스프링 핵심 원리 - 의존관계 자동 주입

의존관계 주입은 크게 4가지 방법이 있다.

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

생성자 주입

• 이름 그대로 생성자를 통해서 의존 관계를 주입 받는 방법

• 특징

  • 생성자 호출 시점에 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;
   }

@Component로 인해 ComponentScan을 할 때 OrderServiceImpl을 스프링 빈에 등록한다.
이 때 OrderServiceImpl의 생성자가 호출되는데 @AutoWired가 있으면 스프링 컨테이너에서 파라미터로 전달받은 MemberRepository, DiscountPolicy를 주입해준다.

생성자가 1개만 있으면 @Autowired를 생략해도 자동주입 된다.

수정자 주입(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 MemberRepository memberRepository;
    private DiscountPolicy discountPolicy;

    @Autowired
    public void setMemberRepository(MemberRepository memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }

    @Autowired
    public void setDiscountPolicy(DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }

필드 주입

• 이름 그대로 필드에 바로 주입하는 방법이다.

• 특징

  • DI 프레임워크가 없으면 아무것도 할 수 없다.

  • 코드가 간결해서 많은 개발자들을 유혹하지만 외부에서 변경이 불가능해서 테스트 하기 힘들 다는 치명적인 단점이 있다.

  • 사용하지 말자!

    • 애플리케이션의 실제 코드와 관계 없는 테스트 코드
    • 스프링 설정을 목적으로 하는 @Configuration 같은 곳에서만 특별한 용도로 사용

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

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

    @Autowired
    public void init(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }

참고: 어쩌면 당연한 이야기이지만 의존관계 자동 주입은 스프링 컨테이너가 관리하는 스프링 빈이어야 동작한다. 스프링 빈이 아닌 Member 같은 클래스에서 @Autowired 코드를 적용해도 아무 기능도 동작하지 않는다.

옵션 처리

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

생성자 주입을 선택해라

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 애플리케이션 종료 시점까지 의존관계를 변경할 일이 없다. 오히려 대부분의 의존관계는 애플리케이션 종료 전까지 변하면 안된다.(불변해야 한다.)
• 수정자 주입을 사용하면, setXXX메서드를 public으로 열어두어야 한다.
• 누군가 실수로 변경할 수 도 있고, 변경하면 안되는 메서드를 열어두는 것은 좋은 설계 방법이 아니다.
• 생성자 주입은 객체를 생성할 때 딱 1번만 호출되므로 이후에 호출되는 일이 없다. 따라서 불변하게 설계할 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 부여하면 된다. 생성자 주입과 수정자 주입을 동시에 사용할 수 있다.
• 항상 생성자 주입을 선택해라! 그리고 가끔 옵션이 필요하면 수정자 주입을 선택해라. 필드 주입은 사용하지 않는게 좋다.

롬복과 최신 트렌드

막상 개발을 해보면, 대부분이 다 불변이고, 그래서 생성자에 final 키워드를 사용하게 된다.
그래서 생성자도 만들어야 하고, 주입 받은 값을 대입하는 코드도 만들어야 한다.
필드 주입처럼 좀 편리하게 사용하는 방법은 없을까?

기존 코드

@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;
    }

Lombok 적용 코드

@Component
@RequiredArgsConstructor
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;

• 롬복 라이브러리가 제공하는 @RequiredArgsConstructor 기능을 사용하면 final이 붙은 필드를 모아서 생성자를 자동으로 만들어준다.

조회 빈이 2개 이상 - 문제

DiscountPolicy의 하위 타입인 FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy 둘 다 스프링 빈으로 선언하면 NoUniqueBeanDefinitionException 오류가 발생한다.

@Autowired 필드 명, @Qualifier, @Primary

조회 대상 빈이 2개 이상일 때 해결 방법

• @Autowired 필드 명 매칭
• @@Qualifier -> @@Qualifier끼리 매칭 -> 빈 이름 매칭
• @Primary 사용

@Autowired는 타입 매칭을 시도하고, 이때 여러 빈이 있으면 필드 이름(파라미터 이름)으로 빈 이름을 추가 매칭한다.

@Autowired 매칭 정리

• 타입 매칭
• 타입 매칭의 결과가 2개 이상일 때 필드 명, 파라미터 명으로 빈 이름 매칭

@Qualifier사용
@Qualifier는 추가 구분자를 붙여주는 방법이다. 주입시 추가적인 방법을 제공하는 것이지 빈 이름을 변경하는 것은 아니다.

@Component
@Qualifier("mainDiscountPolicy")
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;
        }
    }
}

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

    private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;

    @Autowired
    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, @Qualifier("mainDiscountPolicy") DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }

@Qualifier 정리

• @Qualifier끼리 매칭
• 빈 이름 매칭
• NoUniqueBeanDefinitionException 예외 발생(위 두 과정 모두 실패시)

@Primary 사용
@Primary는 우선순위를 정하는 방법이다. @Autowired 시에 여러 빈이 매칭되면 @Primary가 우선권을 가진다.

@Component
@Primary
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;
        }
    }
}

@Primary, @Qualifier 활용
코드에서 자주 사용하는 메인 데이터베이스의 커넥션을 획득하는 스프링 빈이 있고, 코드에서 특별한 기능으로 가끔 사용하는 서브 데이터베이스의 커넥션을 획득하는 스프링 빈이 있다고 생각해보자. 메인 데이터베이스의 커넥션을 획득하는 스프링 빈은 @Primary를 적용해서 조회하는 곳에서 @Qualifier 지정 없이 편리하게 조회하고, 서브 데이터베이스 커넥션 빈을 획득할 때는 @Qualifier를 지정해서 명시적으로 획득 하는 방식으로 사용하면 코드를 깔끔하게 유지할 수 있다. 물론 이때 메인 데이터베이스의 스프링 빈을 등록할 때 @ Qualifier를 지정해주는 것은 상관없다.

우선순위
@Primary는 기본값 처럼 동작하는 것이고, @Qualifier는 매우 상세하게 동작한다. 스프링은 자동보다는 수동이, 넓은 범위의 선택권 보다는 좁은 범위의 선택권이 우선 순위가 높다. 따라서 여기서도 @Qualifier가 우선권이 높다.

조회한 빈이 모두 필요할 때, List, Map

public class AllBeanTest {

    @Test
    void findAllBean() {
        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AutoAppConfig.class, DiscountService.class);

        DiscountService discountService = ac.getBean(DiscountService.class);
        Member member = new Member(1L, "userA", Grade.VIP);
        int discountPrice = discountService.discount(member, 10000, "fixDiscountPolicy");

        assertThat(discountService).isInstanceOf(DiscountService.class);
        assertThat(discountPrice).isEqualTo(1000);

        int rateDiscountPrice = discountService.discount(member, 20000, "rateDiscountPolicy");
        assertThat(rateDiscountPrice).isEqualTo(2000);
    }

    static class DiscountService {
        private final Map<String, DiscountPolicy> policyMap;
        private final List<DiscountPolicy> policies;

        @Autowired
        public DiscountService(Map<String, DiscountPolicy> policyMap, List<DiscountPolicy> policies) {
            this.policyMap = policyMap;
            this.policies = policies;

            System.out.println("policyMap = " + policyMap);
            System.out.println("policies = " + policies);
        }

        public int discount(Member member, int price, String discountCode) {
            DiscountPolicy discountPolicy = policyMap.get(discountCode);
            return discountPolicy.discount(member, price);
        }
    }
}

• DiscountService는 Map으로 모든 DiscountPolicy를 주입받는다. 이때 fixDiscountPolicy, rateDiscountPolicy가 주입된다.

• discount() 메서드는 discountCode로 map에서 스프링 빈을 찾아서 실행한다.

• Map<String, DiscountPolicy>: map의 키에 스프링 빈의 이름을 넣어주고, 그 값으로 DiscountPolicy 타입으로 조회한 모든 스프링 빈을 담아준다.

• List: DiscountPolicy 타입으로 조회한 모든 스프링 빈을 담아준다.

• 만약 해당하는 타입의 스프링 빈이 없으면, 빈 컬렉션이나 Map을 주입한다.

자동, 수동의 올바른 실무 운영 기준

편리한 자동 기능을 기본으로 사용하자

그럼 수동 빈 등록은 언제 사용하면 좋을까?

애플리케이션은 크게 업무 로직과 기술 지원 로직으로 나눌 수 있다.

• 업무 로직 빈: 웹을 지원하는 컨트롤러, 핵심 비즈니스 로직이 있는 서비스, 데이터 계층의 로직을 처리하는 리포지토리등이 모두 업부 로직이다. 보통 비즈니스 요구사항을 개발할 때 추가되거나 변경된다.

• 기술 지원 빈: 기술적인 문제나 공통 관심사(AOP)를 처리할 때 주로 사용된다. 데이터베이스 연결이나, 공통 로그 처리 처럼 업무 로직을 지원하기 위한 하부 기술이나 공통 기술들이다.

• 업무 로직은 숫자도 매우 많고, 한번 개발해야 하면 컨트롤러, 서비스, 리포지토리 처럼 어느정도 유사한 패턴이 있다. 이런 경우 자동 기능을 적극 사용하는 것이 좋다. 보통 문제가 발생하도 어떤 곳에서 문제가 발생했는지 명확하게 파악하기 쉽다.

• 기술 지원 로직은 업무 로직과 비교해서 그 수가 매우 적고, 보통 애플리케이션 전반에 걸쳐서 광범위하게 영향을 미친다. 그리고 업무 로직은 문제가 발생했을 때 어디가 문제인지 명확하게 잘 드러나지만, 기술 지원 로직은 적용이 잘 되고 있는지 아닌지 조차 파악하기 어려운 경우가 많다. 그래서 이런 기술 지원 로직들은 가급적 수동 빈 등록을 사용해서 명확하게 드러내는 것이 좋다.

  애플리케이션에 광범위하게 영향을 미치는 기술 지원 객체는 수동 빈으로 등록해서 설정 정보에 바로 나타나게 하는 것이 유지보수 하기 좋다.

  비즈니스 로직 중 다형성을 적극 활용할 때
  위 List, Map 코드를 보면 어떤 빈들이 주입될 지, 각 빈들의 이름은 무엇일지 코드만 보고 한번에 쉽게 파악하기란 어렵다. 내가 개발했으니 크게 관계가 없지만, 만약 이 코드를 다른 개발자가 개발해서 나에게 준 것이라면 어떨까?
  이런 경우 수동 빈으로 등록하거나 또는 자동으로하면 특정 패키지에 같이 묶어두는게 좋다. 핵심은 딱 보고 이해가 되어야 한다.

  

  이 설정 정보만 봐도 한눈에 빈의 이름은 물론이고, 어떤 빈들이 주입될지 파악할 수 있다. 그래도 빈 자동 등록을 사용하고 싶으면 파악하기 좋게 DiscountPolicy의 구현 빈들만 따로 모아서 특정 패키지에 모아두자

  참고자료: 스프링 핵심 원리 - 기본편(인프런 김영한)