[스프링 핵심 원리 - 기본편] 객체 지향 설계와 스프링

goal

1. 스프링 기본 기능 학습
2. 스프링 본질 깊은 이해
3. 객체 지향 설계를 고민하는 개발자로 성장

spring history

1. EJB - 상당히 어렵고 의존적이게 됨
2. 스프링 - EJB 컨테이너 대체, 단순함의 승리, 현재 (사실상) 표준 기술
3. 하이버네이트 - EJB 엔티티빈 기술 대체, JPA(java persistence API) 새로운 표준 정의

자바 표준을 논하다

1. 하이버네이트를 기반으로 자바 표준인 JPA를 만듬
2. JPA라는 표준 인터페이스를 만들고 그 구현체로 하이버네이트, eclipselink 등이 존재
3. JPA는 자바 표준 기술이며, 구현체로 하이버네이트가 80% 사용되고 있다.

JPA
인터페이스. 자바 표준 명세서. 자바 어플리케이션에서 관계형 데이터베이스를 어떻게 사용해야하는 지 정의하는 방법 중 하나. JPA가 그 방법들 중 표준으로 사용됨. 즉, 정리하면 객체지향 프로그래밍 언어와 관계형 데이터베이스를 중간에서 패러다임을 일치시켜주기 위한 (인터페이스 해주는) 기술

스프링 역사

스프링과 JPA가 가장 큰 메인 기술
2002 로드 존슨이 책을 출간했고 유겐 휠러/얀 카로프가 로드 존슨에게 오픈소르 프로젝트를 제안함

릴리즈

• 2003년 스프링 프레임워크 1.0 출시 - xml
• 2009년 스프링 프레임워크 3.0 출시 - 자바 코드로 설정하게 됨
• 2013년 스프링 프레임워크 4.0 출시 - 자바8 지원
• 2014년 스프링 부트 1.0 출시ㅣ
• 2017년 스프링 프레임워크 5.0, 스프링 부트 2.0 출시 - 리엑리트 프로그래밍 지원(node.js처럼 non-blocking 개념 도입)
• 2020년 9월 기준 스프링 프레임워크 5.2.x, 스프링 부트 2.3.x

스프링

필수 - 스프링 프레임워크, 스프링 부트
선택 - 스프링 데이터, 스프링 세션, 스프링 시큐리티, 스프링 rest docs, 스프링 배치, 스프링 클라우드

• 스프링 데이터 : CRUD를 편리하게
• 스프링 세션 : 세션 기능을 편리하게
• 스프링 rest docs : api 문서화 및 테스트
• 스프링 배치 : 실무)천만명의 데이터를 업데이트할 때 데이터를 묶어서 처리하는 배치처리 기술 필요
• 스프링 클라우드 : 클라우드 기능을 편리하게

spring.io 접속해서 overview에 보면 스프링 관련 프로젝트(라이브러리)가 매우 많음

스프링 프레임워크

• 핵심 기술 : 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹 기술 : 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술 : 트랜젝션, JDBC, ORM 지원, xml 지원
• 기술 통합 : 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트 : 스프링 기반 테스트 지원
• 언어 : 코틀린, 그루비

스프링부트

• 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 서드파티(외부) 라이브러리 자동 구성
  • ex. 스프링 4.0 에 특정 외부라이브러리 x.0 버전을 설치할 때 호환되지 않는 이슈가 빈번했으나, 스프링부트에서는 이에 대한 문제를 해결해 줌
  • ex. 스프링 4.0일 떄 (메이저)라이브러리의 궁함(버전)을 다 테스트해보고 호환이 가장 잘 되는 조합으로 자동으로 구성해 줌
• 메트릭, 상태확인, 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

스프링을 왜 만들었을까?

이 기술을 왜 만들었는가, 이 기술의 핵심 컨셉은 무엇인가?

• 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

객체 지향 프로그래밍

• 역할과 구현을 분리
• 다형성 : 클라이언트에게 영향을 주지 않고 새로운 기능을 제공할 수 있음
  • 역할 = 인터페이스
  • 구현 = 인퍼테이스를 구현한 클래스, 구현 객체
• 다형성의 본질
  • 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다
  • 다형성의 본질을 이해하려면 '협력'이라는 '객체 사이의 관계'에서 시작해야한다
  • 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다
• 단점
  • 인터페이스(역할)이 변화하면 클라이언트/서버 모두에 큰 변경이 발생한다
  • 따라서 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

스프링과 객체 지향

• 다형성이 가장 중요하다
• 스프링은 다형성을 극대화한다
• 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용하여 역할과 구현을 분리한다

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

1. SRP 단일 책임 원칙 (single reponsibility principle)

• 한 클래스는 하나의 책임만 가진다
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다. 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 떄 파급 효과가 적으면ㄴ 단일 책임 원칙을 잘 따른 것이다
• ex. UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

2. OCP 개방-폐쇄 원칙 (open/closed principle) 😏

• 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야한다.
• 확장을 하려면 당연히 기존의 코드를 변경해야 하는 것 아닐까?
  • 이 때 다형성을 활용해보자. 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 여러 구현체들을 끼울 수 있다(확장)

    public class MemberService {
      private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    }
    
    public classMemberService {
    	private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
      private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
    }
        

• 문제점
  • 위 상황은 다형성은 충족시키나, MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택하게 되므로 기존의 코드가 변경된다는 점은 명백하다.
    • MemberRepository m = new MemoryMem
  • 다형성이 활용되고 있지만, 클라이언트가 기존 코드를 변경하게 된다. 즉, ocp 원칙을 지킬 수 없다.
  • 따라서 이 문제를 해결하기 위해 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요한데 그 역할을 스프링이 해준다.

3. LSP 리스코프 치환 원칙

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.
• 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것, 다형성을 지원하기 위한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면, 이 원칙이 필요하다.
• 단순히 컴파일에 성공하는 것을 말하는 게 아니라, 예를 들면 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 뒤로가게 구현하면 lsp 위반으로 본다. 즉, 느리더라도 앞으로 가는 기능이여야 엑셀의 정확성을 깨뜨리지 않는 것이다.

4. ISP 인퍼테이스 분리 원칙

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
• 자동차 인터페이스를 하나 만들기 보단, 운전 인터페이스와 정비 인터페이스로 분리시킨다.
• 사용자 클라이언트의 경우도 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분맇시킨다.
• 이렇게 인터페이스 클래스 자체도 목적과 기능에 맞게 쪼개면, 인터페이스가 명확해지고 SRP 원칙도 자연스럽게 챙기게 되고, 대체 가능성도 높아지게 된다 ( 정비 인터페이스가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않는다.)

5. DIP 의존관계 역전 원칙 😏

• 프로그래머는 추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.
• 의존성 주입은 해당 원칙을 따르는 방법 중 하나이다.
• 쉽게 말하면 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻과 같다. == 역할(role)에 의존하라
  

객체 지향 설계와 스프링

• 좋은 객체 지향 개발을 하기 위해 OCP, DIP 원칙들을 지키며 개발을 하다보니 배보다 배꼽이 더 큰 문제가 발생해 스프링 프레임워크가 탄생하였다. 정확히 말하면 DI 컨테이너를 만든 것.
• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자.
  • ex. 어떤 db를 쓸지 정해지지 않은 상황에서 인터페이스로 미리 정의해둘 수 있음. 구현은 나중에. 하부 구현 정책에 대한 선택을 미룰 수 있다는 것이다.
  • 미리 뼈대를 만들고, 확정된 기획 요구사항에 따라 구현체를 만들어보자.
• 그렇다면 인터페이스는 항상 좋을까?
  • 추상화라는 비용이 발생한다.
  • 인터페이스만 가지곤 어떤 구현체인지 모름. 소스코드를 볼 때 한 뎁스를 들어가게 되는 불편함 존재
  • 기능을 확장할 가능성이 전혀 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 떄 리팩터링하여 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.