Spring

[WIL] 🍃 의존성 주입(DI)과 제어의 역전(IoC) 그리고 스프링 빈(Spring Bean)

📌 Intro

항해99를 시작한지 이제 4주차가 된다. 3주차 주특기 입문에서 처음으로 Spring을 사용해봤다. Spring이 어렵다고 이야기만 들었는데 생각보다 너무 편하다. 하지만 편한만큼 내부적으로 어떻게 동작하는지 잘 이해가가지 않는 단점이 있다. 이제 Spring을 제대로 공부할 시간이 4주차 5주차 2주간의 시간이 남았는데 인프런의 Spring강의를 구매해서 들어볼까 고민중이다.
Spring에서 중요한 개념 3가지를 한 번 정리해볼까한다.

1. DI(의존성 주입)

의존성 주입( Dependency Injection ) : 하나의 객체가 다른 객체의 의존성을 제공하는 테크닉이다.

의존성 주입의 의도는 객체의 생성과 사용의 관심을 분리하는 것이다. 이는 가독성과 코드 재사용을 높혀준다.
의존성 주입은 아래와 같은 문제를 해결한다.
- 어떻게 애플리케이션이나 클래스가 객체의 생성 방식과 독립적일 수 있는가?
- 어떻게 객체의 생성 방식을 분리된 구성 파일에서 지정할 수 있는가?
- 어떻게 애플리케이션이 다른 구성을 지원할 수 있는가?
프로그램 디자인이 결합도를 느슨하게 되도록하고 의존관계 역전 원칙과 단일 책임 원칙을 따르도록 클라이언트(수신객체)의 생성에 대한 의존성을 클라이언트의 행위로부터 분리하는 것이다.
의존성 주입의 기본 단위인 주입은 새롭거나 관습적인 메커니즘이 아니다. "매개변수 전달"과 동일하게 동작한다.

서비스를 사용하려는 클라이언트(수신 객체)가 해당 서비스의 구성방법을 알 필요가 없게 하는 것.
의존성 주입은 프레임워크가 아닌 디자인 패턴, IoC 방법 중 하나.
의존성 주입은 컴파일타임이 아닌 런타임에 종속성을 해결하는 데 사용됨.
무언가를 쉽게 교체할 수 있게 만들어준다.

장점

모듈들을 쉽게 교체할 수 있는 구조 -> 테스팅이 쉽고 마이그레이션하기도 쉽다.
구현할 때 추상화 레이어를 넣고 이를 기반으로 구현체를 넣어주기 때문에 어플리케이션 의존성 방향이 일관되고, 어플리케이션을 쉽게 추론 가능. 👉🏻 모듈 간 관계가 조금 더 명확해짐.

단점

모듈들의 분리가 증가 -> 클래스 수 증가 -> 복잡성이 증가됨.
복잡성이 증가됨에 따라 약간의 런타임 페널티가 생기기도 한다.
종속성은 런타임에서 해결되기 때문에 종속성 오류는 컴파일 시간에 포착할 수 없다.

의존성 주입 사용법

Lombok없이

@Controller
public class MemberController {

    private final MemberService memberService;

    @Autowired
    public MemberController(MemberService memberService) {
        this.memberService = memberService;
    }

    @PostMapping("members/new")
    public String create(MemberForm form){
        Member member = new Member();
        member.setName(form.getName());
        memberService.join(member);
        return "redirect:/";
    }
}

클라이언트(수신객체)에 사용할 memberService를 private final 키워드를 사용해 선언.

생성자로 의존성 주입 후 해당 메소드 위에 @Autowired 어노테이션 추가

    public MemberController(MemberService memberService) {
        this.memberService = memberService;
    }

Lombok활용

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class PostController {
    private final PostRepository postRepository;
    private final PostService postService;

    @PostMapping("/posts")
    public Post createPost(@RequestBody PostRequestDto requestDto){
        Post post = new Post(requestDto);
        return postRepository.save(post);
    }
}

클라이언트(수신객체)에 사용할 postRepository, postService를 private final 키워드를 사용해 선언.
Controller 클래스 위에 @RequiedArgsConstructor 어노테이션 추가만 해주면 됨.

2. IoC(제어의 역전)

제어의 역전( Inversion of Control ) : 프로그래머가 작성한 프로그램이 재사용 라이브러리의 흐름 제어를 받게 되는 소프트웨어 디자인 패턴을 말한다.

제어의 역전은 의존성 주입의 상위 개념이다.
Spring Container가 필요에 따라 개발자 대신 Bean들을 관리(제어)해주는 행위
- Spring Container는 기본적으로 싱글톤 패턴의 객체 생성을 지향한다.
- 별도로 설정하지 않으면 모든 컨테이너 안의 빈(Bean) 객체는 딱 하나만 생성되어 계속 재사용된다. Why? 내부 데이터가 바뀌지 않는 객체들을 여러 개 생성해서 사용하는 것은 자원 낭비이기 때문이다.
- 그래서 스프링 컨테이너를 싱글톤 관리 컨테이너라고 부르는 사람들도 있는 것 같다.
일반적인 상황에서는 개발자가 직접 객체를 제어해야 했다. new 연산자를 통해 객체를 생성하고, 객체의 의존성을 맺어주고, 초기화를 해주고 등등..
Spring 에서는 xml파일 또는 어노테이션 방식으로 스프링 컨테이너에 Bean(객체)를 등록하기만 하면, 스프링 컨테이너에서 Bean의 생명주기(생성 -> 의존성 설정 -> 초기화 -> 소멸)를 전부 관리해준다.
즉, 객체에 대한 제어권이 컨테이너로 역전되기 때문에 제어의 역전이라고 하는 것

일반적으로 처음에 배우는 자바 프로그램에서는 각 객체들이 프로그램의 흐름을 결정하고 각 객체를 직접 생성하고 조작하는 작업(객체를 직접 생성하여 메소드 호출)을 했다. 즉, 모든 작업을 사용자가 제어하는 구조였다.

예를 들어 A 객체에서 B 객체에 있는 메소드를 사용하고 싶으면, B 객체를 직접 A 객체 내에서 생성하고 메소드를 호출한다.

하지만 IOC가 적용된 경우, 객체의 생성을 특별한 관리 위임 주체에게 맡긴다. 이 경우 사용자는 객체를 직접 생성하지 않고, 객체의 생명주기를 컨트롤하는 주체는 다른 주체가 된다.

즉, 사용자의 제어권을 다른 주체에게 넘기는 것을 IOC(제어의 역전) 라고 합니다.

장점

개발자는 객체 관리에 덜 신경쓸 수 있게 된다.
약한 결합을 이용하여 객체 간 의존 관계를 쉽게 변경할 수 있다.
결과적으로 코드의 재사용성과 유지보수성을 높인다.

3. Spring Bean(스프링 빈)

스프링 빈(Spring Bean) : Spring IoC 컨테이너가 관리하는 자바 객체를 말한다.

우리가 알던 기존의 Java Programming 에서는 Class를 생성하고 new를 입력하여 원하는 객체를 직접 생성한 후에 사용했었다.
하지만 Spring에서는 직접 new를 이용하여 생성한 객체가 아니라, Spring에 의하여 관리당하는 자바 객체를 사용한다. 이렇게 Spring에 의하여 생성되고 관리되는 자바 객체를 Bean이라고 한다.
Spring Framework 에서는 Spring Bean 을 얻기 위하여 ApplicationContext.getBean() 와 같은 메소드를 사용하여 Spring 에서 직접 자바 객체를 얻어서 사용합니다.

3-1 Spring Bean을 Spring IoC Container에 등록하는 방법

Spring Bean을 Spring IoC Container에 등록하는 방법은 2가지가 있다.

3-1-1 자바 어노테이션(Java Annotation)을 사용하는 방법

자바 어노테이션 참고!
- JAVA에서 어노테이션 이라는 기능이 있다. 사전상으로는 주석의 의미이지만 Java 에서는 주석 이상의 기능을 가지고 있다.
- 어노테이션은 자바 소스 코드에 추가하여 사용할 수 있는 메타데이터의 일종이다.
- 소스코드에 추가하면 단순 주석의 기능을 하는 것이 아니라 특별한 기능을 사용할 수 있다.

어노테이션 예제

Java에서는 @Override, @Deprecated 와 같은 기본적인 어노테이션을 제공한다. 아래의 상속 예제에서는 @Override 를 이용하여 상속임을 명시해준다.

public class Parent { 
    public void doSomething() { 
        System.out.println("This is Parent"); 
    } 
} 

public class Son extends Parent{ 
    @Override 
    public void doSomething() { 
        System.out.println("This is Son"); 
    } 
}

그럼 실제 Spring에서 어떤 어노테이션을 사용해 Bean 등록할까?
- @Component 어노테이션을 사용해 Bean을 등록한다.
- @Component 어노테이션이 등록되어 있는 경우에는 Spring이 Annotation을 확인하고 자체적으로 Bean으로 등록한다.
Spring @Component 예제
- 왜 @Component가 없지? 라고 생각할 수 있다. 해당 부분을 확인하기 위해서 인텔리제이를 사용한다면 Ctrl을 누른 상태로 @Controller를 클릭해본다. 그럼 아래와 같은 코드를 확인할 수 있다.
- @Target(ElementType.TYPE) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Component public @interface Controller { /** * The value may indicate a suggestion for a logical component name, * to be turned into a Spring bean in case of an autodetected component. * @return the suggested component name, if any (or empty String otherwise) */ @AliasFor(annotation = Component.class) String value() default ""; }
- 위 @Controller 어노테이션 코드에서 @Component가 있음을 확인할 수 있다.
- @Component 어노테이션을 통해 Spring은 해당 Controller를 Bean으로 등록한다.
@Controller public class MemberController { private final MemberService memberService; @Autowired public MemberController(MemberService memberService) { this.memberService = memberService; } @GetMapping("/members/new") public String createForm(){ return "/members/createMemberForm"; } }

3-1-2. Bean Configuration File에 직접 Bean 등록하는 방법

@Configuration과 @Bean 어노테이션을 이용하여 Bean을 등록할 수 있다.
아래의 예제와 같이 @Configuration을 이용하면 Spring 프로젝트에서의 Configuration 역할을 하는 Class를 지정할 수 있다.
해당 파일 하위에 Bean으로 등록하고자 하는 Class에 @Bean 어노테이션을 사용해주면 간단하게 Bean을 등록할 수 있다.
@Configuration public class SpringConfig { private final DataSource dataSource; private final EntityManager em; @Autowired public SpringConfig(DataSource dataSource, EntityManager em) { this.dataSource = dataSource; this.em = em; } @Bean public MemberService memberService(){ return new MemberService(memberRepository()); } @Bean public MemberRepository memberRepository(){ return new JpaMemberRepository(em); } }

참고자료

의존성 주입

제어의 역전

스프링 빈

https://melonicedlatte.com/2021/07/11/232800.html

작성일자 : 2022년 7월 9일

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[WIL] 🍃 의존성 주입(DI)과 제어의 역전(IoC) 그리고 스프링 빈(Spring Bean)

📌 Intro

1. DI(의존성 주입)

장점

단점

의존성 주입 사용법

Lombok없이

Lombok활용

2. IoC(제어의 역전)

장점

3. Spring Bean(스프링 빈)

3-1 Spring Bean을 Spring IoC Container에 등록하는 방법

3-1-1 자바 어노테이션(Java Annotation)을 사용하는 방법

3-1-2. Bean Configuration File에 직접 Bean 등록하는 방법

참고자료

의존성 주입

제어의 역전

스프링 빈

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