의존관계 자동 주입 - 1

인프런 김영한님의 강의 '스프링 핵심 원리 - 기본편'의 강의 내용을 참고하여 작성한 글입니다.

다양한 의존관계 주입 방법

의존관계 주입은 크게 4가지 방법이 있다.

• 생성자 주입
• 수정자 주입(setter 주입)
• 필드 주입
• 일반 메서드 주입

생성자 주입

• 이름 그대로 생성자를 통해서 의존관계를 주입 받는 방법이다.
• 지금까지 우리가 진행했던 방법이 바로 생성자 주입이다.
• 특징
  • 생성자 호출시점에 딱 1번만 호출되는 것이 보장된다.
  • 불변, 필수 의존관계에 사용

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
	private final MemberRepository memberRepository;
	private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
	@Autowired
	public OrderServiceImpl (MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
	this.memberRepository = memberRepository;
	this.discountPolicy = discountPolicy;
	}
}

중요! 생성자가 딱 1개만 있으면 @Autowired를 생략해도 자동 주입 된다. 물론 스프링 빈에만 해당한다.

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
	private final MemberRepository memberRepository;
	private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
//    @Autowired
	public OrderServiceImpl (MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
	this.memberRepository = memberRepository;
	this.discountPolicy = discountPolicy;
	}
}

수정자(setter) 주입

• setter라 불리는 필드의 값을 변경하는 수정자 메서드를 통해서 의존관계를 주입하는 방법이다.
• 특징
  • 선택, 변경 가능성이 있는 의존관계에 사용
  • 자바빈 프로퍼티 규약의 수정자 메서드 방식을 사용하는 방법이다.

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
	private final MemberRepository memberRepository;
	private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
	@Autowired
	public void setMemberRepository (MemberRepository memberRepository) {
    this.memberRepository = memberRepository;
	}
    
    @Autowired
	public void setDiscountPolicy (DiscountPolicy discountPolicy) {
    this.discountPolicy = discountPolicy;
	}
}

참고: @Autowired의 기본 동작은 주입할 대상이 없으면 오류가 발생한다. 주입할 대상이 없어도 동작하게 하려면 @Autowired(required = false)로 지정하면 된다.

참고: 자바빈 프로퍼티, 자바에서는 과거부터 필드의 값을 직접 변경하지 않고, setXxx, getXxx라는 메서드를 통해서 값을 변경하고 읽는 규칙을 만들었는데, 이것이 자바빈 프로퍼티 규약이다. 더 자세한 내용이 궁금하면 자바빈 프로퍼티로 검색해보자.

자바빈 프로퍼티 규약 예시

class Data {
	private age;
    
    public void setAge(int age) {
    	this.age = age;
    }
    
    public int getAge() {
    	return age;
    }
}

필드 주입

• 이름 그대로 필드에 바로 주입하는 방법이다.
• 특징
  • 코드가 간결해서 많은 개발자들을 유혹하지만 외부에서 변경이 불가능해서 테스트 하기 힘들다는 치명적인 단점이 있다.
  • DI 프레임워크가 없으면 아무것도 할 수 없다.
  • 사용하지말자!
    • 어플리케이션의 실제 코드와 관계없는 테스트 코드
    • 스프링 설정을 목적으로 하는 @Configuration 같은 곳에서만 특별한 용도로 사용

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

	@Autowired
	private final MemberRepository memberRepository;
    
    @Autowired
	private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
}

참고: 순수한 자바 테스트 코드에는 당연히 @Autowired가 동작하지 않는다. @SpringBootTest처럼 스프링 컨테이너를 테스트에 통합한 경우에만 가능하다.

참고: 다음 코드와 같이 @Bean에서 파라미터에 의존관계는 자동 주입된다. 수동 등록시 자동 등록된 빈의 의존관계가 필요할 때 문제를 해결할 수 있다.

@Bean
OrderService orderService(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
	new OrderServiceImpl (memberRepository, discountPolicy);
}

일반 메서드 주입

• 일반 메서드를 통해서 주입 받을 수 있다.
• 특징
  • 한번에 여러 필드를 주입 받을 수 있다.
  • 일반적으로 잘 사용하지 않는다.

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
	private final MemberRepository memberRepository;
	private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
	@Autowired
	public void init (MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
	this.memberRepository = memberRepository;
	this.discountPolicy = discountPolicy;
	}
}

참고: 당연한 이야기지만 의존관계 자동 주입은 스프링 컨테이너가 관리하는 스프링 빈이어야 동작한다. 스프링 빈이 아닌 Member같은 클래스에서 @Autowired코드를 적용해도 아무 기능도 동작하지 않는다.

옵션 처리

주입할 스프링 빈이 없어도 동작해야 할 때가 있다.
그런데 @Autowired만 사용하면 required옵션의 기본값이 true로 되어 있어서 자동 주입 대상이 없으면 오류가 발생한다.

자동 주입 대상을 옵션으로 처리하는 방법은 다음과 같다.

• @Autowired(required = false): 자동 주입할 대상이 없으면 수정자 메서드 자체가 호출 안됨
• org.springframework.lang.@Nullabe: 자동 주입할 대상이 없으면 null이 입력된다.
• Optional<>: 자동 주입할 대상이 없으면 Optional.empty가 입력된다.

예제로 확인해보자.
예제코드 - 테스트

package hello.core.autowired;

import hello.core.member.Member;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.lang.Nullable;

import java.util.Optional;

public class AutowiredTest {

    @Test
    void AutowiredOption(){
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestBean.class);
    }

    static class TestBean {

        @Autowired (required = false)
        public void setNoBean1(Member noBean1){
            System.out.println("noBean1 = " + noBean1);
        }

        @Autowired
        public void setNoBean2(@Nullable Member noBean2){
            System.out.println("noBean2 = " + noBean2);
        }

        @Autowired
        public void setNoBean3(Optional<Member> noBean3){
            System.out.println("noBean3 = " + noBean3);
        }
    }
}

• Member는 스프링 빈이 아니므로 컨테이너에 등록되어있지 않다.
• 따라서 @Autowired로 Member를 주입 받고 싶어도 등록되어 있지 않으므로 등록할 수 가 없는 상황이다.
• 여기서 @Autowired (required = false)로 해주면 메서드 호출 자체가 안된다.

출력결과

noBean3 = Optional.empty
noBean2 = null

• required = false를 하면 주입할 대상이 없는 경우 메서드 자체가 실행되지 않음
• @Nullabe을 붙여주면 주입할 대상이 없는 경우 null처리를 해준다.
• Optional<T>를 해주면 주입할 대상이 없는 경우 Optional.empty를 반환한다.

참고: @Nullable, Optional은 스프링 전반에 걸쳐서 지원된다. 예를 들어서 생성자 자동 주입에서 특정 필드에만 사용해도 된다.

생성자 주입을 선택하라!

과거에는 수정자 주입과 필드 주입을 많이 사용했지만, 최근에는 스프링을 포함한 DI 프레임워크 대부분이 생성자 주입을 권장한다. 그 이유는 다음과 같다.

불변

• 대부분의 의존관계 주입은 한번 일어나면 어플리케이션 종료 시점까지 의존관계를 변경할 일이 없다. 오히려 대부분의 의존관계는 어플리케이션 종료 전까지 변하면 안된다.
• 수정자 주입을 사용하면, setXxx메서드를 public으로 열어두어야한다. 이때 누군가 실수로 변경할 수도 있고, 변경하면 안되는 메서드를 열어두는 것은 좋은 설계방법이 아니다.
• 생성자 주입은 객체를 생성할 때 딱 1번만 호출되므로 이후에는 호출되는 일이 없다. 따라서 불변하게 설계할 수 있다.

누락
프레임워크 없이 순수한 자바 코드를 단위 테스트 하는 경우에 다음과 같이 수정자 의존관계인 경우

public class OrderServiceImpl implements OrderService {

	private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
    @Autowired
    public void setMemberRepository(MemberRepository memberRepository) {
    	this.memberRepository = memberRepository;
    }
    
    @Autowired
    public void setDiscountPolicy(DiscountPolicy discountPolicy) {
    	this.discountPolicy = discountPolicy;
    }
    // ...
}

• @Autowired가 프레임워크 안에서 동작할 때는 의존관계가 없으면 오류가 발생하지만, 지금은 프레임워크 없이 순수한 자바 코드로만 단위 테스트를 수행하고 있다.

이렇게 테스트를 하면 실행은 된다.

@Test
void createOrder() {
	OrderServiceImple orderService = new OrderServiceImpl();
    orderService.createOrder(1L, "itemA", 10000);
}

그런데 막상 실행결과는 NPE(null pointer exception)이 발생하는데, memberRepository, discountPolicy 모두 의존관계 주입이 누락되었기 때문이다. 프레임워크를 사용할 때는 setXxx를 자동으로 실행하여 의존관계를 주입해주지만 순수한 자바코드에서는 수정자가 실행될 이유가 없기 때문에 NPE가 발생한다.
하지만 생성자 주입을 사용하면 다음처럼 주입 데이터를 누락했을 때 컴파일 오류가 발생한다. 왜냐하면 객체를 생성하기 위해서는 반드시 생성자를 실행해야하는데 이때 주입 받을 값이 없기때문이다. 그리고 IDE에서 바로 어떤 값을 필수로 주입해야 하는지 알 수 있다.

final 키워드
생성자 주입을 사용하면 필드에 final키워드를 사용할 수 있다. 그래서 생성자에 혹시라도 값이 설정되지 않는 오류를 컴파일 시점에서 막아준다. 다음 코드를 보자

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

	private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
    @Autowired
    public OrderServiceImple(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
    this.memberRepository = memberRepository;
    }
    // ...
}

• 잘보면 필수 필드인 discountPolicy에 값을 설정해야하는데, 이 부분이 누락되었다. 자바는 컴파일 시점에 다음 오류를 발생시킨다.
• java: variable discountPolicy might not have been initialized
• 기억하자! 컴파일 오류는 세상에서 가장 빠르고 좋은 오류다!!

참고: 수정자 주입을 포함한 나머지 주입 방식은 모두 생성자 이후에 호출되므로, 필드에 final키워드를 사용할 수 없다. 오직 생성자 주입 방식만 final키워드를 사용할 수 있다.

정리

• 생성자 주입 방식을 선택하는 이유는 여러가지가 있지만, 프레임워크에 의존하지 않고, 순수한 자바 언어의 특징을 잘 살리는 방법이기도 하다.
• 기본으로 생성자 주입을 사용하고, 필수 값이 아닌 경우에는 수정자 주입 방식을 옵션으로 부여하면된다. 생성자 주입과 수정자 주입을 동시에 사용할 수 있다.
• 항상 생성자 주입을 선택해라! 그리고 가끔 옵션이 필요하면 수정자 주입을 선택해라. 필드 주입은 사용하지 않는게 좋다.