[Spring] 객체 지향 설계, 다형성, SOLID

객체 지향 설계와 스프링

스프링이란?

스프링 생태계

 

 

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹 기술:  스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
• 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린, 그루비

 

스프링 부트

• 스프링을 편리하게 사용할 수 있도록 지원, 최근에는 기본으로 사용
• 단독으로 실행할 수 있는 스프링 애플리케이션을 쉽게 생성
• Tomcat 같은 웹 서버를 내장해서 별도의 웹 서버를 설치하지 않아도 됨
• 손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성 제공
• 스프링과 3rd parth(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정

 

스프링 단어?

스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다르게 사용

• 스프링 DI 컨테이너 기술
• 스프링 프레임워크
• 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계

 

스프링의 진짜 핵심

• 자바 언어 기반의 프레임 워크 / 자바 언어의 가장 큰 특징 - "객체 지향 언어"
• 스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 / 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크

‼️ 단순하게 기술의 API 사용법 등을 아는 것보다 이 기술을 왜 만들었는지, 핵심 개념은 무엇인지 아는 것이 중요‼️

‼️ 좋은 객체 지향 프로그램이 무엇인지 아는 알아야 스프링 프레임워크를 제대로 이해할 수 있음‼️

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좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

 

객체 지향 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

 

객체 지향 프로그래밍

• 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것
• 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있음 (협력) 
• 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용

✚ 객체의 협력이라는 관계

- 혼자 있는 객체는 없음

- 클라이언트: 요청/ 서버: 응답

- 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가짐

 

✚ 유연하고 변경이 용이?

- 레고 블럭을 조립하듯, 키보드/마우스 갈아 끼우듯이, 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

➡️ 다형성(Polymorphism)

 

다형성

다형성의 실세계 비유

 

• 역할과 구현으로 세상을 구분
  • ex) 자동차 역할(인터페이스), 운전자(클라이언트)
    • 자동차가 바뀌어도 운전자에게 영향을 주지 않음(운전 가능, 새로운 운전면허 필요x)
    • 운전자가 자동차의 내부 구조를 몰라도 됨
    • 내부적으로 바뀌더라도/ 모델이 바뀌더라도 자동차 역할만 한다면 운전자에게 영향을 주지 않음
      ➔ 클라이언트에 영향을 주지 않고 새로운 기능을 제공할 수 있음 
  • 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해짐
  • 확장 가능한 설계
  •  장점
    • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 됨
    • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 됨
    • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않음
    • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않음한계
      • 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트/서버 모두에 큰 변경 발생
      • ex) 자동차 -> 비행기, 대본 자체 변경 
      • 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

 

자바 언어의 다형성

• 오버라이딩
  • 자바 기본 문법
  • 오버라이딩 된 메서드가 실행
  • 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있음
  • 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용가능

• 자바 언어의 다형성 활용
  • 역할 = 인터페이스 / 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체
  • 객체 설계시 역할(인터페이스)과 구현을 명확히 분리하고, 역할을 먼저 부여하고 그 역할을 수행하는 구현 객체 생성
• 다형성의 본질
  • 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있음
  • 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체 사이의 관계에서 시작해야함
  • 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있음

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좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

 

SOLID

클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리

• SRP(single responsibility principle): 단일 책임 원칙
  • 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 함
  • 하나의 책임이라는 것은 모호(클수도, 작을수도 있음 / 문맥과 상황에 따라 다름)
  • 중요한 기준은 변경 - 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
  • ex) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리
• OCP(Open/closed principle): 개방-폐쇄 원칙
  
  • 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 함
  • 다형성 활용
  • 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능 구현
  • 역할과 구현의 분리
  • 문제점

    

    • MemberService 클라이언트가 구현 클래스 직접 선택
    • 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 함
    • 분명 다형성을 사용했지만, OCP 원칙을 지킬 수 없음(DIP 원칙도 위반)
      ➡︎ 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요

 

• LSP(Liskov substitution principle): 리스코프 치환 원칙
  • 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 함
  • 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것
  • 다형성을 지원하기 위한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면 이 원칙이 필요함
  • 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기
    ex) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 느리더라도 앞으로 가야하지 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반
• ISP(Interface segregation principle): 인터페이스 분리 원칙
  • 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다
  • ex) 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
          사용자 인터페이스 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
          분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음
  • 인터페이스 명확해지고, 대체 가능성이 높아짐
• DIP(Dependency inversion principle): 의존관계 역전 원칙
  
  • 프로그래머는 "추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다" 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나
  • 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
  • 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것 - 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체 변경 가능, 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워짐

 

✔️ 정리

• 객체 지향의 핵심은 다형성
• But, 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없음
• But, 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경됨
• But, 다형성 만으로는 OCP, DIP 를 지킬 수 없음 - 뭔가 더 필요
  ➔ 스프링

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객체 지향 설계와 스프링

• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와줌
• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP 를 가능하게 지원
  • DI(Dependency Injection): 의존 관계, 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공

• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장
• 마치 레고 블럭 조립하듯이, 쉽게 부품을 교체하듯이, 공연 무대의 배우를 선택하듯이, 구현을 편리하게 변경할 수 있음
• 애플리케이션 설계도 공연을 설계 하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계
• 모든 설계에 역할과 구현 분리 ➡︎ 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여
• 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용 발생
  ➡︎ 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법