섹션 1. 객체 지향 설계와 스프링

Zion Yu·2021년 3월 2일

스프링 핵심 원리 - 기본편

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본 시리즈는 우아한형제들 개발 팀장이신 김영한님의 스프링 핵심 원리 - 기본편 강의를 들으며 개인적으로 정리한 내용을 담고 있습니다. 제가 들은 강의는 인프런에 등록되어 있습니다. 모든 다이어그램을 포함한 사진의 출처는 위 강의의 강의록임을 밝힙니다. 개인적으로 정리한 내용이기 때문에 글 내용에 오류가 있을 수 있으며 이에 대한 피드백은 댓글로 부탁드립니다.

이야기 - 자바 진영의 추운 겨울과 스프링의 탄생

2000년대 초반에는 자바 진영에서 EJB(Enterprise JavaBeans)를 표준으로 강력히 밀었고 실제로 많이 사용되었다.
- EJB는 (이론적으로는) 좋은 기능들이 많았으나 여러 문제를 갖고 있었다.
- 복잡하고, 느리고, 어렵고, 코드도 지저분하고...
POJO라는 개념이 튀어나왔다.
- Plain Old Java Object
- '오래된 방식의 간단한 Object로 돌아가자'는 뜻을 갖고 있다.
- EJB가 너무 복잡하고 무겁다보니 이에 반발로 나온 용어라고 한다.
- 이 용어만 봐도 당시 개발자들의 EJB에 대한 원성이 느껴진다.
스프링은 이러한 배경 속에서 탄생했다.
- EJB를 대체할 목적으로, 단순하게! 만들었다.
이 무렵 Hibernate도 등장한다.
- EJB 엔티티빈(ORM 기술)을 대체할 목적으로 등장했다.
- 시작은 미약했으나, 결국 자바 진영에서 JPA를 새로운 표준으로 정착시키는 결과를 낳는다.
  - JPA는 인터페이스이고, JPA를 구현하는 구현체는 다양하다.

스프링의 역사

2002년 로드 존슨이 책을 출간하는데, 로드 존슨은 이 책에서
- EJB의 문제점을 지적하고
- 'EJB 없이도 app을 잘 만들 수 있다!'며 30,000라인의 예제 코드를 실었다.
- 이 책에는 BeanFactory, ApplicationContext, POJO, 제어 역전, 의존관계 주입 등의 내용이 고스란히 녹아있다.
결국 로드 존슨이 출간한 책은 대박을 치고 다른 개발자들의 제안으로 오픈 소스 프로젝트를 시작하게 된다.
이들은 왜 스프링에 열광했는가? 다른 개발자들은 왜 오픈 소스 프로젝트를 하자고 제안했을까? 본 강의에서는 이에 대해 알아보고자 한다.

스프링이란?

스프링의 생태계
- 스프링 프레임워크
- 스프링 부트
- 스프링 데이터: DB의 CRUD 관련 기능
- 스프링 세션: 세션 관련 기능
- 스프링 시큐리티: 보안 관련 기능
- 스프링 Rest Docs: API 문서화 관련 기능
- 스프링 배치: 배처 처리 관련 기능
  - 큰 작업을 배치 단위로 쪼개서 처리하기 위한 기능들
- 스프링 클라우드: 클라우드 관련 기능

스프링 프레임워크

스프링 프레임워크는 스프링의 핵심!

구성요소
- 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
- 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
- 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
- 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
- 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
- 언어: Kotlin, Groovy

스프링 부트

스프링 부트는 스프링을 편하게 사용할 수 있도록 지원한다. 최근에는 거의 기본적으로 사용하는 추세.

별도의 웹 서버를 세팅하지 않고 단독으로 실행 가능 (자체 서버를 내장하고 있다.)
초기 설정을 편하게 할 수 있도록 도와준다! (starter 종속성 제공)
스프링과 외부 라이브러리 자동 구성: 스프링 버전과 외부 라이브러리 버전을 서로 호환되게끔 지정해준다. 개발자가 버전에 대해 고민하고 찾아볼 필요가 없다.
모니터링 관련 기능 제공

스프링 부트는 스프링과 떨어질 수 없는 관계이다. 스프링이 없다면 스프링 부트는 아무런 의미가 없다.

참고: '스프링'이라는 건 뭘 뜻하나?

문맥에 따라 다음 중 하나이다.
- 스프링 DI 컨테이너 기술
- 스프링 프레임워크
- 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계
아래로 갈수록 더 큰 개념

스프링은 왜 등장했는가?

⭐어떤 기술이든지 왜 만들었는가?와 핵심 컨셉은 무엇인가?가 중요하다.

모든 기술은 핵심 컨셉을 알아야 '잘' 사용할 수 있다.

스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려낼 수 있는 프레임워크이다.
즉, 스프링은 좋은 객체 지향 app을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크이다.

기존의 EJB로 개발을 하면 EJB에 의존적인 개발을 해야만 했고, 이는 결국 객체 지향의 '좋은' 성질을 모두 잃는 결과로 이어졌다.
많은 개발자들이 Spring의 등장에 열광한 이유는 바로 이것이다. 객체 지향의 성질을 살릴 수 있어서!

따라서 우리가 스프링을 제대로 이해하려면 좋은 객체 지향 프로그래밍이 무엇인가?에 대해 먼저 알아야 한다.

좋은 객체 지향 프로그래밍?

객체 지향 프로그래밍이 뭘까?
- 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 객체의 모임으로 파악하고자 하는 것이다.
- 각 객체는 메시지를 주고 받는다.
- 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고, 변경이 용이하게 만든다.
유연하고, 변경이 용이?
- 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발
- 이는 객체지향의 특성 중 다형성과 관련이 있다!

다형성

실제 세계를 역할-구현의 모델로 나눠보자.
- 역할의 예시: 자동차 역할, 운전자 역할
- 구현의 예시: K3, 아반떼, BMW 320d 등등.. (모두 자동차의 구현 예시)
- 구현이 바뀌어도(차가 바뀌어도) 다른 역할에게는(운전자에게는) 아무런 영향을 끼치지 않는다. 이를테면, 운전 면허를 다시 따지 않아도 된다. 역할(자동차)이 똑같기 때문(=인터페이스가 똑같기 때문)
- 운전자(클라이언트)는 자동차 내부의 구현 상태를 몰라도 된다! 이를테면, 가솔린차든, 전기차든, 디젤이든 전부 무관하다.
- 해로운 구현(뭔가 잘못된 구현)이 발생하더라도 운전자(클라이언트)는 바뀔 필요가 없다!
역할과 구현을 분리
- 세상을 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고 유연해지며, 변경이 용이해잔다.
- 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
- 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
- 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
- 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.
Java에서는?
- 역할 == 인터페이스
- 구현 == 인터페이스를 구현한 클래스
객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리하여 설계해야 한다!
객체를 설계할 때 역할을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기

참고: 객체는 서로 협력한다.

혼자 있는 객체는 없다!
객체들 간에는 클라이언트, 서버의 관계가 존재한다. 즉, 요청하고 응답하는 관계가 존재한다.
수많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.
- 혹은 시스템 간에 요청을 주고 받을 수도 있다.

참고: Java의 다형성

Java는 Overriding으로 다형성을 구현할 수 있다.

다형성의 본질

'인터페이스를 구현한 객체 인스턴스'를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
- 즉, 클라이언트를 변경하지 않고 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다는 게 다형성의 메리트이다!

역할과 구현을 분리 - 최종 정리

실세계의 역할과 구현이라는 컨셉을 컴퓨터 안으로 끌고오면 다음과 같은 장점이 있다.
- 유연하고, 변경이 용이하다!
- 구현체를 무한히 확장(추가)할 수 있다.
- 구현체 변경 시에 클라이언트에 영향을 주지 않는다.
따라서 인터페이스를 잘 설계하는 것이 중요하다.
- 이것은 자바뿐만 아니라 모든 API 설계에도 중요하다. (프론트-백 간의 API)
한계점
- 역할 자체가 변하면(인터페이스 자체가 변하면), 클라이언트와 서버 모두에 변경에 발생한다.

스프링과 객체 지향

객체 지향의 꽃은 다형성이다.

스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
스프링의 IoC, DI는 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편하게 다룰 수 있도록 도와준다.
스프링을 사용하면 구현을 편리하게 변경할 수 있다!

그런데 스프링과 객체 지향 설계에 대해 잘 이해하려면 다형성 뿐만 아니라 하나 더 알아야 할 게 있다.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙: SOLID

SOLID

SOLID는 유명 도서 클린코드의 저자 로버트 마틴이 정리한 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙이다. 참고로 SOLID는 면접 질문으로도 자주 나온다고 한다.

SRP: 단일 책임 원칙

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
근데 하나의 책임이라는 게 모호하다.
- 문맥과 상황에 따라 다름.
중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 SRP를 잘 따른 것

OCP: 개방-폐쇄 원칙

소프트웨어 요소는 확장에는 열려있으나 변경에는 닫혀있어야 한다.
확장을 할 때 기존 코드를 변경하면 안된다는 말이다. 어떻게???
다형성을 활용하면 가능하다.
- 기존의 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현!
그러나 문제점이 있다.
- 클라이언트 측에서 구현 클래스를 직접 선택해야한다!

//  MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
    MemberRepository m = new JdbcMemberRepository();

구현 객체를 변경하려면 클라이언트의 코드를 변경해야 하는 상황이다. 다형성을 이용했으나 OCP 원칙을 지킬 수 없다!
이걸 어떻게 해결하나?
- 객체를 생성하고, 연관 관계를 맺어주는 별도의 조립자, 설정자가 필요하다!
  → 이게 스프링?

LSP: 리스코프 치환 원칙

프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.
다형성에서 하위 클래스(구현 클래스)는 인터페이스의 규약을 지켜야 한다는 것이다. 즉, 비즈니스 룰을 지켜라.
- 단순히 컴파일 에러가 없으면 된다는 뜻이 아니다. 그 이상의 의미.
예시) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가는 기능, 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반. 방향을 반드시 지켜줘야 함.

ISP: 인터페이스 분리 원칙

특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
- 기능을 적당한 크기로 쪼개는 게 중요하다. 역할을 크게 하나 만들지 말고 여러 개의 역할로 쪼개라는 뜻.
- 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

DIP: 의존관계 역전 원칙

프로그래머는 추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다. 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
즉, 구현 클래스에 의존하지 말고 인터페이스에 의존하라는 뜻.
- 구현에 의존하지 말고, 역할에 의존하라는 것
- 구현에 의존하게 되면 변경이 굉장히 어려워진다.
문제점
- 그러나 클라이언트는 구현 클래스도 동시에 의존하게 된다.

//  MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
    MemberRepository m = new JdbcMemberRepository();

클라이언트에서 구현 클래스를 직접 선택하기 때문에.. DIP 위반!
- 즉, 위 코드에서 클라이언트는 구현에 의존하고 있는 것이다. (직접 호출하기 때문에)

여기까지 정리

객체 지향의 핵심은 다형성이다.
그러나 다형성을 만족하는 것만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다.
뭔가가 더 필요하다?

다시 스프링으로!

스프링이 필요하다!

스프링은 다음과 같은 기술로 다형성 + OCP, DIP를 만족시킨다.
- DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
- DI 컨테이너 제공
클라이언트 측 코드를 변경하지 않고! 확장을 할 수 있다. (OCP, DIP 만족)

순수 자바로 OCP, DIP을 지키려면 결국 스프링 DI 컨테이너를 만들게 된다.
스프링은 결국 누군가 이것을 프레임워크로 모아둔 것이다. 계속 같은 코드 쓰기 힘드니까..

다음 섹션부터 이를 코드로 이해해보자.

요약

모든 설계에서 역할과 구현을 분리하자.
app을 설계할 때, 역할만 만들어두고 구현은 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 게 좋은 객체 지향 설계이다.
이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하는 게 좋다.
- 인터페이스를 먼저 설계하면 다른 부분부터 먼저 개발할 수 있다.
- 구현 기술이 바뀌더라도 나중에 변경이 용이하다.
그러나 실무에서는 추상화라는 비용이 발생한다.
- 코드가 추상화되기 때문에 구현 클래스가 뭔지 알기 어려운 문제가 있다.
- 즉 trade-off 관계이기 때문에, 기능을 확장할 가능성이 없다면 구현 클래스를 직접 사용하고 향후 필요할 때 리팩토링을 통해 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.

Zion Yu

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