현구막

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스프링 (스프링 프레임워크)

주로 스프링 프레임워크를 칭한다.

스프링 프레임워크의 주요 특징

  • DI(Dependency Injection) 지원
  • AOP(Aspect-Oriented Programming) 지원
  • MVC 웹 프레임워크 제공
  • JDBC, JPA 연동, 선언적 트랜잭션 처리 등 DB 연동 지원
  • 스케줄링, 자바 메세지 연동(JMS), 테스트 지원 등

실제 스프링 프레임워크를 이용한 웹 개발에선 여러 스프링 관련 프로젝트를 함께 사용한다.

스프링 데이터

적은 양의 코드로 데이터 연동을 처리해주는 프레임워크. JPA, 몽고DB, Redis 등 다양한 저장소 기술 지원

스프링 시큐리티

인증/인가와 관련된 프레임워크. 웹 접근 제어, 객체 접근 제어, DB/오픈ID/LDAP 등 다양한 인증, 암호화 기능 제공

스프링 배치

로깅/추적, 작업 통계, 실패처리 등 배치 처리에 필요한 기능 제공

이외에도 스프링 인티그레이션, 스프링 하둡, 스프링 소셜 등 다양한 프로젝트가 존재한다.


스프링 프레임워크의 모듈과 메이븐 중앙 저장소

스프링 프레임워크에는 spring-core, spring-beans, spring-context, spring-aop, spring-webmvc, spring-jdbc, spring-tx 등 다양한 모듈이 존재한다. 모듈들은 스프링 프레임워크에 없는 다른 모듈을 필요로 하기도 한다. 그렇다면 그런 모듈들은 어디서 가져올까?

모듈들의 출처를 알기 전에 모듈 저장소의 개념을 알아야 한다.
메이븐 모듈의 저장소는 중앙/원격/로컬 3가지로 분류할 수 있다.

중앙 저장소

오픈 소스 라이브러리, 모듈, 메이븐 플러그인, 메이븐 아키타입을 관리하는 저장소다. 메이븐 중앙 저장소는 아파치 재단이 관리하고 있다.

중앙 저장소는 개인 개발자가 임의로 모듈을 배포할 수 없고, 여러가지 복잡한 절차를 거쳐야만 배포가 가능하다.

Gradle도 메이븐 중앙 저장소를 사용한다.

원격 저장소

중앙 저장소에 등록되지 않은 개별 모듈(라이브러리)를 한 곳에 모아두기 위해 별도의 메이븐 저장소를 설치해 관리하는 것. 주로 기업에서 사용하기 위한 용도로 많이 사용된다.

로컬 저장소

Maven/Gradle을 빌드할 때 다운로드하는 라이브러리, 모듈, 플러그인을 관리하는 개발자 PC의 저장소다. 주로 USER_HOME/.m2/repository 경로에 존재한다.

빌드 시점에 중앙 저장소나 원격 저장소에서 로컬 저장소로 다운로드한다. 로컬 저장소에 이미 다운로드한 모듈이 있다면 다운로드 과정을 스킵한다.

즉, 우리가 사용하는 대부분의 Gradle 모듈들은 메이븐 중앙 저장소에서 배포되고 있고, 이걸 가져와서 사용한다.


의존 전이

Maven/Gradle 컴파일을 진행하면, pom.xml/build.gradle에 명시한 모듈 외에 다양한 파일들을 추가로 다운로드 하는 것을 확인할 수 있다. Maven에선 <dependency>가 걸려있는 모듈(라이브러리)들은 그 모듈과 의존관계가 있는 모듈을 모두 다운받는다.

사용자가 명시한 대상의 의존 대상, 의존 대상의 의존 대상 까지도 모두 다운로드 받는 특성을의존 전이(Transitive Dependencies) 라고 부른다. 의존 전이 덕분에 사용자가 의존 대상들을 직접 명시하지 않아도 알아서 다운로드를 완료한다!


Maven/Gradle 디렉토리 구조

[프로젝트 명]
    |-- build.gradle(pom.xml)
    |-- src
         |-- main
               |-- java
               |-- resources
               |-- webapp
                    |-- WEB-INF
                    |-- web.xml

컨벤션이다! 외우자!


Gradle 프로젝트 생성

Gradle 프로젝트와 Maven 프로젝트의 생성 차이는 build.gradle/pom.xml 뿐이다.

보통 build.gradle 파일에 작정되는 내용은 아래와 비슷하다.

plugins {
	id 'org.springframework.boot' version '2.4.3'
	id 'io.spring.dependency-management' version '1.0.11.RELEASE'
	id 'java'
}

group = 'com.example'
version = '0.0.1-SNAPSHOT'
sourceCompatibility = '1.8'

repositories {
	mavenCentral()
}

dependencies {

	// spring
	implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'
	implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-jdbc'

	// handlebars
	implementation 'pl.allegro.tech.boot:handlebars-spring-boot-starter:0.3.0'

	// log
	implementation 'net.rakugakibox.spring.boot:logback-access-spring-boot-starter:2.7.1'

	// test
	testImplementation 'io.rest-assured:rest-assured:3.3.0'
	testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test'
	testImplementation 'org.mockito:mockito-core:latest.integration'

	runtimeOnly 'mysql:mysql-connector-java'

	// jgrapht
    implementation 'org.jgrapht:jgrapht-core:1.0.1'

	// jwt
	implementation 'io.jsonwebtoken:jjwt:0.9.1'
}

test {
	useJUnitPlatform()
}

파일 작성이 완료되면 쉘에 아래 명령을 입력해서 빌드를 진행할 수 있다.

$ gradle wrapper

빌드에 성공하면 gradlew.bat, gradlew 파일과 /gradle 디렉토리가 생성된다. gradlew.bat, gradlew는 각각 윈도우와 리눅스에서 $ gradle 명령어를 쉘에 입력하는 것 대신 사용할 수 있는 래퍼(빌드 실행) 파일이다. 이 래퍼 파일을 이용하면 Gradle 설치 없이도 Gradle명령어들을 실행할 수 있다.

생성된 래퍼 파일은 $ gradlew 명령을 통해 실행시킬 수 있다.

$ gradlew compileJava


@Configuration

@Configuration 어노테이션은 해당 클래스를 스프링 설정 클래스로 지정하는데 사용된다.

import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class AppContext {
    ...
}


@Bean

public class Greeter {

    private String format;

    public String greet(String guest) {
        return String.format(format, guest);
    }

    public void setFormat(String format) {
        this.format = format;
    }
}

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class AppContext {

    @Bean
    public Greeter greeter() {
        Greeter g = new Greeter();
        g.setFormat("%s, 안녕하세요!");
        return g;
    }
}

@Bean 어노테이션을 메서드 위에 붙이면, 해당 메서드가 생성한 객체를 스프링이 관리하는 Bean 객체로 등록하게 된다. greeter() 메서드는 객체를 생성하고 초기화하여 스프링이 Bean 객체로 관리하는 것을 돕고있다.

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext ctx =
            new AnnotationConfigApplicationContext(AppContext.class);
        Greeter g = ctx.getBean("greeter", Greeter.class);
        
        String msg = g.greet("스프링");
        System.out.println(msg);    // 스프링, 안녕하세요!
        
        ctx.close();
    }
}

실제 동작되는 애플리케이션 코드를 살펴보면, Greeter 객체를 생성하는 라인이 없음에도 Greeter.greet 메서드가 수행되는 것을 확인할 수 있다. 어떻게 이런 동작이 가능한 것일까?

스프링의 핵심 기능은 Bean으로 등록된 객체를 생성하고 초기화하는 것이다. 이와 관련된 기능은 ApplicationContext 인터페이스에 정의되어있고, 위 코드에서 보이는 AnnotationConfigApplicationContext는 ApplicationContext 인터페이스의 구현체 중 하나다.

ApplicationContext 인터페이스가 가진 객체 생성과 검색 기능은 더 상위 계층인 BeanFactory 인터페이스에 정의되어 있다. ApplicationContext 는 여기에 메세지, 프로필/환경 변수 등을 처리할 수 있는 기능을 추가로 정의한 인터페이스다.

즉, AnnotationConfigApplicationContext ctx를 통해 AppContext.class에 @Bean 어노테이션을 통해 정의되었던 Greeter Bean 객체를 스프링이 관리하게 되어, 생성 및 초기화 과정이 생략된 것이다.

AnnotationConfigApplicationContext ctx를 사용한 과정을 조금 더 자세히 살펴보면 아래와 같다.

AnnotationConfigApplicationContext ctx =
    new AnnotationConfigApplicationContext(AppContext.class);
// AppContext 클래스에 정의된 Bean 객체들을 생성

Greeter g = ctx.getBean("greeter", Greeter.class);
// Bean 객체들 중 "greeter" 이름을 가진 메서드를 통해 Greeter Bean 객체 가져오기

AnnotationConfigApplicationContext 외에 GenericXmlApplicationContext, GenericGroovyApplicationContext 구현체들도 존재한다. 이들은 각각 xml 파일, 그루비 코드를 통해 설정 정보를 가져오는 기능으로 구현되어 있다.

위의 내용을 이해하면 BeanFactory(또는 ApplicationContext) 구현체들이 Bean 객체를 생성, 초기화, 보관, 제거하면서 관리한다는 것을 알 수 있다. 그래서 스프링은 이런 구현체들을 컨테이너라고 부른다.


컨테이너

스프링 컨테이너는 Bean 실체 객체의 생성, 초기화, 의존 주입 등 다양한 역할을 수행한다. 뿐만 아니라 내부적으로 Bean 객체와 Bean 이름을 연결하는 테이블을 갖고 있다. 그렇기 때문에 위 코드에서 "greeter" 문자열을 통해 Greeter 객체를 꺼낼 수 있었다.


Bean 객체는 기본적으로 싱글톤

import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class Main2 {

    public static void main(String[] args) {
        AnnotationConfigApplicationContext ctx =
            new AnnotationConfigApplicationContext(AppContext.class);
        
        Greeter g1 = ctx.getBean("greeter", Greeter.class);
        Greeter g2 = ctx.getBean("greeter", Greeter.class);
        
        System.out.println("(g1 == g2) = " + (g1 == g2));   // 결과 true
        
        ctx.close();
    }
}

코드 수행 결과로 스프링은 기본적으로 Bean 객체에 대해 싱글톤을 유지한다는 것을 알 수 있다. 별도의 설정이 없을 경우 스프링은 싱글톤을 유지한다.

만일 아래와 같은 Bean 들을 정의할 경우, 총 2개의 Bean 객체가 생성된다.

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class AppContext {

    @Bean
    public Greeter greeter() {
        Greeter g = new Greeter();
        g.setFormat("%s, 안녕하세요!");
        return g;
    }

    @Bean
    public Greeter greeter1() {
        Greeter g = new Greeter();
        g.setFormat("안녕하세요, %s님!");
        return g;
    }
}


스프링 DI

public class MemberRegisterService {
    private MemberDao memberDao = new MemberDao();
    
    public void regist(RegisterReqeust req) {
        Member member = memberDao.selectByEmail(req.getEmail());
        
        if (member != null) {
            throw new DuplicateMemberException("dup email" + req.getEmail());
        }
        
        Member newMember = new Member(
            req.getEmail(), req.getPassword(), req.getName(), LocalDateTime.now()
        );
        
        memberDao.insert(newMember);
    }
}

위 코드에서 Service 클래스가 Dao클래스의 메서드를 사용한다는 점에 집중하자. 한 클래스가 다른 클래스의 메서드를 실행할 때 “의존한다” 라는 표현을 사용한다. Service 클래스는 현재 Dao 클래스에 의존하는 것이다.

의존하는 대상이 있다면, 그 의존 대상을 가져오는 방법(DI)도 필요하다. 스프링에는 대표적으로 3가지 DI가 존재한다.

1. 필드 DI

가장 쉽다. 위 코드처럼 의존 객체를 현재 객체에서 직접 생성하면 된다. 그러나 결합도가 너무 높아진다. 변경에 취약하다는 말이다. 예시를 보자.

public class MemberRegisterService {
    private MemberDao memberDao = new MemberDao();
    ...
} 

public class ChangePasswordService {
    private MemberDao memberDao = new MemberDao();
    ...
}

2개의 Service 클래스에서 MemberDao 의존 객체를 생성해서 사용하던 중, MemberDao를 상속받은 CachedMemberDao를 만들 일이 생겼다.

public class CachedMemberDao extends MemberDao {
    ...
}

CachedMemberDao에 추가된 기능을 제공하기 위해선 2개의 Service 코드를 각각 찾아내서 변경해주어야 한다.

public class MemberRegisterService {
    private MemberDao memberDao = new CachedMemberDao();
    ...
} 

public class ChangePasswordService {
    private MemberDao memberDao = new CachedMemberDao();
    ...
}

2. setter DI

setter 메서드를 사용한다. DI를 런타임시에 할 수 있도록 낮은 결합도를 갖게 되었다. 하지만 문제는 주입이 필요한 객체가 주입이 되지 않아도 얼마든지 객체를 생성할 수 있다.

setter를 사용한 덕분에 Dao 객체를 주입하지 않아도 Service객체의 생성이 가능하다. Service 객체가 생성가능하다는 것은 내부의 있는 Dao.selectEmail() 메서드도 호출 가능하다는 것인데, setter 메서드를 통한 주입에 실패할 경우 NullPointerException 이 발생한다.

3. 생성자 DI

필드 DI와 setter DI의 단점을 모두 메꾼 것이 생성자 DI다. 2가지 단점을 메꾼 것과 더불어 주입 받은 필드를 final 로 선언하여 불변을 유지시키는 보너스 이득을 취할 수 있다.

이 때문에 현재 스프링에서는 생성자를 이용한 DI를 권고하고 있다.


References

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참고

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