섹션 3.스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

MINK·2022년 6월 27일
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스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

새로운 할인 정책 개발

  • 새로운 할인 정책을 확장

    • 악덕 기획자: 서비스 오픈 직전에 할인 정책을 지금처럼 고정 금액 할인이 아니라 좀 더 합리적인 주문 금액당 할인하는 정률% 할인으로 변경하고 싶어요. 예를 들어서 기존 책은 VIP가 10000원을 주문하든 20000원을 주문하든 항상 1000원을 할인했는데, 이번에 새로 나온 정책은 10%로 지정해두면 고객이 10000원 주문시 1000원을 할인해주고, 20000원 주문시에 2000원을 할인해주는 거에요!

    • 순진 개발자: 제가 처음부터 고정 금액 할인은 아니라고 했잖아요.

    • 악덕 기획자: 애자일 소프트웨어 개발 선언 몰라요? “계획을 따르기보다 변화에 대응하기를”

    • 순진 개발자: … (하지만 난 유연한 설계가 가능하도록 객체지향 설계 원칙을 준수했지 후후)

참고: 애자일 소프트웨어 개발 선언 https://agilemanifesto.org/iso/ko/manifesto.html

순진 개발자가 정말 객체지향 설계 원칙을 잘 준수 했는지 확인해보자. 이번에는 주문한 금액의 %를 할인해주는 새로운 정률 할인 정책을 추가하자.

RateDiscountPolicy 추가image-20220627112433023

RateDiscountPolicy 코드

// implements로 DiscountPolicy 기능을 불러온 후 재정의
// Grade.VIP에 해당하는 회원들에게 10%할인부여
package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy{

    private int discountPercent = 10;
    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        if (member.getGrade() == Grade.VIP){
            return price * discountPercent / 100;
        } else {
            return 0;
        }
    }
}

RateDiscountPolicyTest 코드 추가

// 할인이 적용되는 테스트 검증
// @DisplayName으로 해당 기능들이 적용되는 지 확인
package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;


class RateDiscountPolicyTest {

    RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();

    @Test
    @DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되어야 한다")
    void vip_o(){
        //given
        Member member = new Member(1L,"memberVIP", Grade.VIP);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        assertThat(discount).isEqualTo(1000);
    }

    @Test
    @DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되지 않아야 한다")
    void vip_x(){
        //given
        Member member = new Member(2L,"memberBASIC", Grade.BASIC);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        assertThat(discount).isEqualTo(0);
    }

}

새로운 할인 정책 적용과 문제점

방금 추가한 할인 정책을 적용

할인 정책을 애플리케이션에 적용해보자

  • 할인 정책을 변경하려면 클라이언트인 OrderServiceImpl 코드 수정
// 의존관계에서 DIP, OCP 위반

public class OrderServiceImpl implements OrderService{

    private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
    private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy(){
    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        return 0;
    }
};

Problem

  • OCP, DIP 같은 객체지향 설계 원칙을 충실히 준수하지 않음
  • 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있음
    • 추상(인터페이스) 의존 : DiscountPolicy
      • 인터페이스 = 변하지 않는 것
    • 구체(구현) 클래스 : FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy
      • 구체 클래스 = 변하기 쉬운 것
  • OCP : 변경하지 않고 확장가능
    • 현재 코드론 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 준다. -> OCP 위반

클래스 다이어그램으로 의존관계 분석

  • 기대했던 의존관계image-20220627133100610

  • 실제 의존관계image-20220627133118290

    • DIP(의존 역전 원칙) 위반
      • 클라이언트인 OrderServiceImpl이 DiscountPolicy 인터페이스 뿐만 아니라 FixDiscountPolicy인 구체 클래스도 함께 의존. 실제 코드를 보면 의존하고 있음

  • 정책 변경image-20220627134627264

    • OCP(개방 폐쇄의 원칙)위반
      • FixDiscountPolicy 를 RateDiscountPolicy 로 변경하는 순간 OrderServiceImpl 의
        소스 코드도 함께 변경

문제 해결

  • 클라이언트 코드인 OrderServiceImps은 DiscountPolicy의 인터페이스 뿐만 아니라 구체 클래스도 함께 의존
  • 그래서 구체 클래스를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경
  • DIP위반 -> 추상에만 의존하도록 변경(인터페에스에만 의존)
  • DIP를 위반하지 않도록 인터페이스에만 의존하도록 의존관계를 변경

인터페이스에만 의존하도록 설계를 변경하자image-20220627135312570

인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

// 구현체가 없는데 코드 실행은 가능한가?
public class OrderServiceImpl implements OrderService{

    private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private DiscountPolicy discountPolicy;
    ...
}
// 실행하면 java.lang.NullPointerException 오류가 뜸
  • 이 문제를 해결하려면 누군가 클라이언트인 OrderServiceImpl에 DiscountPolicy의 구현 객체를 대신 생성하고 주입

관심사의 분리

  • 관심사를 분리하자

AppConfig

  • 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임을 가지는 별도의 설정 클래스

코드추가

// AppConfig는 애플리케이션의 실제 동작에 필요한 구현 객체를 생성
// AppConfig는 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해서 주입(연결)
package hello.core;

import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;

public class AppConfig {

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

}

참고: 지금은 각 클래스에 생성자가 없어서 컴파일 오류가 발생한다. 바로 다음에 코드에서 생성자를 만든다.

MemberServiceImpl - 생성자 주입

// 설계 변경으로 MemberServiceImpl은 MemoryRepository를 의존하지 않음 -> MemberRepository 인터페이스만 의존
// MemberServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 주입될지 알 순 없음
// MemberServiceImpl의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체가 주일할지는 오직 외부(AppConfig)에서 결정
// MemberServiceImpl은 의존관계에 대한 고민은 외부에 맡긴다 -> 실행에만 집중

package hello.core.member;

public class MemberServiceImpl implements MemberService{

    private final MemberRepository memberRepository;

    public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }
...
}

클래스 다이어그램image-20220627152543570

  • 객체의 생성과 연결은 AppConfig 담당
  • DIP 완성 : MemberServiceImpl은 MemberRepository인 추상에만 의존.
  • 관심사의 분리 : 객체를 생성하고 연결하는 역할과 실행하는 역할이 명확히 분리

회원 객체 인스턴스 다이어그램image-20220627152754173

  • appConfig 객체는 memoryMemberRepository 객체를 생성하고 그 참조값을 memberServiceImpl을 생성하면서 생성자로 전달
  • 클라이언트인 memberServiceImpl 입장에서 의존관계를 마치 외부에서 주입해주는 것 같다
    • DI(Dependency Injection) = 의존성 주입

OrderServiceImpl - 생성자 주입

// 설계 변경으로 orderServiceImpl은 FixDiscountPolicy을 의존하지 않음 -> DiscountPolicy 인터페이스만 의존
// OrderServiceImpl입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 주입될 지 알 수 없음
// OrderServiceImpl에는 MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy 객체의 의존관계가 주입

package hello.core.order;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberRepository;

public class OrderServiceImpl implements OrderService{

    private final MemberRepository memberRepository;
    private DiscountPolicy discountPolicy;

    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository,DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }
    ...
}

AppConfig 실행

사용 클래스 - MemberApp

package hello.core;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;

public class MemberApp {
    public static void main(String[] args){
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        MemberService memberService = appConfig.memberService();
...
	}
}

사용 클래스 - OrderApp

package hello.core;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.order.Order;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;

public class OrderApp {

    public static void main(String[] args) {

        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        MemberService memberService = appConfig.memberService();
        OrderService orderService = appConfig.orderService();
        ...
        }
}

테스트 코드 오류 수정

package hello.core.member;

import hello.core.AppConfig;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

public class MemberServiceTest {

     MemberService memberService;

     @BeforeEach // 각 테스트 실행 전에 호출
     public void beforeEach(){
         AppConfig appConfig = new AppConfig();
         memberService = appConfig.memberService();
     }
     ...
}
package hello.core.order;

import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;


public class OrderServiceTest {

    MemberService memberService;
    OrderService orderService;

    @BeforeEach // 각 테스트 실행 전에 호출
    public void beforeEach(){
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        memberService = appConfig.memberService();
        orderService = appConfig.orderService();
        ...
    }
}

AppConfig 리팩터링

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

이상적인 다이어그램image-20220627154841413

/////////////////////////////////////////리펙터링 전
public class AppConfig {

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

}

/////////////////////////////////////////리펙터링 후
public class AppConfig {
    
    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(MemberRepository());
    }

    private MemberRepository MemberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    public OrderService orderService(){
        return new OrderServiceImpl(MemberRepository(), discountPolicy());
    }
    
    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        return new FixDiscountPolicy();
    }
}



// new MemoryMemberRepository() 이 부분이 중복 제거되었다. 
// 이제 MemoryMemberRepository 를 다른 구현체로 변경할 때 한 부분만 변경하면 된다.
// AppConfig 를 보면 역할과 구현 클래스가 한눈에 들어온다. 
// 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다.

새로운 구조와 할인 정책 적용

  • AppConfig을 사용함으로써 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는 영역으로 분리

사용, 구성의 분리image-20220627171202236

할인 정책의 변경image-20220627171222627

  • FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy로 변경해도 구성 영역만 영향을 받고, 사용 영역은 전혀 영향을 받지 않음

할인 정책 변경 구성 코드

//AppConfig에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy로 변경
// 이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경
// 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요없음
// 구성 영역은 당연히 변경된다. 구성 역할을 담당하는 AppConfig를 애플리케이션이라는 공연의 기획자로 생각하자. 공연 기획자는 공연 참여자인 구현 객체들을 모두 알아야 한다.

...
	public DiscountPolicy discountPolicy(){
//        return new FixDiscountPolicy();
        return new RateDiscountPolicy();
    }
...

총괄 정리

  • 새로운 할인 정책 개발
    • 다형성 덕분에 새로운 정률 할인 정책 코드를 추가로 개발하는 것 자첸 문제가 없음
  • 새로운 할인 정책 적용과 문제점
    • 새로 개발한 정률 할인 정책을 적용하려고 하니 클라이언트 코드인 주문 서비스 구현체도 함께 변경해야함
    • 주문 서비스 클라이언트가 인터페이스인 DiscountPolicy뿐만 아니라, 구체 클래스인 FixcountPolicy도 함께 의존 -> DIP 위반
  • 관심사의 분리
    • 애플리케이션을 하나의 공연으로 생각
    • 기존에는 클라이언트가 의존하는 서버 구현 객체를 직접 생성하고, 실행함
    • 비유를 하면 기존에는 남자 주인공 배우가 공연도 하고, 동시에 여자 주인공도 직접 초빙하는 다양한 책임을 가지고 있음
    • 공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나올 시점
    • 공연 기획자인 AppConfig가 등장
    • AppConfig는 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는책임
    • 이제부터 클라이언트 객체는 자신의 역할을 실행하는 것만 집중, 권한이 줄어듬(책임이 명확해짐)
  • AppConfig 리펙터링
    • 구성 정보에서 역할과 구현을 명확하게 분리
    • 역할이 잘 드러남
    • 중복 제거
  • 새로운 구조와 할인 정책 적용
    • 정액 할인 정책 -> 정률 %할인 정책으로 변경
    • AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는 영역으로 분리
    • 할인 정책을 변경해도 AppConfig가 있는 구성 영역만 변경하면 됨
    • 사용 영역은 변경 할 필요없음
    • 물론 클라이언트 코드인 주문 서비스 코드도 변경하지 않음

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

SRP, DIP, OCP 적용단계

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

  • 새로운 할인 정책을 개발하고, 적용하려고 하니 클라이언트 코드도 함께 변경.
  • 기존 클라이언트 코드(OrderServiceImpl)는 DIP를 지키며 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에 의존하는 것 같지만, FixDiscountPolicy 구체화 구현 클래스에도 함께 의존
  • 클라이언트 코드가 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경
  • AppConfig가 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트 코드에 의존관계 주입
  • DIP 원칙을 따르면서 문제도 해결가능

OCP

소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있음

  • 다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
  • 애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
  • AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy로 변경해서 클라이언트 코드에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
  • 소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫힘.

loC, DI, 그리고 컨테이너

제어의 역전 IoC(Inversion of Control)

  • 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다.
  • 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종
  • AppConfig가 등장한 이후에 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당
  • 프로그램의 제어 흐름은 이제 AppConfig가 가져감
  • 프로그램에 대한 제어 흐름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있음
  • OrderServiceImpl도 AppConfig가 생성
  • AppConfig는 OrderServiceImpl이 아닌 OrderService 인터페이스의 다른 구현 객체를 생성하고 실행
  • 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라 한다.

프레임워크 vs 라이브러리

  • 프레임워크가 작성한 코들르 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크이다.(JUnit)
  • 반면 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 라이브러리다.

의존관계 주입 DI(Dependency Injection)

  • OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존
  • 실제 어떤 구현 객체가 사용될진 모름
  • 의존관계는 정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각

정적인 클래스 의존관계

  • 클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존관계를 쉽게 판단할 수 있음
  • 정적인 의존관계는 애플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있음
  • OrderServiceImpl은 MemberRepository, DiscountPolicy에 의존
  • 그런데 이러한 클래스 의존관계 만으로는 실제 어떤 객체가 OrderServiceImpl에 주입 될 진 알 수 없음

클래스 다이어그램image-20220628141512605

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

  • 애플리케이션 실행 시점에 실제 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계

객체 다이어그램image-20220628141604951

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

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

  • AppConfig처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해주는 것
  • 의존관계 주입에 초점을 맞추어 최근에는 주로 DI 컨테이너라 함
  • 또는 어샘블러, 오브젝트 팩토리 등으로 불리기도 한다.

스프링으로 전환하기

  • AppConfig 스프링 기반으로 변경

    ...
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService(){

        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {

        return new MemoryMemberRepository();
    }
    @Bean
    public OrderService orderService(){
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}
    • AppConfig에 설정을 구성한다는 뜻의 @Configuration을 붙임
    • 각 메서드에 @Bean을 붙임.

  • MemberApp에 스프링 컨테이너 적용

    ...
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

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);
        ...

  • OrderApp에 스프링 컨테이너 적용

    ...
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);
        ...
    • 두 코드를 실행하면 스프링 관련 로그가 몇 줄 실행되면서 기존과 동일한 결과가 출력

스프링 컨테이너

  • ApplicationContext를 스프링 컨테이너라고 함
  • 기존에는 개발자가 AppConfig를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용
  • 스프링 컨테이너는 @Configuration이 붙은 AppConfig를 설정(구성)정보로 사용
  • @Bean이라 적힌 메서도를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록
  • 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라 한다
  • 스프링 빈은 @Bean이 붙은 메서드의 명을 스프링 빈의 이름으로 사용 (memberService, orderService)
  • 이전에는 개발자가 필요한 객체를 AppConfig를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 필요한 스프링 빈(객체)를 찾아야 함
  • 스프링 빈은 applicationContext.getBean() 메서드를 사용해서 찾을 수 있음
  • 기존에는 개발자가 직접 자바코드로 모든 것을 했다면 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경
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