🤔 Proxy 객체는 어떻게 만들어 사용할까?

Spring에서 AOP가 동작하는 방식에 대해서는 여러번의 포스팅을 통해서 알아보았습니다.
AOP는 프록시 객체를 이용해서 부가 기능을 주입하고 동작시키는데, 그렇다면 Spring에서 프록시 객체를 어떻게 만드는지에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

😲 JDK Dynamic Proxy & CGLIB

프록시 객체를 만드는 방법에는 Dynamic Proxy와 CGLIB가 있습니다.
두 방법의 차이와 프록시 객체를 만드는 과정에 대해서 코드를 작성하며 천천히 알아보겠습니다.

JDK Dynamic Proxy

JDK Dynamic Proxy는 JDK에서 지원하는 프록시 생성 방법입니다.
인터페이스를 구현해야 프록시 객체를 생성할 수 있다는 특징이 있습니다.
인터페이스를 구현하지 않은 Target은 JDK Dynamic Proxy를 이용한 부가기능 적용이 불가능하다는 단점이 있습니다.

JDK Dynamic Proxy가 프록시 객체를 생성하고 부가기능을 적용하는 과정을 코드로 알아보겠습니다.

코드 작성으로 JDK Dynamic Proxy 알아보기!

추상메서드 talk를 가진 Person 인터페이스를 작성해주겠습니다.

talk 메서드를 구현한 PersonImpl 구현체 클래스도 작성해주었습니다.

Invocation Handler를 구현한 PersonTarget 클래스를 작성해주었습니다.

이 세가지 클래스를 이용해 JDK Dynamic Proxy를 적용해보겠습니다.

JDK Dynamic Proxy를 적용하기 위해서는 Proxy 클래스를 사용하게 되는데, JDK Dynamic Proxy는 Reflection API를 내부적으로 사용하고 있습니다.

Proxy 클래스에서 새로운 프록시 객체를 생성하는 메서드를 보겠습니다.
ClassLoader와 구현한 인터페이스의 클래스 배열, InvocationHandler를 인자로 받고 있습니다.

제가 작성한 PersonImpl에 대한 프록시 객체를 생성하고 싶다면 아래와 같이 작성하면 됩니다.

이제 프록시를 이용하지 않은 순수한 PersonImpl 객체와 프록시를 이용해 만든 proxyPerson 객체를 이용해 talk 메서드를 호출해 보겠습니다.

프록시를 적용하지 않은 PersonImpl 인스턴스로 talk 메서드를 호출하면 부가기능 없이 수행되는 것을 확인할 수 있습니다.

프록시를 적용한 proxyPerson 인스턴스로 talk 메서드 호출시 부가기능이 적용된 것을 볼 수 있습니다.
프록시가 적용된 객체는 com.sun.proxy.$Proxy11라는 이름을 가지고, 프록시가 적용되지 않은 객체는 com.adoptpet.server.adopt.exception.PersonImpl 일반적인 클래스 이름을 가지고 있는 차이도 확인할 수 있었습니다.

JDK Dynamic Proxy는 인터페이스를 구현하지 않으면 프록시 객체를 만들 수 없다는 점이 단점입니다.

이 부분을 확인하기 위해서 코드를 아래와 같이 바꿔보겠습니다.

인터페이스가 아닌 PersonImpl 클래스의 정보를 넘겨주도록 하겠습니다.

예외가 발생하는 것을 볼 수 있습니다.

• JDK Dynamic Proxy는 하나 이상의 인터페이스를 구현한 클래스에만 사용이 가능하다.
• Reflection API를 사용하기 때문에 바이트 코드 조작 방식인 CGLIB에 비해 느리다.
• Invocation Handler의 invoke 메서드를 재정의해줘야 부가 기능이 동작한다.

JDK Dynamic Proxy는 이 정도로 정리할 수 있겠습니다!

CGLIB(Code Generator Library)

CGLIB는 클래스의 바이트코드를 조작하여 Proxy 객체를 생성해주는 라이브러리입니다.
CGLIB 라이브러리를 이용하면 인터페이스가 아닌 Target에 대해서도 Proxy 생성이 가능합니다.

"rabbit eats carrot" 이라는 간단한 문장을 출력하는 eat 메서드를 가진 Rabbit 클래스를 작성했습니다.
이 클래스에 CGLIB를 이용하여 프록시 객체를 만들고 부가 기능을 주입해보겠습니다.

CGLIB를 사용할때도 InvocationHandler를 활용한 프록시 객체 생성이 가능합니다.
이 방식으로 먼저 프록시 객체를 생성하고 부가 기능을 주입하는 코드를 작성해보겠습니다.

Dynamic Proxy를 사용할때와 비슷하지만, InvocationHandler의 패키지가 CGLIB 패키지 안에 있는 클래스를 사용하는 점이 다릅니다.

CGLIB는 바이트 코드 조작방식을 사용하여 JDK Dynamic Proxy에 비해 약 3배정도 성능이 우수하지만, InvocationHandler를 사용할경우 Reflection API를 사용하기 때문에 그 이점을 누릴 수 없습니다.
바이트 코드 조작방식을 이용하는 프록시 객체 생성 방식을 활용하기 위해서는 MethodInterceptor를 구현하는 방식을 취해야 하는데 이 부분은 잠시 후에 다뤄보도록 하겠습니다.

테스트 코드를 작성하여 예상대로 코드가 동작하는지 확인해보도록 하겠습니다.

이 테스트 코드를 실행해보겠습니다.

부가기능이 잘 동작하고 있고, 사용하고 있는 Rabbit 인스턴스는 프록시 객체가 맞다는 것까지 확인이 되었습니다.

이제 MethodInterceptor를 활용한 방법을 사용해보겠습니다.

MethodInterceptor 구현한 클래스를 작성해주고, 아까와 같이 테스트 코드를 작성하겠습니다.

테스트 코드를 실행해보겠습니다.

InvocationHandler를 사용할때와 달라진점은 setCallback 메서드의 인자로 MethodInterceptor를 구현한 클래스의 인스턴스를 넣어준다는 점입니다.

코드가 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있습니다.

JDK Dynamic Proxy는 구현한 인터페이스가 있을때 프록시 객체를 생성할 수 있었습니다.
그렇다면 CGLIB 방식에서는 어떤 조건이 만족되어야 프록시 객체를 생성할 수 있을까요?

CGLIB 방식에서는 Target을 상속받아 프록시 객체를 생성하기 때문에, 클래스가 final 이라면 프록시 객체를 생성할 수 없고 부가 기능을 적용할 메서드가 final 이라면 부가 기능이 적용되지 않습니다.

Target(클래스)이 final인 경우

Rabbit 클래스를 final로 변경하고 테스트 코드를 실행해보겠습니다.

클래스를 final로 변경할 경우 에러가 발생하는 것을 확인할 수 있습니다.

Target(클래스)의 메서드가 final인 경우

Rabbit 클래스의 eat 메서드를 final로 변경하고, run 메서드를 새로 작성했습니다.
eat을 호출하면 부가기능이 적용되지 않고, run을 호출하면 부가기능이 적용되는지 테스트 코드를 실행해보겠습니다.

eat 메서드의 부가기능은 동작하지 않는 것을 확인할 수 있습니다.

CGLIB를 활용하는 방법에도 여러가지 단점이 존재했습니다.

• net.sf.cglib.proxy.Enhancer 의존성 추가 필요
• Default 생성자가 필요
• Target(클래스)의 생성자 두 번 호출

이 단점들은 아래와 같은 방법으로 모두 해결되어 스프링에서 더 성능 좋은 CGLIB를 사용할 수 있게 되었습니다.

• net.sf.cglib.proxy.Enhancer 의존성 추가 필요 -> spring.core 패키지에 추가하여 의존성 추가 불필요
• Default 생성자가 필요 -> Objensis 라이브러리를 이용하여 해결
• Target(클래스)의 생성자 두 번 호출 -> Objensis 라이브러리를 이용하여 해결

🧐 Spring에서 Proxy를 다루는 방법!

지금까지 코드로 JDK Dynamic Proxy와 CGLIB 방식을 비교해보았습니다.
그렇다면 Spring에서는 어떻게 Proxy를 사용하고 있는지 지금부터 알아보도록 하겠습니다.

스프링에서는 ProxyFactoryBean을 활용하여 프록시를 생성하는 방식으로 프록시 객체를 활용한 AOP를 적용합니다.

구현한 인터페이스가 있다면 JDK Dynamic Proxy를 사용하고, 그렇지 않을경우 CGLIB를 사용하는 방식으로 동작해왔습니다.

인터페이스 기반 프록시는 때때로 ClassCastException을 발생시키기 때문에, CGLIB를 Spring Boot에서 Default로 사용하고 있습니다.

proxy-target-class 옵션을 false로 설정한다면, JDK Dynamic Proxy가 작동하게됩니다.

🤠 다음으로..!!

AOP를 활용한 다양한 기능을 개발하면서도, 어떻게 이런 놀라운 편의성을 제공할 수 있는지 내부 동작에 대한 이해는 하나도 하지 못했습니다.

이번 포스팅을 계기로 앞으로도 내부 동작에 대해 궁금한 부분이 있다면 직접 코드를 작성하고 실행하면서 이해하고 꼭 내부 동작에 대해 이해해야 하겠다는 생각이 들었습니다.

오늘도 읽어주셔서 감사합니다!

🙇

참고한 레퍼런스

• https://suyeonchoi.tistory.com/81
• https://gmoon92.github.io/spring/aop/2019/04/20/jdk-dynamic-proxy-and-cglib.html