AOP?

📖 AOP?

AOP(Aspect-Oriented Programming) 관점 지향 프로그램은 애플리케이션의 교차 절단 문제를 모듈화하는 방법을 제공하는 프로그래밍 패러다임입니다. 즉, 개발자가 응용 프로그램 동작의 특정 부분에 연결되지 않은 응용 프로그램의 문제를 분리할 수 있습니다.

스프링 어플리케이션은 대부분 MVC 웹어플리케이션을 사용합니다. Web Layer, Business Layer, Data Layer로 정의합니다.

Web Layer : REST API를 제공하며, Client 중심의 로직을 적용합니다.

Business Layer : 내부 정책에 따른 로직을 개발하며, 주로 해당 부분을 개발합니다.

Data Layer : 데이터 베이스 및 외부와의 연동을 처리합니다.

Spring AOP를 사용하면 개발자는 일반적인 기능을 캡슐화하는 클래스인 Aspect를 정의하고 포인트컷과 어드바이스를 사용하여 애플리케이션의 다른 부분에 이러한 aspect를 적용할 수 있습니다. 포인트컷은 관점이 적용되어야 하는 애플리케이션 실행의 특정 지점인 결합 지점을 정의하고 어드바이스는 이러한 결합 지점에서 취해야 하는 조치를 정의합니다.

이러한 방식으로 Spring의 AOP를 사용하면 개발자가 관심사를 분리하고 코드를 체계적으로 관리하기 용이합니다.

✅ 특징

1. Aspect 가로채기

Aspect를 통해 메서드 호출을 가로채 메서드 이전, 이후, 또는 가로챈 호출을 처리하는 매커니즘을 제공합니다. 활용하여 메서드의 로깅 및 구성요소를 재사용 및 새로운 기능을 만들 수 있습니다.

2. 포인트 컷 표현식

AOP는 포인트컷 표현식을 정의하는 방법을 제공합니다. 포인트컷 표현식은 조인 포인트 또는 관점이 적용되어야 하는 애플리케이션 실행의 특징 지점과 일치하는 패턴입니다.

📖 종류

• execution : 메서드 실행 조인 포인트를 매칭합니다. 가장 많이 사용하는 만큼 기능도 복잡한 편입니다.
• within : 특정 타입 내의 조인 포인트를 매칭합니다.
• args : 인자가 주어진 타입의 인스턴스인 조인 포인트
• this : 스프링 빈 객체(스프링 AOP 프록시)를 대상으로 하는 조인 포인트
• target : Target 객체 (스프링 AOP 프록시가 가리키는 실제 대상)를 대상으로 하는 조인 포인트
• @target : 실행 객체의 클래스에 주어진 타입의 어노테이션이 있는 조인 포인트
• @within : 주어진 어노테이션이 있는 타입 내 조인 포인트
• @annotation : 메서드가 주어진 어노테이션을 가지고 있는 조인 포인트를 매칭
• @args : 전달된 실제 인수의 런타임 타입이 주어진 타입의 어노테이션을 갖는 조인 포인트
• bean : 스프링 전용 포인트컷 지시자, bean의 이름으로 포인트컷을 지정

3.동적,선언적

AOP는 런타임 시 애플리케이션에 측면을 적용할 수 있다는 점에 동적입니다. 비명령적 방식으로 애플리케이션의 동작을 지정하는 방법을 제공한다는 점에서 선언적입니다.

4.Cross-Cutting Concerns의 모듈화

AOP는 로깅, 보안 및 트랜잭션 관리와 같은 애플리케이션의 여러 부분의 공통적인 문제를 aspect라는 재사용 및 유지 관리 가능한 코드 단위로 모듈화 하는 방법을 제공합니다.

**🙂 AOP는 교차 절단 문제를 모듈화하고 핵심 응용프로그램 로직에서 분리하여 코드를 보다 체계화 -> 유지 관리 및 재사용할 수 있도록 만드는 방법을 제공하는 것입니다.

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✅ 알아야 하는 Annotation

• @Aspect : 자바에서 널리 사용하는 AOP 프레임워크에 포함되며, AOP를 정의하는 Class에 할당합니다.
• @Pointcut : 기능을 어디에 적용시킬지, 메소드, Annotation 등 AOP를 적용 시킬 지점을 설정합니다.
• @Before : 메소드 실행하기 이전
• @After : 메소드가 성공적으로 실행 후, 예외가 발생 되더라도 실행
• @AfterReturing : 메소드 호출 성공 실행 시 (예외 발생 제외)
• @AfterThrowing : 메소드 호출 실패 예외 발생
• @Around : Before / After 모두 제어

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😮 사용되는 사례

Spring의 Context에서 AOP는 여러 위치에서 동일한 코드를 반복할 필요 없이 애플리케이션의 여러 부분에서 필요한 보안, 로깅, 트랜잭션 관리와 같은 공통 서비스, 기능을 구현하는데 사용됩니다.

❌ 문제가 되는 경우

1. aspect 가로채기 메커니즘이 메서드 호출에 추가 처리를 추가하여 실행 시간을 늦출 수 있어 성능 오버헤드를 도입할 수 있습니다

2. AOP를 사용하면 디버깅 및 테스트가 더 어려울 수 있습니다. aspect를 사용하여 응용프로그램의 동작에 예기치 못한 방식으로 영향을 줄 수도 있기 때문입니다. 즉, AOP에 대한 이해도가 높아야하며 그렇지 않은 경우 테스트하기 더 어려워질 수 있습니다.

👨‍💻 구현

api 실행시간을 출력하는 aop를 구현해보도록 하겠습니다.

Timer

@Target({ElementType.TYPE,ElementType.METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface Timer {
	
}

Timer 어노테이션을 만들어 api 호출 할 때 실행되게 합니다.

@Target은 annotation이 어디에 적용될지 정하는 역할입니다. ElementType.METHOD는 메서드에 적용한다는 의미입니다.

@Retention 실제로 적용되고 있는 범위를 정하는 어노테이션이며 RetentionPolicy.RUNTIME은 컴파일 이후에도 JVM에 의해 지속된다는 내용입니다.

controller

api 호출할 때 이전에 만든 @Timer를 써줍니다.

@RestController
@RequestMapping("/api")
public class RestApiController {
    @Timer
    @DeleteMapping("/delete")
    public void delete() throws InterruptedException {
        Thread.sleep(1000L * 2);// db logic 1 sec 라고 가정
    }
}

TimerAop

@Aspect
@Component
public class TimerAop {
    @Pointcut("execution(* com.example.aoptest.controller..*.*(..))")
    private void cut() {

    }

    //annotation에만 로깅
    @Pointcut("@annotation(com.example.aoptest.annotation.Timer)")
    private void enableTimer() {

    }

    //두가지 조건 다 본다는 의미
    @Around("cut() && enableTimer()")
    public void around(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable {
        StopWatch stopWatch = new StopWatch(); //실행 전
        stopWatch.start();
        Object obj = point.proceed();
        stopWatch.stop();
        System.out.println("total time : " + stopWatch.getTotalTimeSeconds());
    }
}

@Aspect를 사용하여 AOP 클래스임을 정의해줍니다.
@Component를 사용하여 bean를 생성하고 관리 권한을 Spring에게 위임해줍니다.
포인트컷 표현식을 사용방식을 정의합니다.

• cut() : controller 디렉터리에 있는 모든 객체에 해당 되도록 지정하였습니다.
• enableTimer() : annotation 디렉터리에 있는 Timer 어노테이션 클래스를 이용하는 객체에게 해당 되도록 지저하였습니다.

around()

해당 메서드에서 스탑워치가 실행되고 @Timer를 사용한 controller의 디렉터리의 메서드 실행되고 끝마친 기간을 출력해주는 메서드 입니다.

ProceedingJoinPoint : JoinPoint의 확장 메서드이며 proceed()를 호출할 수 있습니다. Joinpoint의 역할은 Advice가 적용될 위치, 끼어들 수 있는 지점. 메서드 진입 지점, 생성자 호출 시점, 필드에서 값을 꺼내올 때 등 다양한 시점에 적용가능합니다.

실행결과

total time : 2.005126042

Thread.sleep(2000L)를 사용하였으니 나머지가 진짜 실행시간이 됩니다.

✅ 요약

• AOP는 애플리케이션의 교차 절단 문제를 모듈화하는 방법을 제공하는 프로그래밍 패러다임입니다.
• Aspect를 사용하여 메서드를 가로채 로깅, 재사용등이 가능합니다.
• 포인트컷을 활용하여 실행할 위치 및 동작방식을 설정합니다.
• 관심사 분리를 위한 다양한 기능을 제공하며 잘 활용하면 좋지만 그렇지 않은 경우 테스트가 더 어려워지며 성능 오버헤드를 유발합니다.
• 많은 어노테이션, 포인트컷 포현식을 알아야하며 적재적소에 잘 사용해야겠다는 생각이 듭니다.