스프링 핵심 원리 - 기본편 [ 스프링 컨테이너 & 스프링 빈 ]

문지원(JiwonMoon)·2021년 11월 11일
Spring스프링스프링 기본
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스프링 핵심 원리 - 기본편

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  1. 스프링 컨테이너 생성
  2. 컨테이너에 등록된 모든 빈 조회
  3. 빈 조회 - 기본
  4. 빈 조회 - 동일한 타입이 둘 이상
  5. 빈 조회 - 상속 관계
  6. BeanFactory와 ApplicationContext
  7. 다양한 설정 형식 지원 - 자바 코드, XML
  8. 스프링 빈 설정 메타 정보

1. 스프링 컨테이너 생성

스프링 컨테이너와 빈(Bean)이란?

  • 스프링 컨테이너는 자바 객체의 생명 주기(Life Cycle)를 관리하며, 생성된 자바 객체들에게 추가적인 기능을 제공하는 역할을 한다. 여기서 말하는 자바 객체를 스프링에서는 빈(Bean)이라고 부르고, IoC와 DI의 원리가 이 스프링 컨테이너에 적용된다.

스프링 컨테이너가 생성되는 과정

ApplicationContext applicationContext =
                            new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
  • ApplicationContext 를 스프링 컨테이너라 한다.
  • ApplicationContext 는 인터페이스이다.
  • 스프링 컨테이너는 XML을 기반으로 만들 수 있고, 애노테이션 기반의 자바 설정 클래스로 만들 수 있다. 직전에 AppConfig 를 사용했던 방식이 애노테이션 기반의 자바 설정 클래스로 스프링 컨테이너를 만든 것이다.
  • 자바 설정 클래스를 기반으로 스프링 컨테이너( ApplicationContext )를 만들어보면,
    new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class); 이 클래스는 ApplicationContext 인터페이스의 구현체이다.

참고 : 정확히는 스프링 컨테이너를 부를 떄 BeanFactory, ApplicationContext로 구분해서 이야기한다. BeanFactory를 직접 사용하는 경우는 거의 없으므로 일반적으로
ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다.

1) 스프링 컨테이너 생성

  • new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class)
  • 스프링 컨테이너를 생성할 때는 구성 정보를 지정해주어야 한다.
  • 여기서는 AppConfig.class를 구성 정보로 지정했다.

2) 스프링 빈 등록

  • 스프링 컨테이너는 파라미터로 넘어온 설정 클래스 정보를 사용해서 스프링 빈을 등록한다.

빈 이름

  • 빈 이름은 메서드 이름을 사용한다.
  • 빈 이름을 직접 부여할 수 있다.
@Bean(name="memberService2")

*주의사항 : 빈 이름은 항상 다른 이름을 부여해야한다. 같은 이름을 부여하면, 다른 빈이 무시되거나, 기존 빈을 덮어버리거나 설정에 따라 오류가 발생하게 된다.

3) 스프링 빈 의존관계 설정 - 준비

4) 스프링 빈 의존관계 설정 - 완료

  • 스프링 컨테이너는 설정 정보를 참고해서 의존관계를 주입(DI)한다.
  • 단순히 자바 코드를 호출하는 것 같지만 차이가 있다.

참고 : 스프링은 빈을 생성하고, 의존관계를 주입하는 단계가 나누어져 있다. 그런데 이렇게 자바 코드로 스핑을 등록하면 생성자를 호출하면서 의존관계 주입도 한번에 처리된다.

2. 컨테이너에 등록된 모든 빈 조회

package hello.core.beanfind;
  import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
  import org.junit.jupiter.api.Test;
  import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
  import
  org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
  import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
  class ApplicationContextInfoTest {
      AnnotationConfigApplicationContext ac = new
  AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
@Test
@DisplayName("모든 빈 출력하기")
      void findAllBean() {
          String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames(); //이 과정에서 스프링에 등록된 모든 빈 이름을 조회한다. 
          for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
              Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);// 빈 이름으로 빈 객체(인스턴스)를 조회한다. 
              System.out.println("name=" + beanDefinitionName + " object=" + bean);
}
} @Test
@DisplayName("애플리케이션 빈 출력하기")
void findApplicationBean() {
          String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
          for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
              BeanDefinition beanDefinition =
  ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);
  //Role ROLE_APPLICATION: 직접 등록한 애플리케이션 빈
//Role ROLE_INFRASTRUCTURE: 스프링이 내부에서 사용하는 빈
if (beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
System.out.println("name=" + beanDefinitionName + " object=" + bean);
	}
    }
}}
  • 애플리케이션 빈 출력
    - 스프링이 내부에서 사용하는 빈은 제외하고, 내가 등록한 빈만 출력.
    • 스프링이 내부에서 사용하는 빈은 getRole() 로 구분할 수 있다.
      - ROLE_APPLICATION : 일반적으로 사용자가 정의한 빈
      • ROLE_INFRASTRUCTURE : 스프링이 내부에서 사용하는 빈

3. 빈 조회 - 기본

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' availble

예제

package hello.core.beanfind;
 import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
class ApplicationContextBasicFindTest {
    AnnotationConfigApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
@Test
@DisplayName("빈 이름으로 조회")
    void findBeanByName() {
        MemberService memberService = ac.getBean("memberService",
MemberService.class);
        assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
} @Test
@DisplayName("이름 없이 타입만으로 조회") void findBeanByType() {
        MemberService memberService = ac.getBean(MemberService.class);
        assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
    }
  @Test
@DisplayName("구체 타입으로 조회")
    void findBeanByName2() {
        MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService",
MemberServiceImpl.class);
        assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
        }
  @Test
@DisplayName("빈 이름으로 조회X") void findBeanByNameX() {
            //ac.getBean("xxxxx", MemberService.class);
            Assertions.assertThrows(NoSuchBeanDefinitionException.class, () ->
    ac.getBean("xxxxx", MemberService.class));
} }

tip: 구체 타입으로 조회하면서 변경 시 유연성이 떨어진다.

4. 빈 조회 - 동일한 타입이 둘 이상

예제

    package hello.core.beanfind;
    import hello.core.member.MemberRepository;
    import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
    import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
    import org.junit.jupiter.api.Test;
    import org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException;
    import
    org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
    import org.springframework.context.annotation.Bean;
    import org.springframework.context.annotation.Configuration;
    import java.util.Map;
    import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
    import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;
     class ApplicationContextSameBeanFindTest {
    AnnotationConfigApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(SameBeanConfig.class);
    @Test
@DisplayName("타입으로 조회시 같은 타입이 둘 이상 있으면, 중복 오류가 발생한다") void findBeanByTypeDuplicate() {
        //DiscountPolicy bean = ac.getBean(MemberRepository.class);
        assertThrows(NoUniqueBeanDefinitionException.class, () ->
ac.getBean(MemberRepository.class));
} @Test
@DisplayName("타입으로 조회시 같은 타입이 둘 이상 있으면, 빈 이름을 지정하면 된다") void findBeanByName() {
        MemberRepository memberRepository = ac.getBean("memberRepository1",
MemberRepository.class);
        assertThat(memberRepository).isInstanceOf(MemberRepository.class);
    }
@Test
@DisplayName("특정 타입을 모두 조회하기")
    void findAllBeanByType() {
        Map<String, MemberRepository> beansOfType =
ac.getBeansOfType(MemberRepository.class);
        for (String key : beansOfType.keySet()) {
            System.out.println("key = " + key + " value = " +
beansOfType.get(key));
 }
        System.out.println("beansOfType = " + beansOfType);
        assertThat(beansOfType.size()).isEqualTo(2);
}
    @Configuration
    static class SameBeanConfig {
               @Bean
          public MemberRepository memberRepository1() {
              return new MemoryMemberRepository();
          }
          @Bean
          public MemberRepository memberRepository2() {
              return new MemoryMemberRepository();
          }
} }

5. 빈 조회 - 상속 관계

  • 부모 타입으로 조회하면, 자식 타입도 함께 조회한다.
  • 모든 자바 객체의 최고 부모인 Object 타입으로 조회하면, 모든 스프링 빈을 조회한다.

예제

package hello.core.beanfind;
 import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.util.Map;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;
class ApplicationContextExtendsFindTest {
    AnnotationConfigApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);
    @Test
@DisplayName("부모 타입으로 조회시, 자식이 둘 이상 있으면, 중복 오류가 발생한다") void findBeanByParentTypeDuplicate() {
        //DiscountPolicy bean = ac.getBean(DiscountPolicy.class);
        assertThrows(NoUniqueBeanDefinitionException.class, () ->
ac.getBean(DiscountPolicy.class));
}
@Test
@DisplayName("부모 타입으로 조회시, 자식이 둘 이상 있으면, 빈 이름을 지정하면 된다") void findBeanByParentTypeBeanName() {
        DiscountPolicy rateDiscountPolicy = ac.getBean("rateDiscountPolicy",
DiscountPolicy.class);
        assertThat(rateDiscountPolicy).isInstanceOf(RateDiscountPolicy.class);
    }
     @Test
@DisplayName("특정 하위 타입으로 조회")
    void findBeanBySubType() {
        RateDiscountPolicy bean = ac.getBean(RateDiscountPolicy.class);
        assertThat(bean).isInstanceOf(RateDiscountPolicy.class);
} @Test
@DisplayName("부모 타입으로 모두 조회하기") void findAllBeanByParentType() {
        Map<String, DiscountPolicy> beansOfType =
ac.getBeansOfType(DiscountPolicy.class);
        assertThat(beansOfType.size()).isEqualTo(2);
        for (String key : beansOfType.keySet()) {
            System.out.println("key = " + key + " value=" +
beansOfType.get(key));
} }
@Test
@DisplayName("부모 타입으로 모두 조회하기 - Object")
    void findAllBeanByObjectType() {
        Map<String, Object> beansOfType = ac.getBeansOfType(Object.class);
        for (String key : beansOfType.keySet()) {
            System.out.println("key = " + key + " value=" +
beansOfType.get(key));
	} 
}
 @Configuration
    static class TestConfig {
        @Bean
        public DiscountPolicy rateDiscountPolicy() {
            return new RateDiscountPolicy();
        }
@Bean
           public DiscountPolicy fixDiscountPolicy() {
              return new FixDiscountPolicy();
} }
}

6. BeanFactory와 ApplicationContext

BeanFactory

  • 스프링 컨테이너의 최상위 인터페이스다.
  • 스프링 빈을 관리하고, 조회하는 역할을 담당한다.
  • getBean()을 제공한다.
  • 지금까지 우리가 사용했던 대부분의 기능은 BeanFactory가 제공하는 기능이다.
  • 하지만 BeanFactory를 직접 사용할 일은 거의 없다.

ApplicationContext

  • BeanFactory 기능을 모두 상속받아서 제공한다.
  • 빈을 관리하고 검색하는 기능을 BeanFactory가 제공해준다.

차이점 : 애플리케이션을 개발할 때는 빈은 관리하고 조회하는 기능은 물론이고, 수 많은 부가기능이 필요하다.

ApplicationContext를 사용하는 이유
ApplicationContext가 제공하는 부가기능

  • 메세지소스를 활용한 국제화 기능
    ex) 한국에서 들어오면 한국어로, 영어권에서 들어오면 영어로 출력
  • 환경변수
    - 로컬, 개발, 운영등을 구분해서 처리
  • 애플리케이션 이벤트
    - 이벤트를 발행하고, 구독하는 모델을 편리하게 지원
  • 편리한 리소스 조회
    - 파일, 클래스패스, 외부 등에서 리소스를 편리하게 조회

7. 다양한 설정 형식 지원 - 자바 코드, XML

  • 스프링 컨테이너는 다양한 형식의 설정 정보를 받아드릴 수 있게 유연하게 설계되어 있다.
    - 자바코드, XML, Groovy 등등

XML 설정 사용

  • 최근에는 스프링 부트를 많이 사용하면서 XML기반의 설정은 잘 사용하지 않는다.
    아직 많은 레거시 프로젝트 들이 XML로 되어 있고, 또 XML을 사용하면 컴파일 없이 빈 설정 정보를 변경할 수 있는 장점도 있으므로 한번쯤 배워두는 것도 괜찮다.
  • GenericXmlApplicationContext 를 사용하면서 xml 설정 파일을 넘기면 된다.

XmlAppConfig 사용 자바 코드

package hello.core.xml;
  import hello.core.member.MemberService;
  import org.junit.jupiter.api.Test;
  import org.springframework.context.ApplicationContext;
  importorg.springframework.context.support.GenericXmlApplicationContext;
     import static org.assertj.core.api.Assertions.*;
  public class XmlAppContext {
      @Test
      void xmlAppContext() {
          ApplicationContext ac = new
  GenericXmlApplicationContext("appConfig.xml");
          MemberService memberService = ac.getBean("memberService",
  MemberService.class);
          assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberService.class);
      }
}

xml 기반의 스프링 빈 설정 정보

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
  <beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://
  www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">
      <bean id="memberService" class="hello.core.member.MemberServiceImpl">
          <constructor-arg name="memberRepository" ref="memberRepository" />
      </bean>
      <bean id="memberRepository"
  class="hello.core.member.MemoryMemberRepository" />
      <bean id="orderService" class="hello.core.order.OrderServiceImpl">
          <constructor-arg name="memberRepository" ref="memberRepository" />
          <constructor-arg name="discountPolicy" ref="discountPolicy" />
      </bean>
      <bean id="discountPolicy" class="hello.core.discount.RateDiscountPolicy" />
      </bean>
  • xml 기반의 appConfig.xml 스프링 설정 정보와 자바 코드로 된 AppConfig.java 설정 정보를 비교해보면 거의 비슷하다는 것을 알 수 있다.

8. 스프링 빈 설정 메타 정보

  • 스프링의 다양한 설정 형식을 지원을 하는방법의 중심에는 BeanDefinition 이라는 추상화가 있다.
  • 쉽게 이야기해서 역할과 구현을 개념적으로 나눈 것
    - XML을 읽어서 BeanDefinition을 만들면 된다.
    - 자바 코드를 읽어서 BeanDefinition을 만들면 된다.
    - 스프링 컨테이너는 자바 코드인지, XML인지 몰라도 된다. 오직 BeanDefinition만 알면 된다.
  • BeanDefinition 을 빈 설정 메타정보라 한다.
    - @Bean , 당 각각 하나씩 메타 정보가 생성된다.
  • 스프링 컨테이너는 이 메타정보를 기반으로 스프링 빈을 생성한다.

  • AnnotationConfigApplicationContext 는 AnnotatedBeanDefinitionReader 를 사용해서 AppConfig.class 를 읽고 BeanDefinition 을 생성한다.
  • GenericXmlApplicationContext 는 XmlBeanDefinitionReader 를 사용해서 appConfig.xml 설정 정보를 읽고 BeanDefinition 을 생성한다.
  • 새로운 형식의 설정 정보가 추가되면, XxxBeanDefinitionReader를 만들어서 BeanDefinition 을 생성하면 된다.

BeanDefinition 정보
BeanClassName: 생성할 빈의 클래스 명(자바 설정 처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음) factoryBeanName: 팩토리 역할의 빈을 사용할 경우 이름, ex) appConfig factoryMethodName: 빈을 생성할 팩토리 메서드 지정, ex) memberService
Scope: 싱글톤(기본값)
lazyInit: 스프링 컨테이너를 생성할 때 빈을 생성하는 것이 아니라, 실제 빈을 사용할 때 까지 최대한 생성을 지연처리 하는지 여부
InitMethodName: 빈을 생성하고, 의존관계를 적용한 뒤에 호출되는 초기화 메서드 명 DestroyMethodName: 빈의 생명주기가 끝나서 제거하기 직전에 호출되는 메서드 명 Constructor arguments, Properties: 의존관계 주입에서 사용한다. (자바 설정 처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음)

package hello.core.beandefinition;
import hello.core.AppConfig;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.MutablePropertyValues;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.beans.factory.config.ConstructorArgumentValues;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.support.GenericXmlApplicationContext;
public class BeanDefinitionTest {
    AnnotationConfigApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
//    GenericXmlApplicationContext ac = new
GenericXmlApplicationContext("appConfig.xml");
  @Test
@DisplayName("빈 설정 메타정보 확인")
    void findApplicationBean() {
        String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
        for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
            BeanDefinition beanDefinition =
ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);
            if (beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
                System.out.println("beanDefinitionName" + beanDefinitionName +
} }
} }

References (참고 자료)

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