스프링 AOP

AOP 소개 - 핵심 기능과 부가 기능

핵심 기능과 부가 기능

애플리케이션 로직은 크게 핵심 기능과 부가 기능으로 나눌 수 있다.

• 핵심 기능은 해당 객체가 제공하는 고유의 기능이다. OrderService의 핵심 기능은 주문 로직
• 부가기능 핵심 기능을 보조하기 위해 제공되는 기능. ex) 로그 추적 기술, 트랜잭션 기능

여러 곳에서 공통으로 사용하는 부가 기능

보통 부가 기능은 여러 클래스에 걸쳐서 함께 사용된다. 모든 애플리케이션 호출을 로깅해야 하는 요구사항을 생각해 보자. 이러한 부가 기능은 횡단 관심하가 된다.
하나의 부가 기능이 여러 곳에서 동일하게 사용된다.

부가 기능 적용 문제
부가 기능을 적용해야 하는 클래스가 100개면 100개 모두 동일한 코드를 추가해야한다.

• 부가 기능이 구조적으로 단순 호출이 아니라 try~catch~finally 같은 구조가 필요하다면 더욱 복잡해진다.
• 만약 부가 기능에 수정이 발생하면, 100개의 클래스 모두를 하나씩 찾아가면서 수정해야 한다.

부가 기능처럼 특정 로직을 애플 리케이션 전반에 적용하는 문제는 일반적인 OOP 방식으로는 해결이 어렵다.

AOP 소개 - 애스펙트

핵심 기능과 부가 기능을 분리

OOP 방식의 문제점을 해결하기 위해서 부가 기능을 핵심 기능에서 분리하고 한 곳에서 관리하도록 했다. 또한 부가 기능과 부가 기능을 어디에 적용할지 선택하는 기능을 합해서 하나의 모듈로 만들 었는데
이것이 바로 애스펙트(aspect) 이다.

애스펙트는 우리말로 해석하면 관점이라는 뜻인데, 이름 그대로 애플리케이션을 바라보는 관점을 하나하나의 기능에서 횡단 관심사(cross-cutting concerns) 관점으로 달리 보는 것이다.

AOP(Aspect-Oriented Programming)란 애스펙트를 사용한 프로그래밍 방식을 관점 지향 프로그래밍이라 한다.

원하는 곳에 부가 기능 적용

AspectJ 프레임워크
AOP의 대표적인 구현으로 AspectJ 프레임워크(https://www.eclipse.org/aspectj/)가 있다.
물론 스프링도 AOP를 지원하지만 대부분 AspectJ의 문법을 차용하고, AspectJ가 제공하는 기능의 일부만 제공한다.

AspectJ 프레임워크 특징

• 자바 프로그래밍 언어에 대한 완벽한 관점 지향 확장
• 횡단 관심사의 깔끔한 모듈화
  • 오류 검사 및 처리
  • 동기화
  • 성능 최적화(캐싱)
  • 모니터링 및 로깅

AOP 적용 방식

AOP를 사용하면 핵심 기능과 부가 기능이 완전 분리되어 관리된다.
그렇다면 AOP를 사용할 때 부가 기능 로직은 어떤 방식으로 실제 로직에 추가될 수 있을까?

3가지 방법

• 컴파일 시점 : AspectJ 컴파일러 사용한 직접적인 방식
• 클래스 로딩 시점 : 클래스 로더 조작기를 사용한 직접적인 방식
• 런타임 시점 : 프록시 사용

1. 컴파일 시점

컴파일 타임 - 위빙

자바 코드가 컴파일 되는 시점에 AspectJ 컴파일러를 사용해 직접적으로 부가 기능을 적용하는 방식

• .java 소스 코드를 컴파일러를 사용해 .class 를 만드는 시점에 부가 기능 로직을 추가할 수 있다.
• AspectJ가 제공하는 특별한 컴파일러를 사용
  • AspectJ 컴파일러는 Aspect를 확인해서 해당 클래스가 적용 대상인지 먼저 확인

단점

• 컴파일 시점에 부가 기능을 적용하려면 특별한 컴파일러도 필요하고 복잡

2. 클래스 로딩 시점

.class 를 JVM에 저장하기 전에 바이트 코드를 조작해 JVM에 저장

• 수 많은 모니터링 툴들이 이 방식을 사용
• 자바를 실행하면 자바 언어는 .class 파일을 JVM 내부의 클래스 로더에 보관
  • 이 때 중간에서 .class 파일을 조작한 다음 JVM에 올린다.
• 이 시점에 애스 펙트를 적용하는 것을 로드 타임 위빙이라 함.

클래스 로딩 시점 - 단점
로드 타임 위빙은 자바를 실행할 때 특별한 옵션( java -javaagent )을 통해 클래스 로더 조작기를 지정해야 하는 데, 이 부분이 번거롭고 운영하기 어렵다.

3. 런타임 시점

런타임 시점은 컴파일도 다 끝나고, 클래스 로더에 클래스도 다 올라가서 이미 자바가 실행되고 난 다음

• 자바의 메인( main ) 메서드가 이미 실행된 다음
  • 자바 언어가 제공하는 범위 안에서 부가 기능을 적용
  • 프록시를 통해 스프링 빈에 부가 기능을 적용해야 한다.

부가 기능이 적용되는 차이점

모두 핵심 기능과 부가 기능을 분리해 관리 된다 하지만 다음과 같은 차이가 있다.

• 컴파일 시점: 실제 대상 코드에 애스팩트를 통한 부가 기능 호출 코드가 포함된다. AspectJ를 직접 사용해야 한다.
• 클래스 로딩 시점: 실제 대상 코드에 애스팩트를 통한 부가 기능 호출 코드가 포함된다. AspectJ를 직접 사용해야 한다.
• 런타임 시점: 실제 대상 코드는 그대로 유지된다. 대신에 프록시를 통해 부가 기능이 적용된다. 따라서 항상 프록 시를 통해야 부가 기능을 사용할 수 있다. 스프링 AOP는 이 방식을 사용한다.

AOP 적용 위치

AOP는 지금까지 학습한 메서드 실행 위치 뿐만 아니라 다음과 같은 다양한 위치에 적용이 가능

• 적용 가능 지점(조인 포인트): 생성자, 필드 값 접근, static 메서드 접근, 메서드 실행
  • 이렇게 AOP를 적용할 수 있는 지점을 조인 포인트(Join point)
• AspectJ를 사용해서 컴파일 시점과 클래스 로딩 시점에 적용하는 AOP는 바이트코드를 실제 조작
• 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점에만 AOP를 적용
  • 프록시는 메서드 오버라이딩 개념으로 동작한다. 따라서 생성자나 static 메서드, 필드 값 접근에는 프록시 개념이 적용될 수 없다.
  • 스프링 AOP의 조인 포인트는 메서드 실행으로 제한
• 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 스프링 컨테이너가 관리할 수 있는 스프링 빈에만 AOP를 적용

용어 정리

• 조인 포인트(Join point)
  • 어드바이스가 적용될 수 있는 위치, 메소드 실행, 생성자 호출, 필드 값 접근, static 메서드 접근 같은 프로 그램 실행 중 지점
  • 조인 포인트는 추상적인 개념이다. AOP를 적용할 수 있는 모든 지점이라 생각하면 된다.
  • AOP는 프록시 방식을 사용하므로 조인 포인트는 항상 메소드 실행 지점으로 제한된다.
• 포인트컷(Pointcut)
  • 조인 포인트 중에서 어드바이스가 적용될 위치를 선별하는 기능
  • 주로 AspectJ 표현식을 사용해서 지정
  • 프록시를 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점만 포인트컷으로 선별 가능
• 타켓(Target)
  • 어드바이스를 받는 객체, 포인트컷으로 결정
• 어드바이스(Advice) 부가 기능
  • 특정 조인 포인트에서 Aspect에 의해 취해지는 조치
  • Around(주변), Before(전), After(후)와 같은 다양한 종류의 어드바이스가 있음
• 애스펙트(Aspect)
  • 어드바이스 + 포인트컷을 모듈화 한 것
  • @Aspect 를 생각하면 됨
  • 여러 어드바이스와 포인트 컷이 함께 존재
• 어드바이저(Advisor)
  • 하나의 어드바이스와 하나의 포인트 컷으로 구성 스프링 AOP에서만 사용되는 특별한 용어
• 위빙(Weaving)
  • 포인트컷으로 결정한 타켓의 조인 포인트에 어드바이스를 적용하는 것 위빙을 통해 핵심 기능 코드에 영향을 주지 않고 부가 기능을 추가 할 수 있음
  • AOP 적용을 위해 애스펙트를 객체에 연결한 상태
    • 컴파일 타임(AspectJ compiler)
    • 로드 타임
    • 런타임, 스프링 AOP는 런타임, 프록시 방식
• AOP 프록시
  • AOP 기능을 구현하기 위해 만든 프록시 객체, 스프링에서 AOP 프록시는 JDK 동적 프록시 또는 CGLIB 프록시이다.