[Spring] Spring AOP

Wonkyun Jung·2023년 4월 18일

Spring aop framwork

스프링

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관점 지향 프로그래밍(AOP)

AOP(Aspect Oriented Programming) 개요

핵심 관심 사항과 공통 관심 사항
- 핵심 관심 사항(core concern)과 공통 관심 사항(cross-cutting concern)
- 기존 OOP에서는 공통관심사항을 여러 모듈에서 적용하는데 있어 중복된 코드를 양상하는 한계가 존재해서 이런 한계를 극복하기 위해 AOP가 등장
- AOP는 문제를 해결하기 위한 핵심 관심 사항과 전체에 적용되는 공통 관심 사항을 기준으로 프로그래밍함으로써 공통 모듈을 손쉽게 적용할 수 있게 함
  - AOP는 application에서의 관심사의 분리(기능의 분리) 즉, 핵심적인 기능에서 부가적인 기능을 분리한다
  - 분리한 부가기능을 Aspect라는 독특한 모듈 형태로 만들어서 설계하고 개발하는 방법
  - OOP를 적용하여도 핵심기능에서 부가기능을 쉽게 분리된 모듈로 작성하기 어려운 문제점을 AOP가 해결
  - AOP는 부가기능을 Aspect로 정의하여, 핵심기능에서 부가기능을 분리함으로써 핵심기능을 설계하고 연구할 때 객체지향적인 가치를 지킬 수 있도록 도와주는 개념

AOP 적용 예

간단한 메소드의 성능 검사
- 개발 도중 특히 DB에 대량의 데이터를 넣고 뺴는 등의 배치 작업에 대하여 시간을 측정해 보고 쿼리를 개선하는 작업은 매우 의미가 있다. 이때 해당 작업을 하는 코드를 밖에서 설정하고 해당 부부분을 사용하는 것이 편리하다

트랜잭션 처리
- 트랜잭션의 경우 비즈니스 로직의 전후에 설정된다
- 하지만 매번 사용하는 트랜잭션(try-catch)의 코드는 번거롭고, 소스를 더욱 복잡하게 보여준다

예외 반환
- 스프링에는 DataAccessException이라는 매우 잘 정의되어 있는 예외 계층 구조가 있다
- 예전 하이버네이트 예외들은 몇 개 없었고 그나마도 UncatchedException이 아니었다
- 이렇게 구조가 별로 안 좋은 예외들이 발생했을 때, 그걸 잡아서 잘 정의되어있는 예외 계층 구조로 변환해서 다시 던지는 Aspect는 제 3의 프레임워크를 사용할 때, 본인의 프레임워크나 애플리케이션에서 별도의 예외 계층 구조로 변환하고 싶을 때 유용하다.

아키텍쳐 검증

기타
- 하이버네이트와 JDBC를 같이 사용할 경우, DB 동기화 문제 해결
- 멀티쓰레드 Safety 관련하여 작업해야 하는 경우, 메소드들에 일괄적으로 락을 설정하는 Aspect
- 데드락등으로 인한 PessimisticLockingFailureException등의 예외를 만났을 때 재시도하는 Aspect
- 로깅, 인증, 권한 등

AOP 구조

핵심 관심 사항: BankingService, AccountService, CustomerService
공통 관심 사항: Security, Transaction, Other

Spring AOP

Spring AOP 용어

Target: 핵심기능을 담고 있는 모듈로 target은 부가기능을 부여할 대상이 됨
Advice: 어느 시점에 어떤 공통 관심 기능(Aspect)을 적용할지 정의한 것. Target에 제공할 부가기능을 담고 있는 모듈

JoinPoint
- Aspect가 적용 될 수 있는 지점 (method, field)
- 즉 target 객체가 구현한 인터페이스의 모든 method는 JoinPoint가 됨

Pointcut
- 공통 관심 사항이 적용될 JoinPoint
- Advice를 적용할 target 의 method를 선별하는 정규 표현식
- Pointcut 표현식은 execution으로 시작하고 method의 signature를 비교하는 방법을 주로 이용

Aspect
- 여러 객체에서 공통으로 적용되는 공통 관심 사항
- AOP의 기본 모듈
- Aspect = Advice + Pointcut
- Aspect는 Singleton 형태의 객체로 존재

Advisor
- Advisor = Advice + pointcut
- Advisor는 Spring AOP에서만 사용되는 특별한 용어

Weaving
- 어떤 Advice를 어떤 Pointcut에 적용시킬 것인가에 대한 설정
- 즉 Pointcut에 의해서 결정된 타겟의 JoinPoint에 부가기능(Advice)을 삽입하는 과정을 뜻함
- Weaving은 AOP의 핵심기능(Target)의 코드에 영향을 주지 않으면서 필요한 부가기능(Advice)을 추가할 수 있도록 해주는 핵심적인 처리과정

Pointcut 표현식

AOP 비교

Spring AOP 특징

Spring은 프록시(proxy)기반 AOP를 지원
- Spring은 Target 객체에 대한 Proxy를 만들어 제공
- Target을 감싸는 Proxy는 실행시간(Runtime)에 생성
- Proxy는 Advice를 Target 객체에 적용하면서 생성되는 객체

프록시(Proxy)가 호출을 가로챈다(Intercept)
- Proxy는 Target 객체에 대한 호출을 가로챈 다음 Advice의 부가기능 로직을 수행하고 난 후에 Target의 핵심 기능 로직을 호출한다(전처리 Advice)
- 또는 Target의 핵심 기능 로직 method를 호출한 후에 부가기능(Advice)을 수행하는 경우도 있다 (후처리 Advice)

Spring AOP는 method JoinPoint만 지원
- Spring은 동적 Proxy를 기반으로 AOP를 구현하므로 method JoinPoint만 지원한다
- 즉, 핵심기능으; method가 호출되는 런타임 시점에만 부가기능을 적용할 수 있다
- 반면 AspectJ 같은 고급 AOP framework를 사용하면 객체의 생성, 필드값의 조회와 조작, static method 호출 및 초기화 등의 다양한 작업에 부가기능을 적용할 수 있다.

Spring AOP 구현

Spring AOP 구현방법

POJO class를 이용한 AOP 구현
Spring API를 이용한 AOP 구현
Annotation을 이용한 AOP 구현

POJO기반 AOP 구현방법

XML Schema 확장 기법을 통해 설정 파일을 작성
POJO기반 Advice Class 작성

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 작성

POJO 기반 Aspect Class 작성
- 설정 파일의 advice 관련 태그에 맞게 작성한다
- <bean>으로 등록하며 <aop:aspect>의 ref 속성으로 참조한다
- 공통 기능 메소드: advice 관련 태그들의 method 속성의 값이 method의 이름이 된다

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 작성

pointcut: 직접 pointcut을 설정. 호출 할 method의 패전 지정
pointcut-ref: <aop:aspect> 태그의 id명을 넣어 pointcut 지정
method: Aspect Bean에서 호출할 method명 지정

POJO 기반 AOP 구현 - Advice Class

POJO 기반의 Class로 작성
- class명이나 method명에 대한 제한은 없다
- method 구문은 호출되는 시점에 따라 달라질 수 있다
- method 이름은 advice 태그 <aop:before>에서 method 속성의 값이 method 명이 된다

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(1/5)

Before Advice
- 대상 객체의 메소드가 실행되기 전에 실행됨
- return type: 리턴 값을 갖더라도 실제 Advice의 적용과정에서 사용되지 않기 때문에 void를 쓴다
- argument: 없거나 대상객체 및 호출되는 메소드에 대한 정보 또는 파라미터에 대한 정보가 필요하다면 JoinPoint 객체를 전달

Before Advice 실행 순서

빈 객체를 사용하는 코드에서 스프링이 생성한 AOP 프록시의 메소드를 호출
AOP 프록시는 <aop:before>에서 지정한 메소드를 호출
AOP 프록시는 Aspect 기능 실행 후 실제 빈 객체의 메소드를 호출

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(2/5)

After Returning Advice
- 대상 객체의 method 실행이 정상적으로 끝난 뒤 실행 됨
- return type: void
- argument:
  - 없거나 org.aspectj.lang.JoinPoint 객체를 받는다. JoinPoint는 항상 첫 argument로 사용
  - 대상 method에서 반환되는 특정 객체 타입의 값을 argument로 받을 수 있다

After Returning Advice 실행 순서

빈 객체를 사용하는 코드에서 스프링이 생성한 AOP 프록시의 메소드를 호출
AOP 프록시는 실제 빈 객체의 메소드를 호출 (정상 실행)
AOP 프록시는 .<aop:after-returning>에서 지정한 메소드를 호출

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(3/5)

After Throwing Advice
- 대상 객체의 method 실행 중 예외가 발생한 경우 실행 됨
- return type: void
- argument:
  - 없거나 JoinPoint 객체를 받는다. JoinPoint는 항상 첫 argument로 사용
  - 대상 method에서 전달되는 예외 객체를 argument로 받을 수 있다

After Throwing Advice 실행순서

빈 객체를 사용하는 코드에서 스프링이 생성한 AOP 프록시 메소드를 호출
AOP 프록시는 실제 빈 객체의 메소드를 호출(exception 발생)
AOP 프록시는 .<aop:after-throwing>에서 지정한 메소드를 호출

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(4/5)

After Advice
- 대상 객체의 method가 정상적으로 실행 되었는지 아니면 exception을 발생시켰는지의 여부와 상관없이 메소드 실행 종료 후 공통 기능 적용
- return type: void
- argument
  - 없거나 JoinPoint 객체를 받는다. JoinPoint는 항상 첫 argument로 사용

After Advice 실행 순서

빈 객체를 사용하는 코드에서 스프링이 생성한 AOP 프록시 메소드를 호출
AOP 프록시는 실제 빈 객체의 메소드를 호출(정상 실행, exception 발생: java의 finally와 같음)
AOP 프록시는 .<aop:after>에서 지정한 메소드를 호출

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(5/5)

Around Advice
- 위의 네 가지 Advice를 다 구현 할 수 있는 Advice
- return type: Object
- argument:
  - org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint를 반드시 첫 argument로 지정

Around Advice 실행 순서

빈 객체를 사용하는 코드에서 스프링이 생성한 AOP 프록시 메소드를 호출
AOP 프록시는 <aop:around>에서 지정한 메소드를 호출
AOP 프록시는 실제 빈 객체의 메소드를 호출
AOP 프록시는 <aop:around>에서 지정한 메소드를 호출

JoinPoint Class 구성요소

대상 객체에 대한 정보를 가지고 있는 객체로 Spring Container로 부터 받는다
org.aspectj.lang 패키지에 있다
반드시 Aspect method의 첫 argument로 와야한다
주요 method

@aspect Annotation을 이용한 AOP 구현

AOP 구현 프로젝트

applicationContext.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
	xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
	xmlns:aop="http://www.springframework.org/schema/aop"
	xmlns:context="http://www.springframework.org/schema/context"
	xsi:schemaLocation=
       "http://www.springframework.org/schema/beans 
        http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans-4.0.xsd
		http://www.springframework.org/schema/context
        http://www.springframework.org/schema/context/spring-context-4.3.xsd
		http://www.springframework.org/schema/aop 
        http://www.springframework.org/schema/aop/spring-aop-4.3.xsd">
	
  		<!--annotation 을 이용 직접 Aspect Class에 Advice 및 Pointcut 설정-->
		<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"></aop:aspectj-autoproxy>
  		<!--Aspect를 사용하기 위한 객체 -->
		<bean class="UserAspect" id="userAspect"></bean>
  
  		<!-- Main에서 사용할 객체들 생성 -->
		<bean class="GeneralUser" id="generalUser"></bean>
		<bean class="AdminUser" id="adminUser"></bean>
		
  
  		<!--annotation을 안 쓴다면 이렇게 구현해줘야 한다 -->
		<!-- <aop:config>
			<aop:pointcut expression="execution(* *())" id="mypt"/>
			<aop:aspect ref="userAspect">
				<aop:before method="before" pointcut-ref="mypt"/>
				<aop:after-returning method="afterReturn" pointcut-ref="mypt"/>
				<aop:after-throwing method="afterThrow" pointcut-ref="mypt"/>
				<aop:after method="after" pointcut-ref="mypt"/>
			</aop:aspect>
		</aop:config> -->
  
</beans>


AopTest.java

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;


public class AopTest {

	public static void main(String[] args) {
		ApplicationContext factory = new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
		GeneralUser guser = factory.getBean("generalUser", GeneralUser.class);
		AdminUser auser = factory.getBean("adminUser", AdminUser.class);
	
		//테스트 코드 작성
		System.out.println("***********1. GeneralUser");
		guser.useApp();
		
		System.out.println("***********2. AdminUser");
		try {
			auser.useApp();
		} catch(Exception e) {
			
		}
		
		((ClassPathXmlApplicationContext)factory).close();
	}

}


UserAspect.java

import org.aspectj.lang.annotation.After;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterReturning;
import org.aspectj.lang.annotation.AfterThrowing;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.aspectj.lang.annotation.Before;

//@Aspect 어노테이션을 적용한 클래스는 PointCut과 Advice 설정 그리고 Aspect 구현을 함께 제공
@Aspect
public class UserAspect {
	
    //<aop:aspectj-autoproxy proxy-target-class="true"> tag ->직접 구현 
	//* *() -> 모든 반환형 & 모든 함수 이름에 대해서 실행한다
    @Before("execution(* *())")
	 public void before() {
	 	System.out.println("애플리케이션을 시작합니다.");
	 }
	
    //pointcut (공통 관심 사항이 적용될 JoinPoint)
	@AfterReturning(pointcut="execution(* *())", returning="ret")
	 public void afterReturn() {
		System.out.println("애플리케이션의 사용을 끝냅니다.");
	 }
	
    //pointcut (공통 관심 사항이 적용될 JoinPoint)
	@AfterThrowing(pointcut="execution(* *())", throwing="e")
	 public void afterThrow() throws Throwable {
		System.out.println("애플리케이션에 문제가 생겨 점검합니다.");
	 }
	
	@After("execution(* *())")
	 public void after() {
	 	System.out.println("애플리케이션을 상태와 관련없이 종료합니다.");
	 }
}

User.java

public interface User {
	void useApp() throws ApplicationException;
}

GeneralUser.java

public class GeneralUser implements User{
	@Override
	public void useApp() {
		System.out.println("애플리케이션을 사용합니다.");
	}
}


AdminUser.java

import java.util.Random;

public class AdminUser implements User {

	@Override
	public void useApp() throws ApplicationException {
		System.out.println("애플리케이션을 관리합니다.");
		
        // 예외 발생 코드 
		Random random = new Random();
		 if(random.nextInt(2) == 1) {
		 	throw new ApplicationException();
		 }
	}
}


ApplicationException.java 

public class ApplicationException extends Exception {
	public ApplicationException() {
		this.printStackTrace();
	}
}

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Spring AOP

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Pointcut 표현식

AOP 비교

Spring AOP 특징

Spring AOP 구현

Spring AOP 구현방법

POJO기반 AOP 구현방법

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 작성

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 작성

POJO 기반 AOP 구현 - Advice Class

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(1/5)

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(2/5)

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(3/5)

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(4/5)

POJO 기반 AOP 구현 - Advice 종류(5/5)

JoinPoint Class 구성요소

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AOP 구현 프로젝트

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