 

 

☘️ 자바 언어에서는 이걸 어떻게 받아들였을 까?

자바 언어의 다형성을 활용한 방식은 객체 설계시 역할과 구현을 명확하게 분리했다.

객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만드는 방식으로 차용

• 역할 = 인터페이스
• 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스,  구현 객체

역할 > 구현. 역할이 더 중요하다

 

오버라이딩 된 메서드가 실행될 때 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경 할 수 있다.

상속 관계에서도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

 

 

☘️ 다형성의 본질

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

 

☘️ 역할과 구현을 분리 : 정리

• 역할과 구현이라는 컨셉을 다형성을 통해 객체화 할 수 있다.
• 유연하고 변경이 용이
• 확장 가능
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경이 가능

따라서, 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다. 

 

 

☘️ 하지만 한계도 있다

역할(인터페이스)이 변하면 클라이언트, 서버 모두 변경이 발생한다. 그래서 더더욱 안정적인 인터페이스가 필요하다.  

 

 

☘️ 스프링과 객체 지향

객체지향의 꽃은 다형성

스프링은 이런 다형성을 극대화해서 이용이 가능하게 한다.

스프링에서 말하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원해주는 역할을 해준다!

그래서 결론! 스프링을 사용하면 블럭 조립하든 구현을 편리하게 변경할 수 있다!

 

다형성이 스프링에 굉장히 중요한데 여기서 한가지가 더 있어야 완전히 스프링을 설명할 수 있다.

그게 바로 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙, 소위 SOLID 라고 불리는 원칙이다.

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좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙 (SOLID)

 

☘️ SRP (단일 책임의 원칙 / Single reponsibility principle)

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙. 하지만 하나의 책임이라는 게 모호하고 문맥과 상황따라 다를 수 있는 거라 중요한건 변경을 기준으로 한다. 변경의 이유를 하나만 가질 것 변경의 이유가 여러가지가 생겼다면 한가지 이상의 책임을 맡고 있는 것이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것이다.

 

☘️ OCP (개방-폐쇄 원칙 / Open-Closed principle)

소프트웨어 요소는 확장에는 열려있고, 변경에는 닫혀있어야 한다. 

다형성을 활용해 이 원칙을 지킬수가 있다. 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 만들어 새로운 기능을 구현하면 확장에는 열려있다. 그리고 이 변화가 외부의 기존 코드에 변경을 주지 않는다. 변경에는 닫혀있는 것이다. 

 

그런데, 개발 폐쇄 원칙은 문제점이 있다. 

만약 MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); 를 

MemberRepository m = new JdbcMemberRepository();로 구현 객체를 변경할 경우

클라이언트가 코드에서 변경을 해야한다. 다형성을 사용했으나 OCP 원칙을 지킬 수 없는데 이 문제를 해결하기 위해 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다. 

 

이 역할을 스프링의 컨테이너가 해준다! 이 원칙을 지키기위해 IoC(제어의 역전)도 DI(의존성 주입)도 필요한 것!

 

☘️ LSP (리스코프 치환 원칙 / Liskov Substitution principle)

프로그램 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다. 

이것은 단순히 코드에 상위 타입이 하위타입의 인스턴스로 교체를 성공하여 컴파일이 성공하는 걸 의미하지 않는다.  

상위 타입의 객체를 하위 타입의 객체로 치환했다고 하더라도 상위 타입으로 동작하던 기존 프로그램은 정상적으로 동작해야하는 원칙이다. 상위의 엑셀 기능이 하위 타입으로 교체했을 때 후진 기능이 되버리면 리스코프 치환 원칙에 위배된 것이다. 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야한다. 그래서 다형성을 지원하기 위해 필요한 원칙으로 인터페이스를 구현한 구현체를 믿고 사용하려면 이 원칙이 필요하다. 

 

☘️ ISP (인터페이스 분리 원칙 / Interface segregation principle)

특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다. 

 

자동차 인터페이스 > 운전 인터페이스, 정비 인터페이스 로 분리

사용자 클라이언트 > 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리

이런식으로 분리하면 정비 인터페이스를 변경해도 정비사 클라이언트만 영향을 주지 운전자 클라이언트는 영향을 주지않는다. 기능을 적당한 크기로 자르는 것이 중요. 인터페이스(역할)이 명확해지고, 하나의 큰 역할이 아닌 보다 작은 역할들로 잘라낸 것이라 대체 가능성이 높아진다.

 

☘️ DIP (의존관계 역전 원칙 / Dependency inversion principle)

구체화에 의존하지 말고 추상화에 의존해라! = 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻

 

SOLID에서 특히 중요한 원칙이 OCP와 DIP

앞서 이야기한 역할에 의존해야하는 것과 같은 이야기! 클라이언트가 인터페이스를 의존해야 유연하게 구현체를 바꿀 수 있기 때문이다. 

 

만약 MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); 를

MemberRepository m = new JdbcMemberRepository();로 구현 객체를 변경할 경우

 

이 예시를 보면 인터페이스를 의존하면서도 구현 클래스에도 결국 같이 의존하고 있어 결국 구현체 변경시 코드까지 변경해야 하는 것이다. (DIP 위반)

그럼 어떻게 하라는 거지?

 

☘️ 정리

객체 지향의 핵심은 다형성이지만 다형성만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.
결국 구현 객체 변경시 클라이언트 코드 또한 변경해야하기 때문에 OCP, DIP를 지킬수 없다.

이걸 지키기 위해 무언가가 필요한데 그걸 지키기 위해 탄생한게 스프링이다!

 

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객체 지향 설계와 스프링

 

☘️ 스프링 이야기가 객체 지향에서 나오는 이유?

스프링은 아래 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원한다

• DI(Dependency Injection) : 의존관계, 의존성 주입
• DI 컨테이너 제공

이 기술들로 클라이언트 코드 변경 없이 기능을 확장이 가능하게 하고 부품 교체하듯 대체도 가능하다.

 

☘️ 정리

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리 (예시였던 자동차와 연극의 역을 생각해!)
• 애플리케이션 설계도 인터페이스(역할)을 만들어두고 언제든 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 게 좋은 객체 지향 설계다.  (> 이걸 가능하게 하는 것이 스프링 컨테이너)

이상적으로는 모든 설계에 인터페이스 부여 하지만 이걸 도입하려면 추상화라는 비용이 발생한다.

따라서 기능을 확장할 가능성이 없다면 구체 클래스를 직접 사용하고, 후에 리팩토링을 통해 인터페이스를 도입하는 것도 방