[Spring] Chapter 1. 객체 지향 설계와 스프링

joyful·2021년 6월 22일
Spring객체지향스프링
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Java/Spring

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들어가기 앞서

이 글은 김영한 님의 스프링 핵심 원리 - 기본편(https://www.inflearn.com/스프링-핵심-원리-기본편/dashboard)을 수강하며 학습한 내용을 정리한 글입니다. 모든 출처는 해당 강의에 있습니다.

📖 Spring의 등장 배경

✅ EJB(Enterprise Java Beans)

  • 개념

    • 기업환경의 시스템을 구현하기 위한 서버측 컴포넌트 모델
    • 애플리케이션의 업무 로직을 가지고 있는 서버 애플리케이션
    • Java EE의 자바 API 중 하나

  • 특징

    • 동시 접속자 수가 많은 가운데 안정적인 트랜잭션이 필요한 사이트 구축시 사용하는 컴포넌트 기술
      ex) 공공기관, 기상청, 병무청, 금융, 보험, 포털사이트, 게임사이트, 기업 등..
    • JSP, Beans를 사용한 시스템보다 속도는 느리지만, 개발시 개발자에게 많은 자동화된 기능을 제공하여 안정적인 분산 시스템 구축 및 제공을 용이하게 함
    • 기초 기술(JSP, BEANS, RMI, Servlet, Serialization, Transaction, Connection Pooling)을 알면 학습 및 사용이 쉬움
    • EJB 규약을 집중적으로 습득하면 쉽게 EJB 컴포넌트 개발 가능

  • 장단점

    장점단점
    [인스턴스 풀링]
    ▪ 객체를 미리 생성 + 메모리에 저장
      → 사용준비 상태로 전환
    ▪ 많은 동시접속자에 대한 안정성 지원    		객체지향적이지 않음
    [트랜잭션 처리]
    ▪ 처리 메소드를 컨테이너가 트랜잭션 자동 처리
    ▪ 안정적인 데이터 조작 가능    		복잡한 프로그래밍 모델
    [퍼시스턴스 관리]
    ▪ 빈즈의 상태를 메모리에서 사용 여부에 따라
      자동으로 활성화/비활성화 실행하여 관리    		특정 환경·기술에 종속적인 코드
    FAT Client → Thin Client,
    n-tier(다층 구조) 시스템 구축 가능    		컨테이너 안에서만 동작할 수 있는 객체 구조
    ▪ Weblogic, Websphere를 주로 사용
    ▪ 국산은 제우스(jeus) 사용    		자동화된 테스트가 매우 어렵거나 불가능
    EJB 컴포넌트들이 Loading 되어 활동하는
    서버 쪽 프로그램, 컴포넌트의 생성, 소멸,
    라이프 사이클, 보안, Threading 등의 서비스 제공    		부족한 개발생산성 및 이동성(portability)

✅ POJO(Plain Old Java Object)

  • 오래된 방식의 간단한 자바 오브젝트
  • 특정 자바 모델이나 기능, 프레임워크 등에 종속되지 않고, 클래스 패스(class path)를 필요로 하지 않는 일반적인 Java Object
  • 중량 프레임워크들(Java EE 등...)을 사용하게 되면서 해당 프레임워크에 종속된 "무거운" 객체를 만들게 된 것에 반발해서 사용하게 됨
  • 2000년 9월 마틴 파울러, 레베카 파슨, 조쉬 맥킨지 등에 의해 사용되기 시작

    “우리는 사람들이 자기네 시스템에 보통의 객체를 사용하는 것을 왜 그렇게 반대하는지 궁금하였는데, 간단한 객체는 폼 나는 명칭이 없기 때문에 그랬던 것이라고 결론지었다. 그래서 적당한 이름을 하나 만들어 붙였더니, 아 글쎄, 다들 좋아하더라고.” — 마틴 파울러


📖 Spring의 등장

EJB의 단점들로 인해 대표적으로 2가지의 Open Source가 등장하게 됨

  • Spring
    • 2002년 출간된 로드 존슨의 『expert one-on-one J2EE Design and Development』이 Spring의 근간이 됨
    • EJB 컨테이너를 대체하게 됨
    • 사실상 현재의 표준 기술
  • Hibernate
    • 자바 언어를 위한 객체 관계 매핑 프레임워크
    • 객체 지향 도메인 모델을 관계형 데이터베이스로 매핑하기 위한 프레임워크 제공
    • 2001년 Gavin King과 시러스 테크놀로지스 출신 동료들이 EJB2 스타일의 엔티티 빈즈 이용을 대체할 목적으로 출발
    • 기술력이 낮았던 EJB Entitiy Bean 기술을 대체
    • JPA(Java Persistence API)의 새로운 표준 정의

      JPA = 표준 인터페이스
      하이버네이트, EclipseLink 등 = JPA 구현체

✅ 스프링의 역사

년도버전설명
2003년스프링 프레임워크 1.0XML 기반
2006년스프링 프레임워크 2.0기존 XML 기반 버전의 복잡한 설정
→ XML 편의 기능 지원
2009년스프링 프레임워크 3.0자바 코드로 설정
2013년스프링 프레임워크 4.0자바8
2014년스프링 부트 1.0스프링 프레임워크의 설정 및 배포에
대한 어려움 해결하기 위해 등장
2017년스프링 프레임워크 5.0
스프링 부트 2.0		리액티브 프로그래밍(비동기) 지원
2021년스프링 프레임워크 5.3
스프링 부트 2.5

✅ 스프링(Spring)이란?

  • 자바 플랫폼을 위한 자바 언어 기반의 오픈 소스 애플리케이션 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

  • 스프링 생태계

    • 필수

      • 스프링 프레임워크
        항목내용
        핵심 기술스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
        웹 기술스프링 MVC, 스프링 WebFlux
        데이터 접근 기술트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
        기술 통합캐시, 이메일, 원격 접근, 스케줄링
        테스트스프링 기반 테스트 지원
        언어코틀린, 그루비
      • 스프링 부트
        • 스프링의 편리한 사용을 위해 지원, 최근에는 기본으로 사용
        • 특징 및 장점
          • 단독 실행 가능한 스프링 애플리케이션 생성 용이
          • Tomcat 같은 웹 서버 내장 → 별도의 웹 서버 설치 x
          • Starter 종속성 제공 → 빌드 구성 용이
          • 스프링과 3rd party(외부) 라이브러리 자동 구성
          • 프로덕션 준비 기능 제공 ex) 매트릭, 상태 확인, 외부 구성 등
          • 관례에 의한 간결한 설정

    • 선택

      항목내용
      스프링 데이터DB 사용을 편리하게 해줌
      ex) Spring Data Jpa
      스프링 세션세션 기능 사용을 편리하게 해줌
      스프링 시큐리티보안 관련
      스프링 Rest DocsAPI 문서 관련 편리한 이용
      스프링 배치대용량 처리에 특화. 실무에서 많이 사용
      스프링 클라우드

✅ 스프링의 특징

항목내용
경량 컨테이너 &
자바 객체 직접 관리		- 각각의 객체 생성, 소멸과 같은 라이프 사이클을 관리한다.
- 스프링으로부터 필요한 객체를 얻어올 수 있다
POJO 방식의 프레임워크일반적인 J2EE 프레임워크에 비해 구현을 위한
특정 인터페이스 구현 및 상속 필요 x
→ 기존의 라이브러리 등 지원 용이 & 객체가 가벼움
제어 반전
(IoC : Inversion of Control)		컨트롤의 제어권 : 사용자(x), 프레임워크(o)
→ 필요에 따라 스프링에서 사용자의 코드 호출
의존성 주입
(DI : Dependency Injection)		각각의 계층이나 서비스들 간 의존성이 존재할 경우
→ 프레임워크가 서로 연결시켜줌
관점 지향 프로그래밍
(AOP : Aspect-Oriented Programming)		여러 모듈에서 공통적으로 사용하는 기능
→ 해당 기능을 분리하여 관리 가능
ex) 트랜잭션, 로깅, 보안 등..
영속성 관련 서비스 지원이미 완성도가 높은 데이터베이스 처리 라이브러리(iBATIS,
하이버네이트 등)와 연결 가능한 인터페이스 제공
높은 확장성스프링 프레임워크에 통합하기 위해 간단하게
기존 라이브러리를 감싸는 정도로 스프링에서 사용 가능
→ 수많은 라이브러리 지원 및 라이브러리 별도 분리 용이

📖 객체 지향 프로그래밍

✅ 개념

  • 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것. 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있음(협력)
  • 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만듦
    → 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용

✅ 객체 지향 특징

항목내용
캡슐화
(Encapsulation)		▪ 데이터(속성)와 데이터 처리 함수를 하나로 묶는 것
▪ 캡슐화 된 객체의 세부 내용이 외부에 은폐(정보 은닉)
  → 변경 발생시 오류의 파급효과 적음
▪ 캡슐화된 객체들 → 재사용 용이
정보은닉
(Information Hiding)		▪ 다른 객체에게 자신의 정보를 숨기고
  자신의 연산만을 통하여 접근을 허용하는 것
▪ 캡슐화에서 가장 중요한 개념
추상화
(Abstraction)		불필요한 부분을 생략하고 객체의 속성 중 가장
중요한 것에만 중점을 두어 개략화하는 것 (=모델화)
상속성
(Inheritance)		▪ 이미 정의된 상위 클래스(부모 클래스)의 모든 속성과
  연산을 하위 클래스(자식 클래스)가 물려받는 것
▪ 하위 클래스는 상위 클래스의 모든 속성과 연산을
  자신의 클래스 내에서 재정의하지 않고도 즉시
  자신의 속성으로 사용 가능
다형성 ★
(Polymorphism)		하나의 객체가 여러 가지 타입을 가질 수 있는 것

✅ 다형성(Polymorphism)

  • 다형성의 실세계 비유

    • 실세계와 객체 지향을 1:1로 매칭하기는 어려움

    • 역할(Interface)과 구현(Interface 구현 객체)으로 세상을 구분

    • 예시

      • 운전자 - 자동차
      • 공연 무대
      • 키보드, 마우스, 세상의 표준 인터페이스들
      • 정렬 알고리즘
      • 할인 정책 로직

  • 역할과 구현의 분리

    • 자바 언어의 다형성 활용

      • 역할 = 인터페이스
      • 구현 = 인터페이스 구현 클래스 및 구현 객체
      • 오버라이딩(Overriding)
        • 상위 클래스에 정의된 메서드와 같은 메서드를 하위 클래스에 정의하는 것
        • 자바의 기본 문법
        • 오버라이딩 된 메소드가 실행 됨
        • 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경 가능
        • 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

    • 객체 설계시 주의점

      • 역할과 구현을 명확히 분리해야 함
      • 역할(인터페이스)을 먼저 부여 후 그 역할 수행 구현 객체 생성

  • 객체 간의 협력 관계

    • 클라이언트(요청) ↔ 서버(응답)
    • 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가짐

  • 정리

    ▪ 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해
      객체 세상으로 가져올 수 있음
    ▪ 유연하고 변경이 용이함
    ▪ 클라이언트에 영향을 주지 않고 변경이 가능
    ▪ 확장 가능한 설계
    ▪ 역할(인터페이스) 자체 변경시 클라이언트와 서버 모두 큰 변경 발생
      → 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요함

✅ 스프링과 객체 지향

  • 다형성 = 핵심 개념
  • 스프링은 다형성을 극대화하여 이용할 수 있게 도와줌
  • 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI) 지원
    → 다형성을 활용하여 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있음
  • 구현을 편리하게 변경 가능

📖 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID) ★★★

클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리

✅ SRP : 단일 책임 원칙(Single Responsibility Principle)

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

  • '하나의 책임'이라는 모호한 기준
  • 변경시 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
  • ex) UI 변경, 객체의 생성과 사용 분리

✅ OCP : 개방-폐쇄 원칙(Open/Closed Principle)

소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.

  • 다형성을 활용
  • 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 생성하여 새로운 기능 구현
    → 역할과 구현의 분리
public class MemberService {

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

	/*
    	 * 기존 코드
    	 **/
//	private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
	/*
    	 * 변경 코드
    	 **/
	private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
    
}
  • 문제점
    • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
    • 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드의 변경 필요
      → OCP 원칙 위배
  • 해결방안 : 객체를 생성하고 연관관계를 맺어주는 별도의 조립·설정자 필요

✅ LSP : 리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle)

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

  • 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 모두 지켜야 함
  • ex) 자동차 인터페이스의 엑셀 → 뒤로 가게 구현시 LSP 위반

✅ ISP : 인터페이스 분리 원칙(Interface segregation Principle)

특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.

  • 예시) 인터페이스/클라이언트 분리
    • 자동차 인터페이스 → 운전 인터페이스 / 정비 인터페이스
    • 사용자 클라이언트 → 운전자 클라이언트 / 정비사 클라이언트
  • 분리시 인터페이스 자체가 변해도 클라이언트에 영향을 주지 않음
  • 인터페이스가 명확해지고 대체 가능성이 높아짐

✅ DIP : 의존관계 의존 원칙(Dependency Inversion Principle) ★★★

프로그래머는 "추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다." 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.

  • 구현 클래스에 의존하지 말고 인터페이스에 의존하라는 의미
  • 역할(Role)에 의존해야 한다는 의미
    • 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체 변경 가능
    • 구현체에 의존하면 변경이 어려워짐
  • 문제점 : DIP 위반
    • MemberService는 인터페이스와 구현 클래스를 동시에 의존
    • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
public class MemberService {

	/*
    	 * 기존 코드
    	 **/
//	private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
	/*
    	 * 변경 코드
    	 **/
	private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
    
}

📖 객체 지향 설계와 스프링

  • 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원
    → 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장

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

  • 모든 설계에 인터페이스를 부여하는 것이 이상적

    • 문제 : 인터페이스 도입시 비용(추상화) 발생
    • 해결방안
      • 기능 확장 가능성 x → 구체 클래스 직접 사용
      • 향후 필요시 리팩터링하여 인터페이스 도입


📖 참고

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기쁘게 코딩하고 싶은 백엔드 개발자
다음 포스트

[Spring] Chapter 2. 스프링 핵심 원리 이해 1 - 프로젝트 생성

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