Bean Scope

Single Ko·2023년 5월 26일

Spring 강의 정리

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빈 스코프란?

빈이 존재할 수 있는 범위를 뜻한다.
스프링 빈이 스프링 컨테이너의 시작과 함께 생성되어 스프링 컨테이너가 종료될 때 까지 유지된다. (스프링 빈은 기본적으로 싱글톤 스코프로 생성됨. 여기서 말하는 빈 스코프는 싱글톤 스코프)

스프링은 다양한 스코프를 지원한다

싱글톤 : 기본 스코프, 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넓은 범위의 스코프
프로토타입 : 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고 더는 관리하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프
웹 관련 스코프
- request : 웹 요청이 들어오고 나갈때 까지 유지되는 스코프.
- session : 웹 세션이 생성되고 종료될 때 까지 유지되는 스코프
- application : 웹의 서블릿 컨텍스트와 같은 범위로 유지되는 스코프

//컴포넌트 스캔 자동 등록
@Scope("prototype")
@Component
public class Hello() {
	...
}

//수동 등록
@Scope("prototype")
@Bean
PrototypeBean HelloBean() {
	return new HelloBean();
}

프로토타입 스코프

프로토타입 스코프를 스프링 컨테이너에 조회하면 스프링 컨테이너는 항상 새로운 인스턴스를 생성해서 반환한다.

프로타입 스코프 빈을 클라이언트가 요청.
스프링 컨테이너는 클라이언트가 요청한 시점에 프로토타입 빈을 생성하고, 필요한 의존관계를 주입한다.

정리
스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성하고, 의존관계 주입, 초기화 까지만 처리한다.
클라이언트에 빈을 반환하고, 이후에 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 관리하지 않음. 이 빈의 관리는 클라이언트에 책임이 있다. 그래서 @PreDestroy 같은 종료 메서드가 호출되지 않음.

특징

스프링 컨테이너에서 요청할때마다 새로 생성된다.
스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입 그리고 초기화까지만 관여한다.
종료 메서드가 호출되지 않는다.
프로토타입 빈은 프로토타입 빈을 조회한 클라이언트가 관리해야 한다. 종료 메서드에 대한 호출도 클라이언트가 직접 해야함.

프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 문제점

싱글톤 빈과 함께 사용하면 의도한대로 잘 동작하지 않는다. 주의해야됨. (프로토타입은 거의 사용하지 않고, 대부분 싱글톤으로 사용한다. 어쩌다 사용해도 싱글톤과 함께 사용함)

클라이언트 A와 B가 서로 프로토타입 빈을 요청했다.
서로 count를 1증가시켰다.
각자의 객체에서 따로 0에서 1로 바뀐다.

서로가 다른 객체라면 위에대로 작동하는 것이 맞다.
클라이언트 A와 B는 서로 prototypeBean을 가지고 있고 카운트가 따로 1씩 증가해야 될것이다.
이는 정상적으로 작동한다.

문제는 바로 싱글톤 객체가 의존관계 주입을 통해서 프로토타입 객체를 주입받아서 사용될때이다.
밑의 코드는 싱글톤인 클라이언트 빈이 프로토 타입 빈을 의존관계 주입을 받았을 때이다.

 class ClientBean {
 	private final PrototypeBean prototypeBean;
 	
    @Autowired
 	public ClientBean(PrototypeBean prototypeBean) {
 		this.prototypeBean = prototypeBean;
 	}
    
 	public int logic() {
 		prototypeBean.addCount();
 		int count = prototypeBean.getCount();
 		return count;
 	}
 }

ClientBean은 싱글톤, 스프링 컨테이너 생성 시점에 함께 생성되고, 의존관계 주입도 발생.

ClientBean은 의존관계 자동 주입을 사용한다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성해서 clientBean에 반환. 프로토타입 빈의 count 필드 값은 0이다.
이제 클라이언트 빈은 프로토타입 빈의 참조값을 보관한다.

클라이언트A는 ClientBean을 스프링 컨테이너에 요청해서 받음. 싱글톤이므로 항상 같은 ClientBean을 제공 받는다. A는 logic을 한번 실행했다. (0 -> 1)

클라이언트B가 ClientBean을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다. 싱글톤이므로 항상 같은 ClientBean이 반환된다. B는 logic을 한번 실행했다. (1 -> 2)

이게 어떻게 된 일인가?

중요점 -> ClientBean이 내부에 가지고 있는 프로토타입 빈은 이미 과거에 주입이 끝난 것이다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 요청해서 프로토타입 빈이 새로 생성된 것이지, 사용 할 때마다 새로 생성되는 것이 아니다.

우리가 의도한 것은 이게 아닐것이다. 이렇게 할거면 싱글톤 빈을 사용하는 것과 다를 것이 없다. 프로토타입빈을 쓴다는 것은 호출할때마다 새로 생성되는 것을 원하는 것이다.

참고 : 여러 빈에서 같은 프로토타입 빈을 주입받으면 주입 받는 시점에 각각 새로운 프로토 타입 빈이 생성된다. 사용할때마다 새로 생성되는 것이 아니다.

어떻게 하면 문제 해결을 할 수 있는가?

가장 간단한 방법은 싱글톤 빈이 프로토타입을 사용할 때 마다 스프링 컨테이너에 새로 요청하는 것. 하지만 이는 좋은 방법이 아니다

의존관계를 외부에서 주입(DI)받는게 아니라, 직접 필요한 의존관계를 찾는 것을 Dependency Lookup(DL) 의존관계 탐색(조회)라고 한다.
이렇게 스프링의 애플리케이션 컨텍스트 전체를 주입받게 되면, 스프링 컨테이너에 종속적인 코드가 되고, 단위 테스트도 어려워진다.

스프링에서는 사실 이런 DL 정도의 기능만 제공해주는 것이 있다.

ObjectProvider, ObjectFactory

ObjectProvider는 ObjectFactory를 상속받아 구현함. ObjectFactory보다 편의기능이 많은 ObjectProvider를 사용하면 됨.

ObjectFactory: 기능이 단순, 별도의 라이브러리 필요 없음, 스프링에 의존
ObjectProvider: ObjectFactory 상속, 옵션, 스트림 처리등 편의 기능이 많고, 별도의 라이브러리 필요 없음. 스프링에 의존.

JSR-330 Provider

JSR-330 자바 표준을 사용하는 방법.
javax.inject:javax.inject:1 라이브러리를 추가해야된다

Provider<PrototypeBean> provider;

provider.get()을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인가능.

특징

자바 표준이고, 기능이 단순하므로 단위 테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워진다.
get() 메서드 하나로 기능이 매우 단순하다
스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용 가능
별도의 라이브러리가 필요하다.(표준인데 왜 ...)

정리
실무에서 대부분의 문제는 싱글톤 빈으로 해결 가능. 때문에 프로토타입 빈을 사용할 일은 매우 적다.
OjbectProvider나 Provider는 프로토타입뿐 아니라, DL이 필요할 경우 언제든지 사용할 수 있다.
- 언제 사용하면 좋은가
- retrieving multiple instances
- lazy or optional retrieval of an instance
- breaking circular dependencies
- abstracting scope so you can look up an instance in a smaller scope from an instance in a containing scope.

결국 둘중에 무엇을 사용 해야 되나? -> 스프링 환경에서 돌아갈 때는 ObjectProvider를 사용하면 된다.(거의 모든 상황에서).왜냐면 스프링은 사실상 기술표준에 가깝기 때문에... 정말 그럴일은 없겠지만 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용해야된다면 Provider를 사용해야된다.

표준과 스프링의 기능이 겹칠때가 많다. 이때 특별히 다른 컨테이너를 사용할 일이 없다면 선택에선 스프링에서 제공하는 기능을 사용하면 된다. 다만, 스프링에서도 표준을 권장하거나(@PostConstruct, @PreDestroy), JPA관련(JPA는 표준이 default)이 아니면 스프링 제공 기술을 선택하면 됨(편하다..)

웹 스코프

특징
웹 환경에서만 동작한다.
웹 스코프는 스프링이 해당 스코프의 종료시점까지 관리한다. 따라서 종료 메서드가 호출된다.

종류

request : HTTP 요청 하나가 들어오고 나갈 때 까지 유지되는 스코프, 각각의 HTTP 요청마다 별도의 빈 인스턴스가 생성되고 관리
session : HTTP session과 동일한 생명주기를 가지는 스코프
application : 서블릿 컨텍스트(ServletContext)와 동일한 생명주기를 가지는 스코프
websocket : 웹 소켓과 동일한 생명주기를 가지는 스코프

request 위주로 살펴봄. 나머지도 범위만 다르지 동작 방식은 비슷하다.

request 웹 스코프 예제

Web환경에서 사용되기 때문에 Spring Web library를 추가해야됨
web 환경에서 포트를 변경해야 된다면? server.port=portNum

MyLogger 클래스를 만들고
Scope(value="request")로 설정.
@PostConstruct와 @PreDestroy를 사용해 생성과 소멸시점에 로그를 남기도록 하였다.

이것을 Controller와 Service를 만들어 확인한다. -> 문제점 생김
스프링 컨테이너가 뜰때 Controller와 Service에 의존관계 주입이 일어나는데, MyLogger 클래스는 범위가 request이다.
request는 http 요청이 들어와야 생성이 되는데, 스프링 컨테이너가 뜰때 생성되지 않기때문에 오류를 일으킴.(이는 provider를 활용해 해결가능하다)

request scope를 씀으로 기대되는 점

request의 스코프를 가지고 있는 MyLogger 클래스는 HTTP 요청 당 각각 구분됨. 다른 HTTP요청 때문에 값이 섞이는 걱정은 할 필요가 없음.

여기선 예제의 간단함을 위해 컨트롤러에 로거를 넣었지만 원래는 인터셉터나 서블릿 필터를 활용하는 것이 좋음.
request scope를 사용하지 않고 파라미터로 모든 정보를 서비스 계층에 넘겨도 로그를 띄울 수 있지만 파라미터가 너무 많음. 또 requestURL같은 웹과 관련된 정보가 웹과 관련이 없는 서비스 계층까지 넘어가게 됨.
웹과 관련된 부분은 컨트롤러까지만 사용해야된다. 서비스 계층은 웹 기술에 종속되지 않고, 순수하게 유지하는 것이 유지보수 관점에서 좋다.

문제 해결

Provider를 통한 해결 - MyLogger를 주입받는 컨트롤러와 Service에 ObjectProvider나 Provider를 넣어주면 된다.

확인 : UUID를 통해 각 Request마다 구분을 해놨는데, 여러 요청을 동시에해도 각 요청을 확실하게 구분해준다.

문제점 : 모든 클래스에 주입받는 MyLogger를 provider로 받게 고쳐야 한다. 사실 그렇게 많지는 않지만 그래도 코드를 줄이고 싶은 욕심은 끝이 없다.
Proxy를 통한 해결 @Scope(value = "request",proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS) Provider를 쓰는 것과 별 다를바 없이 사용된다.
만약 대상이 구체적인 클래스면 ScopedProxyMode.TARGET_CLASS, 인터페이스면 ScopedProxyMode.INTERFACES 를 선택
이렇게 하면 프록시 객체를 만들어서 주입해준다.

이 프록시 객체를 대신 등록해서 요청이 오면 진짜 빈을 요청하는 위임 로직이 들어있다