[스프링 핵심 원리 - 기본편] #1. 객체 지향 설계와 스프링

[Pracrobo]

자바 진영의 역사와 스프링의 탄생

EJB (Enterprise Java Beans)

• 2000년대 초반
• 표준으로 인정한 기술
• 컨테이너 기술, 트랜잭션, 분산 기술 지원이 잘되었음
• Entity Bean 이란 기술도 됨
• '단점' : 비용, 복잡함, 느림, EJB 의존적으로 짜야 했음, ORM 기술이 수준이 낮았음

그래서 POJO : Plan of Java Object 라는 말이 나옴

• 로드존슨의 'J2EE -> Spring'
  

  • EJB 컨테이너 대체
  • 단순함의 승리
  • 사실상 표준 기술 : J2EE

• 개빈킹의 'Hibernate'
  

  • EJB 엔티티빈기술을 대체
  • JPA(Java Persistence API) 새로운 표준 정의

• EJB 버리고 개빈킹을 데려와서 JPA를 만들어냄.

• JPA 구현체들 : 하이버네이트(80% 이상) , EclipseLink, 기타 ...

• 표준 : 실용성, 안정감이 합쳐져서 JPA가 나오게 됨

Spring 핵심 코드 : Juergen Hoeller 가 개발
- J2EE라는 겨울을 넘어 새로운 시작이라는 뜻

스프링의 역사

• 2003년 Spring Framework 1.0 출시 : XML
• 2006년 Spring Framework 2.0 출시 : XML 편의 기능 지원
• 2009년 Spring Framework 3.0 출시 : Java 코드로 설정
• 2013년 Spring Framework 4.0 출시 : Java 8
• 2014년 Spring Boot 1.0 출시
• 2017년 Spring Framework 5.0, Spring Boot 2.0 출시 : 리액티브 프로그래밍 지원
• 2020 9월 Spring Framework 5.2.x , Spring Boot 2.3.x 등

Spring 스프링이란

• 스프링은 여러 기술의 모음
• Spring Boot, Spring Framework : 필수
• Spring Data, Spring Session, Spring Security, Spring Batch, Spring Cloud, Spring Rest Docs 등 : 선택

Spring Framework

• 핵심기술 : Spring DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹기술 : Spring MVC, Spring WebFlux
• 데이터 접근 기술 : 트랜잭션, JDBC, ORM, XML 지원
• 기술 통합 : 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트 : Spring 기반 Test 지원
• 언어 : Kotlin, Groovy
• 최근에는 Spring Boot 를 통해 Spring Framework 기술들을 편리하게 사용

Spring Boot

• 스프링을 편리하게 사용할 수 있도록 지원, 최근엔 기본으로 사용
• 단독으로 실행할 수 있는 스프링 애플리케이션을 쉽게 생성
• Tomcat 같은 웹 서버를 내장해서 별도의 웹서버를 설치하지 않아도 됨
• 손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성 제공
• Spring과 3rd parth(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정: 메뉴얼화 되어 있고 커스텀해서 사용(https://start.spring.io/)

Spring 단어 ?

• 애매하다
• DI 컨테이너 기술
• Spring Framework
• Spring Boot, Framework 등을 모두 포함한 스프링 생태계

핵심 개념 : 기술을 왜 만들었고 핵심 컨셉이 무엇인지

• Spring은 Java 언어 기반의 프레임워크
• 자바의 가장 큰 특징인 객체 지향, 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크
• Spring은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 Framework

좋은 객체 지향 프로그램

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트에어 개발에 많이 사용된다.

객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그래밍을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다.
각각의 객체는 메세지를 주고받고 데이터를 처리할 수 있다. (협력)

유연하고 변경이 용이하다 ?

• 키보드, 마우스 갈아 끼우듯이
• 레고 블럭 조립하듯이
• 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯이
• 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

궁극의 유연함과 궁극의 변경이 용이한 방법, 객체 지향의 핵심

다형성(Polymorphism)

• 실세계로 객체 지향을 1:1 매칭이 안되지만 비유로 이해가 좋음
• 역할(인터페이스) 과 구현( 세상을, 구현개체 )으로 구분

ex1) 운전자와 자동차의 역할

자동차가 바뀌어도 운전자에게 영향을 주지 않는다.
운전면허증이 있으면 운전할 수 있지 모델이 바뀐다고 운전을 못하는 것이 아님.

자동차의 인터페이스인 역할에만 의존
클라이언트에 영향을 주지 않고 새로운 역할을 줄 수 있다.
클라이언트를 바꾸지 않아도 된다.

ex2) 공연무대 기획자라면

• 내부 구조를 몰라도 변경 가능한 대체 가능성이 생김
• 이것이 유연하고 변경에 용이하다는 것.
• 역할이 누구냐에 상관없이 공연이 진행되고 , 다른 역할에 영향을 주지 않는 것

다형성의 실세계 비유

ex

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

역할과 구현을 분리한다

Java

• 역할 = 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
• 구현보다 인터페이스인 역할이 중요하다.

객체의 협력이라는 관계

• 혼자 있는 객체는 없다.
• 클라이언트는 요청, 서버는 응답
• 수많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력관계를 가진다.

자바언어의 다형성

• 오버라이딩을 떠올려보자
• 오버라이딩은 자바 기본 문법
• 오버라이딩 된 메서드가 실행
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 바꿀 수 있다.
• 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

다형성의 본질

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

정리

역할과 구현을 분리

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있다.
• 유연하고 변경이 용이
• 확장 가능한 설계
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요 ex) 자동차에서 비행기로 , 대본 자체가 변경, USB 인터페이스가 변경 ? 등등

스프링과 객체 지향

• 다형성이 제일 중요하다
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• IoC, DI 는 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭을 조립하듯, 공연 무대의 배우를 선택하듯이 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

SOLID 원칙( 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙)

• 로버트 마틴(Clean Code로 유명)이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙으로 정의
  
  

SRP 단일 책임 원칙 : Single Responsibility Principle

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
• 하나의 책임이라는 것은 모호하다.
  • 클 수도 있고 작을 수도 있다.
  • 문맥과 상황에 따라 다르다.
• 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른다.
• ex ) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

OCP 개방 폐쇄 원칙 : Open/Closed Principle

• 소프트웨어 요소는 확장에 열려 있으나 변경에는 닫혀 있다.
• 역할과 구현이 분리되어 있으면 하나의 클래스를 만들어서 새로운 기능을 구현
• 다형성을 활용해보자

문제점

• 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
• 분명 다형성을 사용했지만, OCP 원칙을 지킬 수 없다.
• 클라이언트가 변경을 해야되는 상황이 나온다는 것
• 어떻게 해결 ? 객체를 생성하고 연관관계를 맺어주는 별도의 조립 ,설정자가 필요하다.
• 이걸 스프링이 DI / IoC 컨테이너가 해준다.

LSP 리스코프 치환 원칙: Liskov Substitution Principle

• 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 넘어서는 이야기
• ex ) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능이고 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반이다. 느리더라도 앞으로 가야한다.

ISP 인터페이스 분리 원칙 : Interface Segregation Principle

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

DIP 의존 관계 역전 원칙 : Dependency Inversion Principle

• 프로그래머는 "추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다." 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고 인터페이스에 의존하라는 뜻
• Role 에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다. 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.

정리

• 객체 지향의 핵심은 다형성
• 다형성만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯 개발할 수 없다.
• 다형성만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.
• 다형성만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다.
• 더 필요하다 무언가가.

객체 지향 설계와 스프링

• Spring : 다형성 + OCP, DIP 를 가능하게 지원
  • DI (Dependency Injection): 의존관계 , 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공
• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능을 확장한다.

정리

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자
• 자동차, 공연의 예를 떠올리자
• 애플리케이션 설계도 공연을 설계하듯 배역만 만들어두고 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계이다.
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자.

실무고민

• 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.
• 기능을 확장할 가능성이 없다면 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할때 리팩토링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.

[cyzlcyzl]

POJO랑 SOLID 관련 사진도 따로 추가하셨네요 가독성이 좋아요 👍🏻

[YuDeokRin]

엄청 자세히 .. 책까지 장난아니시네요 정리 감사합니다!