3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

인프런 김영한님 강좌 스프링 핵심 원리 -기본편 내용을 학습하며 정리한 글입니다.

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

새로운 할인 정책 개발

• 정률 할인 정책 구현체 : public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy

Tip: Windows의 경우 Ctrl + Shift + T 단축키를 통해 손쉽게 테스트 클래스를 생성할 수 있다.

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새로운 할인 정책 적용과 문제점

할인 정책을 변경하려면 클라이언트인 OrderServiceImpl 코드를 고쳐야 한다.

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
// 	private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
	private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
}

 

문제점 발견

위처럼 자바 코드를 바꾸면 DIP,OCP  원칙에 어긋난다.

• DIP : 클래스 의존관계를 보면, 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있다.
  • 추상(인터페이스) 의존 : DiscountPolicy
  • 구현(구현) 클래스 : FixDiscountPolicy,RateDiscountPolicy

기대했던 의존 관계

실제 의존관계

즉, 클라이언트인 OrderServiceImpl 가 DiscountPolicy 인터페이스 뿐만 아니라 FixDiscountPolicy 인 구체 클래스도 함께 의존하고 있다. DIP 위반!

• OCP : 코드에서 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 주므로 OCP를 위반한다.

Fix->Rate로 정책변경

FixDiscountPolicy 를  RateDiscountPolicy 로 변경하는 순간, OrderServiceImpl 의 소스 코드도 함께 변경해야 한다! 
OCP 위반!

해결 방안

인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    private final DiscountPolicy discountPolicy;
}

이렇게 되면 구현체가 없기때문에 null pointer exception이 발생하며 제대로 동작하지 않는다.

따라서 누군가가 클라이언트인 OrdeServiceImpl에 DiscountPolicy의 구현 객체를 대신 생성하고 주입해주어야 한다.

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AppConfig 등장

애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임을 가지는
별도의 설정 클래스이다.

public class AppConfig {
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }
    
    public MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

AppConfig는 애플리케이션의 실제 동작에 필요한 구현 객체를 생성한다.

• MemberServiceImpl
• MemoryMemberRepository
• OrderServiceImpl
• FixDiscountPolicy

AppConfig는 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해서 주입(연결)해준다.

• MemberServiceImpl -> MemoryMemberRepository
• OrderServiceImpl -> MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy

클래스 다이어그램

객체의 생성과 연결은 AppConfig가 담당한다.
DIP 완성: MemberServiceImpl 은 MemberRepository 인 추상에만 의존하면 된다. 이제 구체 클래스를 몰라도 된다.
관심사의 분리: 객체를 생성하고 연결하는 역할과 실행하는 역할이 명확히 분리되었다.

회원 객체 인스턴스 다이어그램

AppConfig 객체는 memoryMemberRepository 객체를 생성하고 그 참조값을 memberServiceImpl을 생성하면서 생성자로 전달한다.
클라이언트인 memberServiceImpl 입장에서 보면 의존관계를 마치 외부에서 주입해주는 것 같다고 해서
DI(Dependency Injection) 우리말로 의존관계 주입 또는 의존성 주입이라 한다.

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AppConfig 리팩터링

현재 AppConfig를 보면 중복이 있고, 역할에 따른 구현이 잘 안보인다. 

중복을 제거하고, 역할에 따른 구현이 보이도록 리펙터링을 해준다.

리펙터링을 함으로써 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다.

 

새로운 구조와 할인 정책 적용

AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성(Configuration)하는
영역으로 분리되었다.

할인 정책의 변경

FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 로 변경해도 구성 영역만 영향을 받고, 사용 영역은 전혀 영향을 받지 않는다.

public DiscountPolicy discountPolicy() {
// 	return new FixDiscountPolicy();
	return new RateDiscountPolicy();
}

이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig 만 변경하면 된다.

AppConfig 를 사용함으로써, OCP와 DIP 원칙을 지키며 기존에 하고자 했던 설계를 할 수 있다.

DiscountPolicy 인터페이스의 구현 객체로 다른 클래스가 추가되어도, 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.
구성 영역은 당연히 변경된다구성 영역인 AppConfig 에서만 수정하면 사용 영역의 어떠한 코드 변경없이 확장할 수 있다.

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좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

여기서는 SRP, DIP, OCP가 적용되었다.

• SRP 단일 책임 원칙
  한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
  • 클라이언트 객체는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 가지고 있음
  • SRP 단일 책임 원칙을 따르면서 관심사를 분리함
  • 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 AppConfig 가 담당
  • 클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당
• DIP 의존관계 역전 원칙
  프로그래머는 “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중
  하나다.
  • 새로운 할인 정책을 개발하고, 적용하려고 하니 클라이언트 코드도 함께 변경해야 했다. 왜냐하면 기존 클라이언트 코드(OrderServiceImpl)는 DIP를 지키며 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에 의존하는 것 같았지만, FixDiscountPolicy 구체화 구현 클래스에도 함께 의존했다.
  • 클라이언트 코드가 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경했다.
  • 하지만 클라이언트 코드는 인터페이스만으로는 아무것도 실행할 수 없다.
  • AppConfig가 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트 코드에 의존관계를 주입했다. 이렇게해서 DIP 원칙을 따르면서 문제도 해결했다.
• OCP
  소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
  • 다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
  • 애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
  • AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy로 변경해서 클라이언트 코드에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
  • 소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫혀 있다!

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IoC, DI 그리고 컨테이너

• IoC(Inversion of Control) : 제어의 역전
  • 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했어야 했다. 한마디로 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종했다.
  • AppConfig가 등장한 이후에 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당한다. 프로그램의 제어 흐름을 AppConfig가 가져간다.
  • 이렇듯 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라 한다.
• DI (Dependency Injection) : 의존관계 주입
  OrderServiceImpl 은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른다.
  의존 관계는 정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각해야 한다.
  • 정적인 클래스 의존 관계
    
    클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존 관계를 쉽게 판단할 수 있다. 정적인 의존관계는 애플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있다.

OrderServiceImpl 은 MemberRepository , DiscountPolicy 에 의존한다는 것을 알 수 있다.

 

• 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계
  
  애플리케이션 실행 시점에 실제 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계이다.

객체 다이어그램

DI 개념을 정리하면 아래와 같다.

• 애플리케이션 실행 시점(런타임)에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 실제 의존 관계가 연결되는 것을 의존 관계 주입이라 한다.
• 객체 인스턴스를 생성하고, 그 참조값을 전달해서 연결된다.
• 의존 관계 주입을 사용하면 클라이언트 코드를 변경하지 않고, 클라이언트가 호출하는 대상의 타입 인스턴스를 변경할 수 있다.
• 의존 관계 주입을 사용하면 정적인 클래스 의존 관계를 변경하지 않고, 동적인 객체 인스턴스 의존 관계를 쉽게 변경할 수 있습니다.

DI 컨테이너

• AppConfig 처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해 주는 것을 IoC 컨테이너 또는 DI 컨테이너라 한다.
  의존관계 주입에 초점을 맞추어 최근에는 주로 DI 컨테이너라 한다.
  또는 어샘블러, 오브젝트 팩토리 등으로 불리기도 한다.

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스프링으로 전환하기

지금까지 자바 코드만으로 DI를 적용했다. 이제 스프링을 사용해보자.

 

AppConfig 스프링 기반으로 변경

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService() {
    	return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    @Bean
    public OrderService orderService() {
    	return new OrderServiceImpl(
    memberRepository(),
    discountPolicy());
    }
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository() {
    	return new MemoryMemberRepository();
    }
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
    	return new RateDiscountPolicy();
    }
}

• AppConfig에 설정을 구성한다는 뜻의 @Configuration 을 붙여준다.
• 각 메서드에 @Bean 을 붙여준다. 이렇게 하면 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록한다.

 

OrderApp에 스프링 컨테이너 적용

public class OrderApp {

    public static void main(String[] args) {
//        AppConfig appConfig = new AppConfig();
//        OrderService orderService = appConfig.orderService();

        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        
        OrderService orderService = applicationContext.getBean("orderService", OrderService.class);

        Long memberId = 1L;
        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 20000);

        System.out.println("order = " + order);
    }
}

• ApplicationContext 를 스프링 컨테이너라고 한다.
• 기존에는 개발자 AppConfig 를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용한다.
• 스프링 컨테이너는 @Configuration 이 붙은 AppConfig 를 설정 정보로 사용합니다. 여기서 @Bean 이라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라고 한다.
• 이전에는 개발자가 필요한 객체를 AppConfig 를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 필요한 스프링 빈(객체)를 찾아야 한다.
• 기존에는 개발자가 직접 자바 코드로 모든 것을 했다면 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었다.