[Spring] 스프링 핵심원리 기본(2)

wony·2024년 4월 5일

Spring

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개요

주제 : 스프링의 핵심 기술들을 한번에 빠르게 훑고 간다.
목표 : 이전에 공부했던 스프링 핵심원리를 복습하면서 전반적인 감을 찾는다!

Chapter2. 스프링 핵심 원리 이해1

0. 비즈니스 요구사항과 설계

  • 회원
    • 회원을 가입하고 조회할 수 있다.
    • 회원은 일반과 VIP 두 가지 등급이 있다.
    • 회원 데이터는 자체 DB를 구축할 수 있고, 외부 시스템과 연동할 수 있다. (미확정)
  • 주문과 할인 정책
    • 회원은 상품을 주문할 수 있다.
    • 회원 등급에 따라 할인 정책을 적용할 수 있다.
    • 할인 정책은 모든 VIP는 1000원을 할인해주는 고정 금액 할인을 적용해달라. (나중에 변경 될 수 있다.)
    • 할인 정책은 변경 가능성이 높다. 회사의 기본 할인 정책을 아직 정하지 못했고, 오픈 직전까지 고민을 미루고 싶다. 최악의 경우 할인을 적용하지 않을 수 도 있다. (미확정)
      인터페이스를 만들고 구현체를 언제든지 갈아끼울 수 있도록 설계하면 된다.

1. 회원 도메인 설계

  • 회원 도메인 요구사항
    • 회원을 가입하고 조회할 수 있다.
    • 회원은 일반과 VIP 두 가지 등급이 있다.
    • 회원 데이터는 자체 DB를 구축할 수 있고, 외부 시스템과 연동할 수 있다. (미확정)
  • 다이어그램 설계
    • 회원 도메인 협력 관계 다이어그램은 기획자도 이해할 수 있게
    • 회원 클래스 다이어그램은 개발자가 이해할 수 있게
    • 회원 객체 다이어그램은 각 객체에 대한 자세한 순서를 볼 수 있다.

2. 회원 도메인 개발

회원 엔티티

회원 등급

public enum Grade {
    BASIC,
    VIP
}
public class Member {
    private Long id;
    private String name;
    private Grade grade;
    //  Member 객체를 생성할 때 id, name 및 grade 값을 제공하여 해당 Member 객체를 초기화 가능
    public Member (Long id, String name, Grade grade){
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.grade = grade;
    }
    public Long getId() {
        return id;
    }
    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Grade getGrade() {
        return grade;
    }
    public void setGrade(Grade grade) {
        this.grade = grade;
    }
}

회원 저장소

회원 저장소 인터페이스

public interface MemberRepository {
    void save(Member member);
    Member findByID(Long memberId);
}

메모리 회원 저장소 구현체(MemberRepository 인터페이스의 기능 구현)

public class MemoryMemberRepository implements MemberRepository{
	private static Map<Long, Member> store = new HashMap<>();
    @Override
    public void save(Member member){
    	store.put(member.getId(), member);
    }
    @Override
    public Member findById(Long memberId){
    	return store.get(memberId);
    }
}

회원 서비스

회원 서비스 인터페이스

public interface MemberService {
    void join(Member member);
    Member findMember(Long memberId);
}

회원 서비스 구현체

public class MemberServiceImpl implements MemberService{
    private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    public void join(Member member) {
        memberRepository.save(member);
    }
    public Member findMember(Long memberId) {
        return memberRepository.findByID(memberId);
    }
}

회원 도메인 실행과 테스트

회원 도메인 - 회원 가입 테스트(join한 member와 findMember가 같은지 체크)

public class MemberServiceTest {
    MemberService memberService = new MemberServiceImpl();
    @Test
    void join(){
        //given
        Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);
        //when
        memberService.join(member);   // join한 member와 findMember가 같은지 체크
        Member findMember = memberService.findMember(1L);
        //then
        Assertions.assertThat(member).isEqualTo(findMember);
    }
}

회원 도메인 설계의 문제점

  • 의존관계가 인터페이스 뿐만 아니라 구현까지 모두 의존하는 문제점이 있음
    • 주문까지 만들고나서 문제점과 해결방안을 설명

2. 주문과 할인 도메인 설계

  • 주문과 할인 정책
    • 회원은 상품을 주문할 수 있다.
    • 회원 등급에 따라 할인 정책을 적용할 수 있다.
    • 할인 정책은 모든 VIP는 1000원을 할인해주는 고정 금액 할인을 적용해달라.
    • 할인 정책은 변경 가능성이 높다. 회사의 기본 할인 정책을 아직 정하지 못했고, 오픈 직전까지 고민을 미루고 싶다. 최악의 경우 할인을 적용하지 않을 수도 있다.


1. 주문 생성 : 클라이언트는 주문 서비스에 주문 생성을 요청한다.
2. 회원 조회 : 할인을 위해서는 회원 등급이 필요하다. 그래서 주문 서비스는 회원 저장소에서 회원을 조회한다.
3. 할인 적용 : 주문 서비스는 회원 등급에 따른 할인 여부를 할인 정책에 위임한다.
4. 주문 결과 반환 : 주문 서비스는 할인 결과를 포함한 주문 결과를 반환한다.
역할과 구현을 분리해서 자유롭게 구현 객체를 조립할 수 있게 설계했다. 덕분에 회원 저장소는 물론이고, 할인 정책도 유연하게 변경할 수 있다.

주문 도메인 클래스 다이어그램

주문 도메인 객체 다이어그램1

  • 회원을 메모리에서 조회하고, 정액 할인 정책을 지원해도 주문 서비스를 변경하지 않아도 된다. 역할들의 협력 관계를 그대로 재사용 할 수 있다.

주문 도메인 객체 다이어그램2

  • 회원을 메모리가 아닌 실제 DB에서 조회하고, 정률 할인 정책을 지원해도 주문 서비스를 변경하지 않아도 된다.

주문과 할인 도메인 개발

할인 정책 인터페이스

public interface DiscountPolicy {
    int discount(Member member, int price);
}

정액 할인 정책 구현체

public class FixDiscountPolicy implements DiscountPolicy{
    private int discountFixAmount = 1000;
    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        if (member.getGrade() == Grade.VIP){
            return discountFixAmount;
        } else{
            return 0;
        }
    }
}

주문 엔티티

public class Order {
    private Long memberId;
    private String itemName;
    private int itemPrice;
    private int discountPrice;
    public Order(Long memberId, String itemName, int itemPrice, int discountPrice) {
        this.memberId = memberId;
        this.itemName = itemName;
        this.itemPrice = itemPrice;
        this.discountPrice = discountPrice;
    }
    public int calculatePrice(){
        return itemPrice - discountPrice;
    }
    public Long getMemberId() {
        return memberId;
    }
    public String getItemName() {
        return itemName;
    }
    public int getItemPrice() {
        return itemPrice;
    }
    public int getDiscountPrice() {
        return discountPrice;
    }
    @Override
    public String toString(){
        return "Order{" +
                "memberId=" + memberId +
                ", itemName='" + itemName + '\'' +
                ", itemPrice=" + itemPrice +
                ", discountPrice=" + discountPrice +
                '}';
    }
}

주문 서비스 인터페이스

public interface OrderService {
    Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice);
}

주문 서비스 구현체

public class OrderServiceImpl implements OrderService{
    private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
    @Override
    public Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice) {
        Member member = memberRepository.findByID(memberId);
        int discountPrice = discountPolicy.discount(member, itemPrice);
        return new Order(memberId, itemName, itemPrice, discountPrice);
    }
}

주문과 할인 정책 테스트

public class OrderServiceTest {
    MemberService memberService = new MemberServiceImpl();
    OrderService orderService = new OrderServiceImpl();
    @Test
    void createOrder(){
        long memberId = 1L;
        Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);
        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        Assertions.assertThat(order.getDiscountPrice()).isEqualTo(1000);
    }
}

Chapter3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

0. 새로운 할인 정책 개발(고정 할인 금액이 아니라 정률% 할인으로 변경)

RateDiscountPolicy 추가

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy {
    private int discountPercent = 10; //10% 할인
    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        if (member.getGrade() == Grade.VIP){
            return price * discountPercent / 100;
        } else{
            return 0;
        }
    }
}

테스트 작성

public class RateDiscountPolicyTest {
    RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
    @Test
    @DisplayName("VIP 는 10% 할인이 적용되어야 한다.")
    void vip_o(){
        //given
        Member member = new Member(1L, "memberVIP", Grade.VIP);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        Assertions.assertThat(discount).isEqualTo(1000);
    }
    @Test
    @DisplayName("VIP 가 아니면 할인이 적용되지 않아야 한다.")
    void vip_x(){
        //given
        Member member = new Member(1L, "memberBasic", Grade.BASIC);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        Assertions.assertThat(discount).isEqualTo(0);
    }
}

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

  • DIP: 주문서비스 클라이언트( OrderServiceImpl )는 DiscountPolicy 인터페이스에 의존하면서 DIP를 지킨 것 같은데?
    • 클래스 의존관계를 분석해 보자. 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있다.
      • 추상(인터페이스) 의존: DiscountPolicy
      • 구체(구현) 클래스: FixDiscountPolicy , RateDiscountPolicy
  • OCP: 변경하지 않고 확장할 수 있다고 했는데!
    • 지금 코드는 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 준다! 따라서 OCP를 위반한다.

지금까지 단순히 DiscountPolicy 인터페이스에만 의존한다고 생각했지만 FixDiscountPolicy인 구체 클래스도 함께 의존하고 있다. 실제 코드를 보면 의존하고 있다! DIP 위반

어떻게 문제를 해결할 수 있을까?

인터페이스에만 의존하도록 설계를 변경하자!

인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

public class OrderServiceImpl implements OrderService{
	//private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
	private DiscountPolicy discountPolicy;
}
  • 그런데 구현체가 없는데 어떻게 코드를 실행할 수 있을까?
  • 이 문제를 해결하려면 클라이언트인 OrderServiceImpl 에 DiscountPolicy 의 구현 객체를 대신 생성하고 주입해주어야 한다.

1. 관심사의 분리

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

public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
                new MemoryMemberRepository(),
                new FixDiscountPolicy());
    }
}
  • 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

MemberServiceImpl - 생성자 주입

public class MemberServiceImpl implements MemberService{
    private final MemberRepository memberRepository;
    public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository){
        this.memberRepository = memberRepository;
    }
    public void join(Member member) {
        memberRepository.save(member);
    }
    public Member findMember(Long memberId) {
        return memberRepository.findByID(memberId);
    }
}
  • 설계 변경으로 MemberServiceImpl 은 MemoryMemberRepository 를 의존하지 않는다!
  • 단지 MemberRepository 인터페이스만 의존한다.

  • 객체의 생성과 연결은 AppConfig가 담당한다.
  • DIP 완성: MemberServiceImpl은 MemberRepository인 추상에만 의존하면 된다.
  • 관심사의 분리 : 객체를 생성하고 연결하는 역할과 실행하는 역할이 명확이 분리되었다.
  • appConfig 객체는 memoryMemberRepository 객체를 생성하고 그 참조값을 memberServiceImpl을 생성하면서 생성자로 전달한다.
  • 클라이언트인 memberServiceImpl 입장에서 보면 의존관계를 마치 외부에서 주입해주는 것 같다고 해서 DI 의존관계 주입 또는 의존성 주입이라 한다.

OrderServiceImpl - 생성자 주입

public class OrderServiceImpl implements OrderService{
    private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;
    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy){
        this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }
    @Override
    public Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice) {
        Member member = memberRepository.findByID(memberId);
        int discountPrice = discountPolicy.discount(member, itemPrice);
        return new Order(memberId, itemName, itemPrice, discountPrice);
    }
}
  • 설계 변경으로 OrderServiceImpl 은 FixDiscountPolicy 를 의존하지 않는다!
  • 단지 DiscountPolicy 인터페이스만 의존한다.
  • OrderServiceImpl 에는 MemoryMemberRepository , FixDiscountPolicy 객체의 의존관계가 주입된다.

2. AppConfig 리팩토링

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

리팩토링

public class AppConfig {
    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
        // return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }
    public MemberRepository memberRepository(){
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}
  • new MemoryMemberRepository() 이 부분이 중복 제거되었다. 이제 MemoryMemberRepository 를 다른 구현체로 변경할 때 한 부분만 변경하면 된다.
  • AppConfig 를 보면 역할과 구현 클래스가 한눈에 들어온다. 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다.

새로운 구조와 할인 정책 적용

  • 처음으로 돌아가서 정액 할인 정책을 정률% 할인 정책으로 변경해보자.
  • FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy

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

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

public class AppConfig {
    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }
    public MemberRepository memberRepository(){
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        // return new FixDiscountPolicy();  여기만 바꾸어주면 바뀐다!
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}
  • AppConfig 에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy RateDiscountPolicy 객체로 변경했다.
  • 이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경하면 된다. 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.

3. IoC, DI, 그리고 컨테이너

제어의 역전 IoC(Inversion of Control)

  • 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다. 한마디로 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종했다. 개발자 입장에서는 자연스러운 흐름이다.
  • 반면에 AppConfig가 등장한 이후에 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당한다. 프로그램의 제어 흐름은 이제 AppConfig가 가져간다. 예를 들어서 OrderServiceImpl 은 필요한 인터페이스들을 호출하지만 어떤 구현 객체들이 실행될지 모른다.
  • 프로그램에 대한 제어 흐름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있다.
  • 이렇듯 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라한다.

프레임워크 vs 라이브러리

  • 프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다. (JUnit)
  • 반면에, 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 프레임워크가 아니라 라이브러리다.

의존관계 주입 DI(Dependency Injection)

  • OrderServiceImpl 은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른다.
  • 의존관계는 정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각해야 한다.
  • 애플리케이션 실행 시점(런타임)에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 실제 의존관계가 연결 되는 것을 의존관계 주입이라 한다.

4. 스프링으로 전환하기

AppConfig 스프링 기반으로 변경

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
        // return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
    }
    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }
    @Bean
    public MemberRepository memberRepository(){
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        // return new FixDiscountPolicy();
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}
  • AppConfig에 설정을 구성한다는 뜻의 @Configuration을 붙여준다.
  • 각 메서드에 @Bean을 붙여준다. 이렇게 하면 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록한다.

스프링 컨테이너

  • ApplicationContetxt를 스프링 컨테이너라 한다.
  • 기존에는 개발자가 AppConfig 를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용한다.
  • 스프링 컨테이너는 @Configuration 이 붙은 AppConfig 를 설정(구성) 정보로 사용한다. 여기서 @Bean이라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라 한다.
  • 이전에는 개발자가 필요한 객체를 AppConfig 를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 필요한 스프링 빈(객체)를 찾아야 한다. 스프링 빈은 applicationContext.getBean() 메서드를 사용해서 찾을 수 있다.
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wony
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