섹션 3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

Zion Yu·2021년 3월 8일

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.

이번 섹션에서 다룰 것

지난 시간에 만들었던 예제에 객체 지향 원리를 적용해보자.
새로운 할인 정책 추가와 그에 따른 문제점
문제점을 해결하면서 자연스럽게 스프링 컨테이너의 필요성 체감
스프링으로 전환

새로운 할인 정책 개발

할인 정책을 바꾸게 되었다!

기획자: 할인 정책을 정률 할인 정책으로 변경해주세요!

개발자: 예?

여태까지의 코드는 객체 지향 원리의 일종인 다형성을 잘 살렸으므로 개발하는 게 어렵지 않다!

`hello.core.discount` 패키지

RateDiscountPolicy: 정률 할인 정책의 구현을 나타내는 클래스

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

테스트

RateDiscountPolicyTest

class RateDiscountPolicyTest {
    RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
    @Test
    @DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되어야 한다.")
    void vip_o() {
        Member member = new Member(1L, "memberVIP", Grade.VIP); //given
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);  //when
        assertThat(discount).isEqualTo(1000); 			       //then
    }
    @Test
    @DisplayName("VIP가 아니면 할인이 적용되지 않아야 한다")
    void vip_x() {
        Member member = new Member(2L, "memberBASIC", Grade.BASIC); //given
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);      //when
        assertThat(discount).isEqualTo(0); 						  //then
    }
}

보통 Assertions를 static import하여 사용한다.
테스트가 잘 수행되는 것을 확인할 수 있다.

새로운 할인 정책 적용과 문제점

방금 추가한 할인 정책을 적용해보자! 근데 여기서 문제가 발생한다. 할인 정책을 수정하려면 OrderServiceImpl을 수정해야 한다!

OrderServiceImpl

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
//    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
      private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
	...
}

어떤 문제가 발생했는가?
- 역할과 구현을 충실히 분리했다. OK
- 다형성을 활용했고, 인터페이스와 구현 클래스를 분리했다. OK
- OCP, DIP 같은 객체지향 설계 원칙을 준수했다? NO
  - DIP 위반: OrderServiceImpl(클라이언트)가 구현 클래스를 의존한다!
  - OCP 위반: FixedDiscountPolicy를 RateDiscountPolicy로 변경하면서 OrderServiceImpl이 변경되었다!
그림으로 나타내면 다음과 같은 상황이다.

이 문제를 어떻게 해결할 것인가?

DIP를 위반하지 않도록 의존 관계를 변경해야한다.
- 즉, 구현 클래스를 의존하지 않도록 변경해야 한다.

OrderServiceImpl

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    private DiscountPolicy discountPolicy;
	...
}

이렇게 하면 인터페이스에만 의존하니까, DIP를 위반하지 않는다!
근데 인스턴스는?? 어떻게 할당하는가?
- 누군가 클라이언트(OrderServiceImpl)에게 DiscountPolicy의 구현 인스턴스를 생성해서 넘겨주면 된다!

관심사의 분리

김영한님의 기가맥히는 배우 비유
- 애플리케이션을 하나의 공연이라 생각해보자. 각각의 인터페이스를 배역(배우 역할)이라 생각하자. 그런데! 실제 배역 맞는 배우를 선택하는 것은 누가 하는가?
- 로미오와 줄리엣 공연을 하면 로미오 역할을 누가 할지 줄리엣 역할을 누가 할지는 배우들이 정하는 게 아니다. 이전 코드는 마치 로미오 역할(인터페이스)을 하는 레오나르도 디카프리오(구현체, 배우)가 줄리엣 역할(인터페이스)을 하는 여자 주인공(구현체, 배우)를 직접 초빙하는 것과 같다. 디카프리오는 공연도 해야하고 동시에 여자 주인공도 공연에 직접 초빙해야 하는 "다양한 책임"을 가지고 있다.
관심사를 분리하자
- 배우는 본인의 역할인 배역을 수행하는 것에만 집중해야 한다.
- 디카프리오는 어떤 여자 주인공이 선택되더라도 똑같이 공연을 할 수 있어야 한다.
- 공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 역할에 맞는 배우를 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나올 시점이다.
- 공연 기획자를 만들고, 배우와 공연 기획자의 책임을 확실히 분리하자.

크... 기가 맥힙니다! 갓-영한님..

AppConfig 등장

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

`hello.core` 패키지

AppConfg

public class AppConfig {
    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, OrderServiceImpl, MemoryMemberRepository, FixedDiscountPolicy
AppConfig는 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해 주입한다.
- MemberServiceImpl ← MemoryMemberRepository
- OrderServiceImpl ← MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy
생성자를 통해 주입하므로, 각 클래스에 생성자를 만들어야 한다.

MemberServiceImpl

public class MemberServiceImpl implements MemberService {
    private final MemberRepository memberRepository;
    public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }
    ...
}

설계 변경으로 인해 MemberServiceImpl은 MemoryMemberRepository(구현 객체)를 더이상 의존하지 않고, MemberRepository 인터페이스만 의존한다!
MemberServiceImpl 입장에서는 어떤 구현 객체가 들어올지(주입될지) 알 수 없고, MemberServiceImpl의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체를 주입할지는 오직 외부(AppConfig)에서만 결정된다.
즉, MemberServiceImpl은 이제 의존 관계에 대한 고민은 외부에 맡기고 로직 실행에만 집중할 수 있다.
현재 상태를 그림으로 나타내면 다음과 같다.
- 객체의 생성과 연결은 AppConfig에서 담당한다.
- DIP 완성: MemberServiceImpl은 MemberRepository인 추상에만 의존하면 된다. 이제 구현 클래스는 몰라도 된다.
  - 관심사의 분리: 객체를 생성하고 연결하는 역할과 역할이 명확히 분리되었다.
- AppConfig 객체는 MemoryMemberRepository 인스턴스를 생성하고 그 참조값을 memberServiceImpl을 생성하면서 생성자로 전달한다.
- 클라이언트인 memberServiceImpl 입장에서 보면 의존관계를 마치 외부에서 주입하는 것 같다고 해서 DI(Dependency Injection), 우리말로 의존관계 주입 또는 의존성 주입이라고 한다.

OrderServiceImpl

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;
    }
	...
}

OrderServiceImpl도 MemberServiceImpl과 동일하다.
OrderServiceImpl에는 MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy 객체의 의존관계가 주입된다.

`AppConfig` 실행

MemberApp

public class MemberApp {

    public static void main(String[] args) {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        MemberService memberService = appConfig.memberService();
        ...
    }
}

OrderApp

public class OrderApp {
    public static void main(String[] args) {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        MemberService memberService = appConfig.memberService();
        OrderService orderService = appConfig.orderService();
        ...
    }
}

테스트 오류 수정

MemberServiceTest

public class MemberServiceTest {

    MemberService memberService;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        memberService = appConfig.memberService();
    }
    ...
}

OrderServiceTest

public class OrderServiceTest {
    MemberService memberService;
    OrderService orderService;

    @BeforeEach
    public void beforeEach() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        memberService = appConfig.memberService();
        orderService = appConfig.orderService();
    }
    ...
}

정리

AppConfig를 통해 관심사를 확실하게 분리했다!
AppConfig는 공연 기획자다.
AppConfig는 구현 클래스를 선택한다. app이 어떻게 동작할지 전체 구성을 책임진다.
OrderServiceImpl, MemberServiceImpl은 기능을 수행하는 것에 집중할 수 있다. (인터페이스만 보고 개발할 수 있다.)

`AppConfig` 리팩토링

현재 AppConfig는 중복이 있고 역할에 따른 구현이 잘 안 보인다. 다음의 그림을 참고하여 AppConfig를 수정해보자!

AppConfig

public class AppConfig {
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    private MemoryMemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new FixDiscountPolicy();
    }
}

설정을 어떻게 했는지(역할과 구현이 무엇인지) 눈에 잘 보인다.
중복이 제거되었기 때문에 설정이 변경되었을 시 한 군데만 변경하면 된다.

새로운 구조와 할인 정책 적용

이제 다시 정률 할인 정책을 적용해보자.
FixDiscountPolicy → RateDiscountPolicy

AppConfig만 변경하면 된다!

public class AppConfig {
	...
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
//        return new FixDiscountPolicy();
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

AppConfig에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy에서 RateDiscountPolicy로 변경했다.
이처럼 할인 정책이 변경되어도 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경하면 된다. 사용 영역의 코드는 변경할 필요가 없다.
구성 영역은 당연히 변경된다. 구성 역할을 담당하는 AppConfig를 app이라는 공연의 기획자로 생각하면, 공연 기획자는 공연 참여자(배우)인 구현 객체를 모두 알아야 정상이다.

전체 흐름 정리

새로운 할인 정책 개발
- 다형성 덕분에 새로운 정률 할인 정책 코드를 개발하는 것엔 아무 문제가 없었음
새로운 할인 정책 적용과 문제점
- 정률 할인 정책을 적용하려고 하니, 클라이언트 코드인 서비스 구현체도 변경해야하는 문제 발생
- DIP, OCP 위반
관심사의 분리
- 공연 기획자인 AppConfig가 등장
- AppConfig는 app 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임을 갖는다.
- 이제부터 클라이언트 객체는 자신의 역할을 실행하는 것에만 집중할 수 있다! (책임이 명확해졌다.)
새로운 구조와 할인 정책 적용
- 정액 할인 정책 → 정률 할인 정책
- AppConfig의 등장으로 인해 app의 사용 영역과 구성 영역 중 구성 역역만 변경하면 된다!
- DIP, OCP 만족!

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

AppConfig가 SOLID 중 어떤 것을 적용했는지 보도록 하자.

SRP: 단일 책임 원칙

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

기존의 클라이언트 객체(서비스 객체)는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 갖고 있었다.
SRP를 따르면서 관심사를 분리했다.
구현 객체를 생성 및 연결하는 책임은 AppConfig가 담당하게 되었고, 클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당하게 되었다.

DIP: 의존관계 역전 원칙

프로그래머는 "추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다." 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.

기존에는 새로운 할인 정책을 적용하려고 하니, 클라이언트 코드(OrderServiceImpl, MemberServiceImpl)도 함께 변경해야 했다.
- 이는 기존 클라이언트 코드가 추상화(인터페이스, MemberRepository)뿐만 아니라 구체화(구현 클래스MemoryMemberRepository)에도 의존했기 때문이다.
AppConfig가 구체화 객체 인스턴스(MemoryMemberRepository, FixedDiscountPolicy)를 클라이언트 코드(OrderServiceImpl, MemberServiceImpl) 대신 생성하면서 클라이언트에 주입해줌으로서 DIP를 따를 수 있게 되었다.

OCP: 개방-폐쇄 원칙

소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.

AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy → RateDiscountPolicy로 변경해서 클라이언트 코드에 주입하더라도 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 된다. (외부에서 주입해주기 때문에)
소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 역역의 변경은 닫혀있다!

IoC, DI 그리고 컨테이너

IoC(Inversion of Control): 제어의 역전

기존의 프로그램에서는 클라이언트 구현 객체가 사용할 다른 구현 객체를 스스로 결정했다. 이는 제어권이 클라이언트 객체 본인에게 있음을 뜻한다.
그러나 AppConfig가 등장한 뒤로는 클라이언트는 자신의 로직만 실행할 뿐, app의 흐름을 제어하는 책임은 AppConfig로 집중되었다. 즉, 클라이언트 객체는 제어를 뺏긴 셈이다. 더불어 책임도 줄어든 것이다. 클라이언트 객체는 인터페이스만 알 뿐, 실체 구현 객체가 무엇일지 전혀 모른다.
프로그램의 제어 흐름에 대한 모든 권한은 AppConfig가 갖고 있다.
이렇게 프로그램의 제어 흐름을 직접 하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)라고 한다.
- 내 생각인데, 제어 흐름이라는 건 실제 프로그램이 어떻게 돌아가는지를 칭하는 것 같다. 같은 인터페이스라도 어떤 구현체를 쓰냐에 따라 프로그램의 흐름이 달라질 수 있으니까...

참고: 프레임워크 vs. 라이브러리

프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다. (e.g. JUnit)

반면에 내가 작성한 코드가 직접 제어 흐름을 담당한다면 그것은 프레임워크가 아니라 라이브러리다.

DI(Dependency Injection): 의존관계 주입

OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 그러나 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른다.
의존관계는 정적인 클래스 의존 관계와 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계가 있으며 둘을 구분하여 생각해야 한다.

정적인 클래스 의존 관계

클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존관계를 판단할 수 있다.
그러나 이것만으로는 실제 어떤 객체가 클라이언트 코드(OrderServiceImpl)에 주입될지 알 수 없다.

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

app 실행 시점에 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계이다.

의존관계 주입의 장점

app 실행 시점에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달하여 클라이언트와 외부 의존 관계가 연결되는 것을 의존관계 주입이라고 한다.
객체 인스턴스를 생성하고, 그 참조값을 전달해서 연결된다.
의존관계 주입을 사용하면 클라이언트 코드를 변경하지 않고, 클라이언트가 호출하는 대상의 타입 인스턴스를 변경할 수 있다.
즉, 정적인 클래스 의존관계를 변경하지 않고 동적인 객체 인스턴스 의존관계를 쉽게 변경할 수 있다.

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

AppConfig처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해주는 것을 IoC 컨테이너 또는 DI 컨테이너라고 부른다.
의존관계 주입에 초점을 맞춰서 주로 DI 컨테이너라고 한다. IoC 개념은 너무 많은 곳에서 사용되기 때문에 다른 요소와 구분하기 위해서 주로 DI에 초점을 맞춘다.

스프링으로 전환하기

지금까지는 순수한 Java 코드로 DI를 적용했다. 이제 스프링으로 해보자!

AppConfig

@Configuration
public class AppConfig {
    @Bean
    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }
    @Bean
    public MemoryMemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }
    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
    }
    @Bean
    public DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

@Configuration 어노테이션을 추가해서 AppConfig가 Configuration 클래스라는 것을 알린다.
@Bean 어노테이션을 이용해서 스프링에 Bean으로 등록한다.

OrderApp

public class OrderApp {
    public static void main(String[] args) {
//        AppConfig appConfig = new AppConfig();
//        MemberService memberService = appConfig.memberService();
//        OrderService orderService = appConfig.orderService();
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        MemberService memberService = applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
        OrderService orderService = applicationContext.getBean("orderService", OrderService.class);
        ...
    }
}

MemberApp

public class MemberApp {

    public static void main(String[] args) {
//        AppConfig appConfig = new AppConfig();
//        MemberService memberService = appConfig.memberService();
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
        MemberService memberService = applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
        ...
    }
}

OrderApp과 MemberApp 모두 실행이 잘 되는 것을 확인할 수 있다.

스프링 컨테이너

ApplicationContext를 스프링 컨테이너라고 한다.
기존에는 개발자가 AppConfig를 이용하여 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만 이제는 스프링 컨테이너를 통해 DI를 한다.
스프링 컨테이너는 @Configuration이 붙은 AppConfig를 설정(구성) 정보로 사용한다. 이 때 @Bean이라 적힌 메소드를 모두 호출하여 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 등록된 객체를 스프링 빈이라고 부른다.
스프링 빈은 @Bean이 붙은 메소드명을 해당 빈의 이름으로 사용한다. (memberService, orderService)
기존에는 개발자가 필요한 객체를 Apponfig를 사용하여 직접 조회했지만 이제 스프링 컨테이너에게 부탁하면 된다. 스프링 빈은 applicationContext.getBean() 메소드를 통해 찾을 수 있다.
이제는 스프링 컨테이너에 스프링 빈을 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었다.
근데 이게 대체 뭐가 좋은걸까?
- 다음 섹션에서 배운다.

사용했던 IntelliJ 단축키 정리

Ctrl + Shift + T: 테스트 자동 생성
Ctrl + E: 최근 사용한 파일 목록을 보여준다.
Ctrl + Alt + M: Extract method - 해당하는 라인을 메소드로 추출
Shift + F10: 마지막으로 실행했던 구성으로 실행

Zion Yu

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섹션 2. 스프링 핵심 원리 이해1 - 예제 만들기

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섹션 3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

스프링 핵심 원리 - 기본편

이번 섹션에서 다룰 것

새로운 할인 정책 개발

`hello.core.discount` 패키지

테스트

새로운 할인 정책 적용과 문제점

이 문제를 어떻게 해결할 것인가?

관심사의 분리

AppConfig 등장

`hello.core` 패키지

`AppConfig` 실행

테스트 오류 수정

정리

`AppConfig` 리팩토링

새로운 구조와 할인 정책 적용

전체 흐름 정리

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

SRP: 단일 책임 원칙

DIP: 의존관계 역전 원칙

OCP: 개방-폐쇄 원칙

IoC, DI 그리고 컨테이너

IoC(Inversion of Control): 제어의 역전

DI(Dependency Injection): 의존관계 주입

정적인 클래스 의존 관계

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

의존관계 주입의 장점

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

스프링으로 전환하기

스프링 컨테이너

사용했던 IntelliJ 단축키 정리

섹션 2. 스프링 핵심 원리 이해1 - 예제 만들기

섹션 4. 스프링 컨테이너와 스프링 빈

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섹션 3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

스프링 핵심 원리 - 기본편

이번 섹션에서 다룰 것

새로운 할인 정책 개발

hello.core.discount 패키지

테스트

새로운 할인 정책 적용과 문제점

이 문제를 어떻게 해결할 것인가?

관심사의 분리

AppConfig 등장

hello.core 패키지

AppConfig 실행

테스트 오류 수정

정리

AppConfig 리팩토링

새로운 구조와 할인 정책 적용

전체 흐름 정리

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

SRP: 단일 책임 원칙

DIP: 의존관계 역전 원칙

OCP: 개방-폐쇄 원칙

IoC, DI 그리고 컨테이너

IoC(Inversion of Control): 제어의 역전

DI(Dependency Injection): 의존관계 주입

정적인 클래스 의존 관계

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

의존관계 주입의 장점

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

스프링으로 전환하기

스프링 컨테이너

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`hello.core.discount` 패키지

`hello.core` 패키지

`AppConfig` 실행

`AppConfig` 리팩토링