(스프링 기본) 1. 객체 지향 설계와 스프링

이 글은 김영한 님의 스프링 핵심 원리 - 기본편 강좌 수강 후 정리한 글입니다.

(https://www.inflearn.com/course/스프링-핵심-원리-기본편/dashboard)

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

 

스프링이란?

1. 스프링 생태계

 

2. 스프링 프레임워크

핵심 기술 : 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트 등

웹 기술 : 스프링 MVC, 스프링 WebFlux

데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
기술 통합: 캐시, 이메일, 원격 접근, 스케줄링
테스트: 스프링 기반 테스트 지원
언어: 코틀린, 그루비
※ 최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용한다.

 

3. 스프링 부트

위에서 말했듯이 스프링을 편리하게 사용할 수 있도록 지원해주며, 최근에는 기본으로 사용한다.
단독으로 실행할 수 있는 스프링 애플리케이션을 쉽게 생성할 수 있다.
Tomcat 같은 웹 서버를 내장해서 별도의 웹 서버를 설치하지 않아도 된다.
손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성을 제공한다.
스프링과 3rd parth(외부) 라이브러리 자동으로 구성한다.
메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능을 제공한다.
관례에 의한 간결한 설정을 가능하게 한다.

 

4. 스프링 단어?

스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다음과 같은 세 가지의 다른 의미로 사용된다.
• 스프링 DI 컨테이너 기술
• 스프링 프레임워크
• 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계

 

5. 스프링의 진짜 핵심

스프링은 객체 지향 언어인 자바 언어 기반의 프레임워크이다.

스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크이다.
스프링은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크이다.

 

좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

1. 객체 지향 특징

추상화 : 객체들의 공통적인 속성과 기능과 같은 필요한 정보를 중심으로 간소화하는 것을 말한다.

캡슐화 : 추상화를 통해 정의한 객체에 그 객체가 필요로 하는 데이터와 메소드를 그룹화하여 주는 것을 말한다.

상속 : 상위 클래스의 기능을 하위 클래스가 사용할 수 있게 함으로써 중복되는 코드의 재사용성을 보장하는 것을 말한다.

다형성 : 객체 간 관계를 프로그래밍할 때 이 관계를 유연하게 해주는 특징을 말한다.

 

2. 객체 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 여러 개의 독립된 단위, 즉 객체들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다.

각각의 객체들은 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력)

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게(컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경) 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 사용된다.

 

3. 다형성의 실세계 비유

역할(Interface)과 구현(Interface를 구현한 Class)으로 세상을 구분한다.

역할과 구현을 구분하였으므로 클라이언트에게 영향을 주지 않고 기능을 추가하거나 변경할 수 있다.

ex) ● 운전자 - 자동차 관계

 

원래 운전하던 차를 바꾸거나 새로운 차가 출시되어도 운전자(client)는 그대로 운전할 수 있다. 즉 client에게 영향을 주지 않는다.

 

●  공연 무대 (로미오 - 줄리엣 관계)

로미오를 연기하던 배우가 변경되더라도 줄리엣을 연기하던 배우(client)는 원래 대본대로 연기하면 된다. 즉 client에게 영향을 주지 않는다.

 

● 키보드, 마우스, 세상의 표준 인터페이스들

● 정렬 알고리즘

● 할인 정책 로직

 

4. 역할과 구현을 분리

역할과 구현을 구분하면 세상이 단순해지고, 유연 해지며 변경 또한 편리해진다.

역할과 구현을 분리할 때 클라이언트의 관점에서 보면,

• 클라이언트는 대상의 역할(Interface)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.

자바 언어의 관점에서 보면,

• 역할(Interface)과 구현(Interface를 구현한 Class)을 분리하여 자바 언어의 다형성을 활용할 수 있다.
• 객체를 설계할 때 역할을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체를 만들어서 명확히 분리하여야 한다.

5. 자바 언어의 다형성

 

오버라이딩은 자바 기본 문법으로, 오버라이딩된 메소드가 실행된다.

한 클래스가 같은 인터페이스를 상속하면서도 그 내부의 기능을 유연하게 변경하는 것을 오버라이딩이라고 한다.

다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.

위의 그림처럼 클라이언트의 요청에 따라 다양하고 유연하게 서버의 구현 기능을 변경할 수 있어야 한다.

 

6. 다형성의 본질

인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체 사이의 관계에서 시작해야 한다.
클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

 

7. 역할과 구현을 분리하는 것의 장점 및 한계

 

장점

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음
• 유연하고, 변경이 용이
• 확장 가능한 설계
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능

 

한계

• 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

 

8. 스프링과 객체 지향

결국 가장 중요한 것은 다형성이다. 스프링은 중요한 다형성을 극대화하여 이용할 수 있게 도와주는 프레임워크이다.

스프링에서 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용하여 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.

스프링을 사용함으로써 레고 블록 조립하듯이, 공연의 배우를 선택하듯이 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

 

좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

클린 코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)을 정리했는데 다음과 같다.

• SRP : 단일 책임 원칙(Single Responsibility Principle)
• OCP : 개방-폐쇄 원칙 (Open-Close Principle)
• LSP : 리스코프 치환 원칙 (Liskov Subtitution Principle)
• ISP : 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle) 
• DIP : 의존관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

 

1. SRP 단일 책임 원칙

한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 지킨 것이다.

 

2. OCP 개방-폐쇄 원칙

소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다. 자바의 다형성을 활용해야 한다.

인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현할 수 있다.

다만 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 하므로 OCP 원칙이 깨지게 된다. 이 문제를 해결하기 위해서 객체를 생성하고 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요한데 이를 스프링이 제공한다.

 

3. LSP 리스코프 치환 원칙

프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.

하위 클래스는 인터페이스의 규약을 다 지켜야 한다. 인터페이스를 구현한 객체를 믿고 사용하려면 이 원칙이 필요하다.

 

4. ISP 인터페이스 분리 원칙

특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.

분리하면 인터페이스 하나가 변해도 클라이언트에게 영향을 주지 않는다.

인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

 

5. DIP 의존관계 역전 원칙

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

구현 클래스에 의존하지 말고, 앞에서 말한 역할인 인터페이스에 의존해야 한다.

인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있으며, 구현체에 의존하게 되면 변경이 매우 어려워진다. 

MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();

 

하지만 위의 코드처럼 MemberRepository 클라이언트가 MemoryMemberRepository라는 구현 클래스를 직접 선택하게 되면서 인터페이스에도 의존하고 구현 클래스에도 의존하게 되기도 한다. 이는 DIP 위반이다.

 

6. 정리

객체 지향의 핵심은 다형성이다. 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없고, 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경되고 그렇기 때문에 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다.

 

객체 지향 설계와 스프링

1. 스프링 이야기에 왜 객체 지향 이야기가 나오는가?

위에서 말한 OCP와 DIP를 지키는 것을 가능하게 하기 위하여 스프링은 DI(의존성 주입)와 DI 컨테이너를 제공한다.

이를 통해 클라이언트 코드의 변경 없이 기능을 확장할 수 있다.

 

2. 스프링이 없던 시절로

옛날 스프링이 없던 시절의 개발자가 좋은 객체 개발을 위해 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 해보니 너무 할 일이 많아져서 프레임워크로 만들어버리는 결정을 하게 된다.

순수하게 자바로 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 하다 보면, 결국 스프링 프레임워크를 만들게 된다. (특히 DI 컨테이너)

 

정리

모든 설계에 역할과 구현을 분리해야 한다. (자동차와 공연처럼)

역할만 만들어두고, 구현은 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계다.

이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여해야 한다.

 

하지만 실무적 관점에서 볼 때 인터페이스를 도입하면 추상화(구현 코드를 한 번에 확인할 수 없음)라는 비용이 발생한다. 
기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링 해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.