[스프링 핵심 원리 - 고급편] #16. 스프링 AOP - 실무 주의사항(2)

[YONGHYNG]

프록시 기술과 한계 - 타입 캐스팅

• JDK 동적 프록시와 CGLIB를 사용해서 AOP 프록시를 만드는 방법에는 각각 장단점이 있다.
• JDK 동적 프록시는 인터페이스가 필수이고, 인터페이스를 기반으로 프록시를 생성한다.
• CGLIB는 구체 클래스를 기반으로 프록시를 생성한다.
• 물론 인터페이스가 없고 구체 클래스만 있는 경우에는 CGLIB를 사용해야 한다. 그런데 인터페이스가 있는 경우에는 JDK 동적 프록시나 CGLIB 둘중에 하나를 선택할 수 있다.
• 스프링이 프록시를 만들때 제공하는 ProxyFactory 에 proxyTargetClass 옵션에 따라 둘중 하나를 선택해서
  프록시를 만들 수 있다.
  • proxyTargetClass=false JDK 동적 프록시를 사용해서 인터페이스 기반 프록시 생성
  • proxyTargetClass=true CGLIB를 사용해서 구체 클래스 기반 프록시 생성
  • 참고로 옵션과 무관하게 인터페이스가 없으면 JDK 동적 프록시를 적용할 수 없으므로 CGLIB를 사용한다.

JDK 동적 프록시 한계

• 인터페이스 기반으로 프록시를 생성하는 JDK 동적 프록시는 구체 클래스로 타입 캐스팅이 불가능한 한계가 있다.

ProxyCastingTest

package hello.aop.proxyvs;

import hello.aop.member.MemberService;
import hello.aop.member.MemberServiceImpl;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.aop.framework.ProxyFactory;

import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;

@Slf4j
public class ProxyCastingTest {

    @Test
    void jdkProxy(){
        MemberServiceImpl target = new MemberServiceImpl();
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(target);
        proxyFactory.setProxyTargetClass(false);//JDK 동적 프록시

    //프록시를 인터페이스로 캐스팅 성공
        MemberService memberServiceProxy = (MemberService) proxyFactory.getProxy();

        log.info("proxy class={}", memberServiceProxy.getClass());

        //JDK 동적 프록시를 구현 클래스로 캐스팅 실패, ClassCastException 예외 발생
        assertThrows(ClassCastException.class, () -> {
                MemberServiceImpl castingMemberService = (MemberServiceImpl) memberServiceProxy;
        });
    }
}

jdkProxy()

• 여기서는 MemberServiceImpl 타입을 기반으로 JDK 동적 프록시를 생성했다.
• MemberServiceImpl 타입은 MemberService 인터페이스를 구현한다.
• 따라서 JDK 동적 프록시는 MemberService 인터페이스를 기반으로 프록시를 생성한다. 이 프록시를 JDK Proxy 라고 하자.
• 여기서 memberServiceProxy 가 바로 JDK Proxy

JDK 동적 프록시 캐스팅

• 그런데 여기에서 JDK Proxy를 대상 클래스인 MemberServiceImpl 타입으로 캐스팅 하려고 하니 예외가 발생한다.
• 왜냐하면 JDK 동적 프록시는 인터페이스를 기반으로 프록시를 생성하기 때문이다. JDK Proxy는 MemberService 인터페이스를 기반으로 생성된 프록시이다.
• 따라서 JDK Proxy는 MemberService 로 캐스팅은 가능하지만 MemberServiceImpl 이 어떤 것인지 전혀 알지 못한다.
• 따라서 MemberServiceImpl 타입으로는 캐스팅이 불가능하다. 캐스팅을 시도하면ClassCastException.class 예외가 발생한다.

ProxyCastingTest - 추가

    @Test
    void cglibProxy() {
        MemberServiceImpl target = new MemberServiceImpl();
        ProxyFactory proxyFactory = new ProxyFactory(target);
        proxyFactory.setProxyTargetClass(true);//CGLIB 프록시
        
        //프록시 인터페이스로 캐스팅 성공
        MemberService memberServiceProxy = (MemberService) proxyFactory.getProxy();
        
        log.info("proxy class={}", memberServiceProxy.getClass());
        
        //CGLIB 프록시를 구현 클래스로 캐스팅 시도 성공
        MemberServiceImpl castingMEmberService = (MemberServiceImpl) memberServiceProxy;
    }

CGLIB 프록시

cglibProxy() 테스트

• MemberServiceImpl 타입을 기반으로 CGLIB 프록시를 생성했다.
• MemberServiceImpl 타입은 MemberService 인터페이스를 구현했다.
• CGLIB는 구체 클래스를 기반으로 프록시를 생성한다. 따라서 CGLIB는 MemberServiceImpl 구체 클래스를 기반으로 프록시를 생성한다.
• 이 프록시를 CGLIB Proxy라고 하자. 여기서 memberServiceProxy 가 바로 CGLIB Proxy이다.

• 여기에서 CGLIB Proxy를 대상 클래스인 MemberServiceImpl 타입으로 캐스팅하면 성공한다.
• 왜냐하면 CGLIB는 구체 클래스를 기반으로 프록시를 생성하기 때문이다. CGLIB Proxy는 MemberServiceImpl 구체 클래스를 기반으로 생성된 프록시이다.
• 따라서 CGLIB Proxy는 MemberServiceImpl 은 물론이고, MemberServiceImpl 이 구현한 인터페이스인 MemberService 로도 캐스팅 할 수 있다.

정리

• JDK 동적 프록시는 대상 객체인 MemberServiceImpl 로 캐스팅 할 수 없다.
• CGLIB 프록시는 대상 객체인 MemberServiceImpl 로 캐스팅 할 수 있다.

프록시 기술과 한계 - 의존관계 주입

ProxyDIAspect

package hello.aop.proxyvs;

import hello.aop.member.MemberService;
import hello.aop.member.MemberServiceImpl;
import hello.aop.proxyvs.code.ProxyDIAspect;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@Slf4j
@SpringBootTest(properties = {"spring.aop.proxy-target-class=false"}) //JDK 동적 프록시, DI 예외 발생
//@SpringBootTest(properties = {"spring.aop.proxy-target-class=true"}) //CGLIB 프록시, 성공
@Import(ProxyDIAspect.class)
public class ProxyDITest {

    @Autowired
    MemberService memberService; //JDK 동적 프록시 OK, CGLIB OK
    
    @Autowired
    MemberServiceImpl memberServiceImpl; //JDK 동적 프록시 X, CGLIB OK

    @Test
    void go() {
        log.info("memberService class={}", memberService.getClass());
        log.info("memberServiceImpl class={}", memberServiceImpl.getClass());
        memberServiceImpl.hello("hello");
    }
}

코드 설명

• @SpringBootTest : 내부에 컴포넌트 스캔을 포함하고 있다. MemberServiceImpl 에 @Component가 붙
  어있으므로 스프링 빈 등록 대상이 된다.
• properties = {"spring.aop.proxy-target-class=false"} : application.properties 에 설정하는 대신에 해당 테스트에서만 설정을 임시로 적용한다. 이렇게 하면 각 테스트마다 다른 설정을 손쉽게 적용할 수 있다.
• spring.aop.proxy-target-class=false : 스프링이 AOP 프록시를 생성할 때 JDK 동적 프록시를 우선 생성한다. 물론 인터페이스가 없다면 CGLIB를 사용한다.
• @Import(ProxyDIAspect.class) : 앞서 만든 Aspect를 스프링 빈으로 등록한다.

JDK 동적 프록시를 구체 클래스 타입에 주입

실행

• 먼저 spring.aop.proxy-target-class=false 설정을 사용해서 스프링 AOP가 JDK 동적 프록시를 사용하도록 했다. 이렇게 실행하면 다음과 같이 오류가 발생한다.

실행 결과

• 타입과 관련된 예외가 발생한다. 자세히 읽어보면 memberServiceImpl 에 주입되길 기대하는 타입은
  hello.aop.member.MemberServiceImpl 이지만 실제 넘어온 타입은 com.sun.proxy.$Proxy54 이다. 따
  라서 타입 예외가 발생한다고 한다.

• @Autowired MemberService memberService : 이 부분은 문제가 없다. JDK Proxy는
  MemberService 인터페이스를 기반으로 만들어진다. 따라서 해당 타입으로 캐스팅 할 수 있다.
  • MemberService = JDK Proxy 가 성립한다
• @Autowired MemberServiceImpl memberServiceImpl : 문제는 여기다. JDK Proxy는
  MemberService 인터페이스를 기반으로 만들어진다. 따라서 MemberServiceImpl 타입이 뭔지 전혀 모른
  다. 그래서 해당 타입에 주입할 수 없다.
  • MemberServiceImpl = JDK Proxy 가 성립하지 않는다.

CGLIB 프록시를 구체 클래스 타입에 주입

//@SpringBootTest(properties = {"spring.aop.proxy-target-class=false"}) //JDK 동적프록시, DI 예외 발생
@SpringBootTest(properties = {"spring.aop.proxy-target-class=true"}) //CGLIB 프록시, 성공

• @Autowired MemberService memberService : CGLIB Proxy는 MemberServiceImpl 구체 클래스
  를 기반으로 만들어진다. MemberServiceImpl 은 MemberService 인터페이스를 구현했기 때문에 해당 타
  입으로 캐스팅 할 수 있다.
  • MemberService = CGLIB Proxy 가 성립한다.
• @Autowired MemberServiceImpl memberServiceImpl : CGLIB Proxy는 MemberServiceImpl 구체 클래스를 기반으로 만들어진다. 따라서 해당 타입으로 캐스팅 할 수 있다.
  • MemberServiceImpl = CGLIB Proxy 가 성립한다.

정리

• JDK 동적 프록시는 대상 객체인 MemberServiceImpl 타입에 의존관계를 주입할 수 없다.
• CGLIB 프록시는 대상 객체인 MemberServiceImpl 타입에 의존관계 주입을 할 수 있다.
• DI의 장점이 무엇인가? DI 받는 클라이언트 코드의 변경 없이 구현 클래스를 변경할 수 있는 것이다. 이렇게 하려면 인터페이스를 기반으로 의존관계를 주입 받아야 한다. MemberServiceImpl 타입으로 의존관계 주입을 받는 것 처럼구현 클래스에 의존관계를 주입하면 향후 구현 클래스를 변경할 때 의존관계 주입을 받는 클라이언트의 코드도 함께 변경해야 한다.
• 따라서 올바르게 잘 설계된 애플리케이션이라면 이런 문제가 자주 발생하지는 않는다.
• 그럼에도 불구하고 테스트, 또는 여러가지 이유로 AOP 프록시가 적용된 구체 클래스를 직접 의존관계 주입 받아야 하는 경우가 있을 수 있다. 이때는 CGLIB를 통해 구체 클래스 기반으로 AOP 프록시를 적용하면 된다.

프록시 기술과 한계 - CGLIB

• 스프링에서 CGLIB는 구체 클래스를 상속 받아서 AOP 프록시를 생성할 때 사용한다.
• CGLIB는 구체 클래스를 상속 받기 때문에 다음과 같은 문제가 있다.

CGLIB 구체 클래스 기반 프록시 문제점

• 대상 클래스에 기본 생성자 필수
• 생성자 2번 호출 문제
• final 키워드 클래스, 메서드 사용 불가

대상 클래스에 기본 생성자 필수

• CGLIB는 구체 클래스를 상속 받는다. 자바 언어에서 상속을 받으면 자식 클래스의 생성자를 호출할 때 자식 클래스의생성자에서 부모 클래스의 생성자도 호출해야 한다. (이 부분이 생략되어 있다면 자식 클래스의 생성자 첫줄에 부모 클래스의 기본 생성자를 호출하는 super() 가 자동으로 들어간다.) 이 부분은 자바 문법 규약
• CGLIB를 사용할 때 CGLIB가 만드는 프록시의 생성자는 우리가 호출하는 것이 아니다. CGLIB 프록시는 대상 클래스를 상속 받고, 생성자에서 대상 클래스의 기본 생성자를 호출한다. 따라서 대상 클래스에 기본 생성자를 만들어야 한다. (기본 생성자는 파라미터가 하나도 없는 생성자를 뜻한다. 생성자가 하나도 없으면 자동으로 만들어진다.)

생성자 2번 호출 문제

• CGLIB는 구체 클래스를 상속 받는다. 자바 언어에서 상속을 받으면 자식 클래스의 생성자를 호출할 때 부모 클래스의 생성자도 호출해야 한다. 그런데 왜 2번일까?
  • 1. 실제 target의 객체를 생성할 때
  • 2. 프록시 객체를 생성할 때 부모 클래스의 생성자 호출
       

final 키워드 클래스, 메서드 사용 불가

• final 키워드가 클래스에 있으면 상속이 불가능하고, 메서드에 있으면 오버라이딩이 불가능하다. CGLIB는 상속을 기반으로 하기 때문에 두 경우 프록시가 생성되지 않거나 정상 동작하지 않는다.
• 프레임워크 같은 개발이 아니라 일반적인 웹 애플리케이션을 개발할 때는 final 키워드를 잘 사용하지 않는다. 따라서 이 부분이 특별히 문제가 되지는 않는다.

정리

• JDK 동적 프록시는 대상 클래스 타입으로 주입할 때 문제가 있고, CGLIB는 대상 클래스에 기본 생성자 필수, 생성자 2번 호출 문제가 있다.

프록시 기술과 한계 - 스프링의 해결책

스프링의 기술 선택 변화

1. 스프링 3.2, CGLIB를 스프링 내부에 함께 패키징

• CGLIB를 사용하려면 CGLIB 라이브러리가 별도로 필요했다. 스프링은 CGLIB 라이브러리를 스프링 내부에 함께 패키징해서 별도의 라이브러리 추가 없이 CGLIB를 사용할 수 있게 되었다.
• CGLIB spring-core org.springframework

2. CGLIB 기본 생성자 필수 문제 해결

• 스프링 4.0부터 CGLIB의 기본 생성자가 필수인 문제가 해결되었다. objenesis 라는 특별한 라이브러리를 사용해서 기본 생성자 없이 객체 생성이 가능하다. 참고로 이 라이브러리는 생성자 호출 없이 객체를 생성할 수 있게 해준다.

3. 생성자 2번 호출 문제

• 스프링 4.0부터 CGLIB의 생성자 2번 호출 문제가 해결되었다. 이것도 역시 objenesis 라는 특별한 라이브러리 덕분에 가능해졌다. 이제 생성자가 1번만 호출된다.

4. 스프링 부트 2.0 - CGLIB 기본 사용

• 스프링 부트 2.0 - CGLIB 기본 사용 스프링 부트 2.0 버전부터 CGLIB를 기본으로 사용하도록 했다.
  이렇게 해서 구체 클래스 타입으로 의존관계를 주입하는 문제를 해결했다. 스프링 부트는 별도의 설정이 없다면 AOP를 적용할 때 기본적으로 proxyTargetClass=true 로 설정해서 사용한다.
• 따라서 인터페이스가 있어도 JDK 동적 프록시를 사용하는 것이 아니라 항상 CGLIB를 사용해서 구체클래스를 기반으로 프록시를 생성한다. 물론 스프링은 우리에게 선택권을 열어주기 때문에 다음과 깉이 설정하면 JDK 동적 프록시도 사용할 수 있다.

정리

• 스프링은 최종적으로 스프링 부트 2.0에서 CGLIB를 기본으로 사용하도록 결정했다. CGLIB를 사용하면 JDK 동적 프록시에서 동작하지 않는 구체 클래스 주입이 가능하다. 여기에 추가로 CGLIB의 단점들이 이제는 많이 해결되었다. CGLIB의 남은 문제라면 final 클래스나 final 메서드가 있는데, AOP를 적용할 대상에는 final 클래스나 final 메서드를 잘 사용하지는 않으므로 이 부분은 크게 문제가 되지는 않는다.

• SpringBootTest 이 부분을 추가해야 한다. application.properties 에 spring.aop.proxy�target-class 관련 설정이 없어야 한다.

실행 결과