[스프링 핵심 원리 - 기본편] #1. 객체 지향 설계와 스프링

[jih3508]

객체 지향 설계와 스프링

이야기 - 자바 진영의 추운 겨울과 스프링의 탄생

• 스프링전에 EJB에서 개발 되었다.

EJB란

EJB(Enterprise JavaBeans)는 Java 기반의 엔터프라이즈 애플리케이션 개발을 위한 서버 측 컴포넌트 모델입니다.
EJB는 Java EE(Java Enterprise Edition) 스펙의 일부로서, 엔터프라이즈급 애플리케이션을 구축하기 위한 강력한 도구와 프레임워크를 제공합니다.

EJB 장점

• 분산 컴포넌트 모델: EJB는 엔터프라이즈급 애플리케이션을 구축하기 위한 분산 컴포넌트 모델을 제공합니다. 이는 애플리케이션을 여러 서버에 배포하고 실행할 수 있도록 하며, 클라이언트와 서버 간의 투명한 네트워크 통신을 지원합니다.
• 트랜잭션 관리: EJB는 트랜잭션을 자동으로 관리하여 데이터 일관성과 안전성을 보장합니다. 개발자는 선언적으로 트랜잭션을 정의하고 컨테이너에게 트랜잭션 처리를 위임할 수 있습니다.
• 보안: EJB는 자체적인 보안 메커니즘을 제공하여 애플리케이션의 보안을 강화합니다. 인증, 권한 부여, 보안 주체 및 권한 관리 등을 지원하여 보안 요구 사항을 충족합니다.
• 스케일링 및 성능: EJB는 분산 환경에서의 확장성과 성능을 지원합니다. 컨테이너가 자원 관리를 담당하므로 여러 클라이언트의 요청에 대한 처리를 효율적으로 조절할 수 있습니다.
• 재사용성과 유지보수성: EJB는 컴포넌트 기반 아키텍처를 채택하여 코드의 재사용성과 유지보수성을 높입니다. 컴포넌트 간의 인터페이스를 명확히 정의하고 각 컴포넌트를 독립적으로 개발하고 테스트할 수 있습니다.
• 표준화: EJB는 Java EE(Java Enterprise Edition)의 일부로서 표준화된 스펙이며, 다양한 벤더들이 호환성을 유지하고 지원합니다. 이는 벤더 종속성을 최소화하고 이식성을 보장합니다.
• 비즈니스 로직 분리: EJB는 비즈니스 로직을 컴포넌트로 분리하여 애플리케이션의 구조를 깔끔하게 유지합니다. 이를 통해 개발자는 비즈니스 로직에만 집중할 수 있고, 시스템 수준의 관심사는 컨테이너에게 위임할 수 있습니다.

EJB 불편한점

위 장점이 있지만 개발자들이 사용하기가 너무 불편 했다. 불편한 이유는 아래와 같다.

• 복잡성과 무거움: 초기 버전의 EJB는 설정과 배포가 번거로웠으며, 런타임 환경에서 무겁고 복잡한 구조를 가졌습니다. 이는 개발 생산성을 저하시켰고, 개발자들이 더 단순하고 가벼운 대안을 찾게 했습니다.
• 성능 문제: EJB 컨테이너의 오버헤드와 느린 초기화 과정은 성능 문제를 유발할 수 있었습니다. 특히 작은 규모의 애플리케이션에서는 이러한 오버헤드가 부담으로 다가왔습니다.
• 복잡한 API: EJB API는 초기에는 복잡하고 장황했습니다. 이는 개발자들이 학습하고 사용하기에 어려움을 초래했습니다. 또한, 많은 양의 XML 설정 파일을 사용하여 EJB를 구성해야 했기 때문에 설정 관리가 어려웠습니다.
• 벤더 종속성: EJB는 Java EE 스펙의 일부이지만, 각각의 벤더가 자체적으로 EJB 컨테이너를 구현하여 호환성 문제가 발생할 수 있었습니다. 이는 애플리케이션을 다른 애플리케이션 서버로 이전하거나 다른 환경에서 테스트할 때 문제가 될 수 있었습니다.
• 리소스 관리: EJB 컨테이너가 리소스를 관리하므로 개발자가 컨테이너 밖에서 컴포넌트의 라이프사이클을 관리하기 어려웠습니다. 특히 특정 상황에서 컨테이너가 예상대로 동작하지 않을 때 개발자들은 디버깅이 어려웠습니다.

EJB의 단점을 해결하고자 개발자들이 Spring하고 Hibernate를 자체적으로 개발 하였다.

스프링 역사

• 스프링의 시작은 로드 존슨이 책 출간 하면서 책 내용에 EJB에 대하여 문제점을 지적하였다.
• 책이 유명해지자 유겐 휠러, 얀 카로프가 스프링 오픈 소스 프로젝트를 제안 하였다.
• 오픈 소스 프로젝트가 완성이 되자 EJB의 지옥같은 겨울이 지나서 Spring이라는 이름으로 탄생되었다.

• 2003년 스프링 프레임워크 1.0 출시 - XML
• 2006년 스프링 프레임워크 2.0 출시 - XML 편의 기능 지원
• 2009년 스프링 프레임워크 3.0 출시 - 자바 코드로 설정
• 2013년 스프링 프레임워크 4.0 출시 - 자바8
• 2014년 스프링 부트 1.0 출시
• 2017년 스프링 프레임워크 5.0, 스프링 부트 2.0 출시 - 리엑티브 프로그래밍 지원
• 2020년 9월 현재 스프링 프레임워크 5.2.x, 스프링 부트 2.3.x

스프링이란?

스프링 생태계

• spring.io/projects 들어가면 위 그림 말고 더 많은 기능을 제공한다.

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
• 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린, 그루비
• 최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용

스프링 부트

• 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 3rd party(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 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

스프링의 핵심

• 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

좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러
  개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다.
• 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프
  트웨어 개발에 많이 사용된다.
• 유연하고 변경이 용이? → 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

다형성

• 역활과 구현으로 구분함

역활과 구현을 분리

• 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다.
• 장점
  • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
  • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
  • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.
• 자바 언어의 다형성을 활용
  • 역활 = 인터페이스
  • 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체
• 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
• 객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기
• 클라이언트: 요청, 서버: 응답
• 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.
• 정리
  • 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음
  • 유연하고, 변경이 용이

자바 언어의 다형성

• 오버라이딩

자바에서 오버라이딩(Overriding)은 상속 관계에 있는 클래스들 간에 메서드를 재정의하는 것을 말한다. 
오버라이딩은 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스에서 동일한 시그니처(메서드 이름, 매개변수 목록, 반환 타입)를 가진 메서드로 다시 구현하는 것을 의미한다.

• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용가능

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야함
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

역활과 구현을 분리 정리와 한계

• 정리
  • 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음
  • 유연하고, 변경이 용이
  • 확장 가능한 설계
  • 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능
  • 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요
• 한계
  • 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.

스프링과 객체 지향

• 다형성이 스프링의 핵심이다.
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과
  구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이! 공연 무대의 배우를 선택하듯이! 구현을 편
  리하게 변경할 수 있다.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

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

• SRP: 단일 책임 원칙(single responsibility principle)
• OCP: 개방-폐쇄 원칙 (Open/closed principle)
• LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov substitution principle)
• ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface segregation principle)
• DIP: 의존관계 역전 원칙 (Dependency inversion principle)

SRP(Single responsibility principle) 단일 책임 원칙

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다.
  • 클 수 있고, 작을 수 있다.
  • 문맥과 상황에 따라 다르다.
• 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것

OCP(Open/closed principle) 개방-폐쇄 원칙

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
• 다형성을 활용해서 역활과 구현을 분리한다.
• 문제점

public class MemberService {
  // private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository(); // 기존코드
  private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository(); // 변경코드
}

• 위 코드 예제로 객체를 변경할라고 했다.
• 다형성은 사용했지만 OCP는 사용 못한 문제가 발생한다.
• 위 문제를 해결할려면 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.

LSP(Liskov substitution principle) 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 위
  한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면, 이 원칙이 필요하다.

ISP(Interface segregation principle) 인터페이스 분리 원칙

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다
• 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
• 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
• 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

DIP(Dependency inversion principle) 의존관계 역전 원칙

• 프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙
  을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
• 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트
  가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다! 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.

MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();

• 위 코드는 DIP위반한 코드이다.
• 해결하기 위해 MemberRepository인테페이스에서 설계하면된다.

객체 지향 설계와 스프링

• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원
  • DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공
• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장
• 쉽게 부품을 교체하듯이 개발

[seyxxn]

오! 기본편 제일 먼저 올리셨네요 👍

[jih3508]

중간에 쓰다가 저장해서 내용 추가 해서 올릴거에요

[YuDeokRin]

와 이걸 다 정리.... 대박.. 저는 섹션1은 ...흠 ㅋㅋ