BeanDefinition과 어노테이션 (feat. IoC 컨테이너)

글을 들어가기 전

이전 글에서 HandlerAdapter에 대해 알아보았다.

그리고 이번에는 Spring의 MVC가 어노테이션을 이용해 어떻게 동작 하는지 알아보기로 했었다.
하지만 그전에 알아볼 것이 있다.

왜 IoC Container가 빈을 등록하는 역할이 있는지,
그 IoC Container가 어노테이션으로 작성된 클래스를 어떻게 빈으로 등록하는 지 알아보자.

의존성

함께 변경될 수 있는 가능성을 의미.

위 내용을 쉽게 풀어쓰면 아래와 같다.

만약 A 모듈이 B 모듈에게 메시지를 전송하는 관계이면,
B 모듈이 변경될 때, A도 같이 바뀔 수 있다.

하지만 의존성이 실제로 전이될지 여부는
변경의 방향과 캡슐화의 정도에 따라 달라진다.

다시 말하면 의존하는 객체에 대해 많이 알면 알 수록,
특정 컨텍스트(특정 환경, 시나리오)에 묶일 수 있다는 것이다.

의존도가 높으면 높을수록 유연하지 못한 코드가 된다.

그런 관점에서 생성-사용 분리 원칙의 필요성을 이해해보자.

생성 및 사용 역할이 둘 다 있는 객체

코드를 보자.
Class A는 B 객체를 생성한 후, 사용하고 있다.

public Class A{
	private B b;

	public A(int parm1, int parm2){
		b = new B(parm1, parm2);
		...	
	}

	...
	public Result func1(){
		...
		Result = b.func2();
		...
	}
}

ClassA는 B의 생성자를 직접 호출한다.
즉, 생성자에 필요한 파라미터들을 알고 있어야 한다.

여기서 변경의 관점에서 살펴보자.

만약 B의 파라미터가 2개가 아닌 3개가 된다면?

• A의 생성자의 파라미터 목록을 수정해줘야 한다.
• A를 생성하는 객체또한 그에 맞게 파라미터를 넘겨줘야한다.
• B의 생성자 호출하는 코드를 바꿔줘야한다.

B가 변경됨으로 인해 A도 같이 변경되게 된 것이다.
A와 B가 강하게 결합되어 있으므로 특정 컨텍스트에 묶인다.

다시 말해,
의존 객체를 생성하는 방식은 유연한 설계가 되지 않는다.

생성-사용 분리

의존객체를 생성하는 역할을 다른 객체에 부여하는게 유연성 측면에서 좋다.
이를 생성-사용 분리라고 한다.

소프트웨어 시스템은 시작 단계와 실행 단계를 분리해야 한다.
시작 단계 : 응용 프로그램 객체를 제작하고 의존성을 서로 “연결”하는 단계.
실행 단계 : 시작 단계 이후에 이어지는 단계.

우리는 객체를 생성하는 역할(시작단계)을 다른 객체에게 넘겨줄 것이다.
바로 객체 생성 역할을 따로 하는 Factory를 이용할 것이다.

Factory

도메인 모델과 관련 없는 인공적인 객체로서
생성과 사용을 분리하기 위해 객체 생성에 특화된 객체.

모든 책임을 도메인 객체에게 할당하면 낮은 응집도, 높은 결합도, 재사용성 저하가 생길 수 있다.
따라서 이런 상황이 발생한다면 인공적인 객체를 도입을 생각해보아야 한다.

우리는 생성-사용 분리를 위해 Factory를 사용하는 것이다.

BeanFactory

Spring에서 제공하는 BeanFactory는
bean(스프링이 관리하는 객체)을 생성, 설정 및 관리한다.

BeanFactory는 객체 생성 뿐만 아니라, 필요한 의존성을 주입시켜준다.

위 코드 예로 보면, A가 B 객체를 필요로 하다면,
BeanFactory는 해당하는 B 객체를 찾아 A의 생성자에 넘겨줄 수 있다.

IoC는 제어 역전 원칙이며,
스프링에서는 컨테이너가 코드 대신 오브젝트에 대한 제어권을 갖고 있어 IoC 컨테이너라고 부름.

ApplicationContext는 DI(의존성 주입)를 위한 BeanFactory에
여러 가지 컨테이너 기능을 추가한 것임.

이제 Bean을 어떻게 등록하는지 보자

Spring Application의 빈 등록 과정과 BeanDefinition

XML 또는 관련 애너테이션을 통해 빈 설정을 해본 적이 있을 것이다.
실제 어떻게 IoC 컨테이너가 이 정보를 인식하고 빈으로 등록하는지 보자.

1. 각 메타정보 리소스에 대응되는 BeanDefinitionReader가 리소스를 BeanDefinition 으로 변환해준다.
2. IoC 컨테이너는 POJO 클래스와 BeanDefinition을 이용해 빈을 생성하게 된다.

BeanDefinition의 몇 가지 정보

실제 BeanDefinition은 인터페이스로, 여러 정보를 컨테이너에게 제공한다.

public interface BeanDefinition extends AttributeAccessor, BeanMetadataElement {
    String SCOPE_SINGLETON = "singleton";
    String SCOPE_PROTOTYPE = "prototype";
    int ROLE_APPLICATION = 0;
    int ROLE_SUPPORT = 1;
    int ROLE_INFRASTRUCTURE = 2;

    void setParentName(@Nullable String var1);

    @Nullable
    String getParentName();

    void setBeanClassName(@Nullable String var1);

    @Nullable
    String getBeanClassName();

    void setScope(@Nullable String var1);

    @Nullable
    String getScope();

    void setLazyInit(boolean var1);

    boolean isLazyInit();

    void setDependsOn(@Nullable String... var1);

    @Nullable
    String[] getDependsOn();

    void setAutowireCandidate(boolean var1);

    boolean isAutowireCandidate();

    void setPrimary(boolean var1);

    boolean isPrimary();
	
	// ... 
  // 이 외에도 여러 옵션들이 있음.
}

많은 옵션들이 있지만,
IoC Conatainer의 BeanDefinition이 등록될 때 꼭 필요한 것은 beanClassName이다.

실제 IoC Container는 BeanDefinition을 재활용 할 수 있기 때문에,
Bean의 아이디(또는 이름)는 BeanDefinition에 없다.

Bean을 등록할 때 Bean의 아이디(또는 이름)는 BeanDefinition이 등록될 때 IoC Container가 같이 부여한다.

어노테이션과 BeanScanning

앞서, BeanDefinitionReader가 리소스를 BeanDefinition으로 만들어준다고 했다.

하지만, 모든 Bean을 XML 문서와 같이 일일이 선언하는 것이 귀찮을 수도 있다.

Bean으로 사용될 클래스에 특정 애노테이션을 붙이면, 이런 클래스를 자동으로 찾아서 BeanDefinition으로 만들어주는 클래스가 있다.

바로 BeanScanner이다.

물론 어노테이션이 붙은 클래스를 명시적으로 BeanDefinition으로 바꿔주는 AnnotatedBeanDefinitionReader 도 있다.

빈 스캐닝시, 등록할 클래스를 찾게되는 원리는 다음과 같다.

1. 스캐닝될 basePackage들을 지정한다. basePackeges 과 그 서브 패키지들이 자동 검색 대상이 된다.
2. @Component과 @Component를 메타 애노테이션으로 가진 애노테이션이 붙은 클래스를 모두 찾아 BeanDefinition으로 변환 후 Bean으로 등록한다.
   또한, @Configuration이 붙은 클래스들을 찾아, @Bean이 붙은 메서드를 통해서도 Bean으로 등록해준다.

@Component를 메타 애노테이션으로 가진 애노테이션들의 예들은 다음과 같다.
@Repositoy , @Service, @Controller …
이같은 애노테이션들을 스테레오타입 애노테이션이라고 하며,
종류에 따라 부가기능을 부여해준다.

@ComponentScan

마지막으로 SpringBoot가 어떻게 basePackage를 지정하는지 살펴보자.

Spring Initializer로 스프링 부트 프로젝트를 생성했을 때,
basePackage를 지정하지 않았지만, 코드에 관련 애노테이션들을 붙이면 빈으로 동작하는 걸 확인할 수 있다.

이는 이미 basePackage가 지정되었기 때문이다.

@SpringBootApplication을 보면 @ComponentScan이 붙어있는 걸 볼 수 있다.

@ComponentScan을 통해 scanning할 basePackage를 지정할 수 있으며,
spring boot는 기본적으로 @SpringBootApplication이 붙은 클래스의 패키지를 basePackage로 지정한다.

글을 마치며

빈이 어떻게 등록되는지 알 수 있는 좋은 주제였다.

이 어노테이션을 통해 등록되는 빈에 대하여 또 여러가지 주제들이 있기 때문에,
이 글에 더 수정하던지, 새로운 글을 통해 언젠가 해보려 한다.

이제 @MVC로 가보자.

참조
토비의 스프링
오브젝트
docs.spring.io
java - Difference between register() and @ComponentScan - Stack Overflow