ฅ^._.^ฅ

• OCP(개방-폐쇄 원칙): 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 함
  • 다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
  • 애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
  • AppConfig 가 의존관계를 FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy 로 변경해서 클라이언트 코드에 주입
    - 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

• 애플리케이션 실행 시점에 실제 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계
• 객체 인스턴스를 생성하고, 그 참조값을 전달해서 연결
• 의존관계 주입을 사용하면 클라이언트 코드를 변경하지 않고, 클라이언트가 호출하는 대상의 타입 인스턴스를 변경 가능
• 의존관계 주입을 사용하면 정적인 클래스 의존관계를 변경하지 않고, 동적인 객체 인스턴스 의존관계를 쉽게 변경 가능

비즈니스 요구사항과 설계

회원 도메인 설계

회원 도메인 요구사항

• 회원 가입, 회원 조회 기능
• 일반 / VIP 등급
• 회원 데이터: 자체 DB 구축 or 외부 시스템과 연동(미확정)

회원 도메인 협력 관계

회원 클래스 다이어그램(정적)

회원 객체 다이어그램(동적)

회원 도메인 개발 & 실행 & 테스트

• 회원 엔티티
  • 회원 등급: member>Grade.java (Eunm)
  • 회원 엔티티: member>Member.java
• 회원 저장소
  • 회원 저장소 인터페이스: member>MemberRepository.java
  • 메모리 회원 저장소 구현체: member>MemoryMemberRepository.java
    (데이터베이스가 확정이 안되어, 가장 단순한 메모리 회원 저장소 구현)
• 회원 서비스
  • 회원 서비스 인터페이스: member>MemberService.java
  • 회원 서비스 구현체: member>MemberServiceImpl.java
• 회원 도메인: MemberApp.java
• 회원 가입 테스트: test>MemberServiceTest.java

⚠️ 회원 도메인 설계 문제점

• 의존 관계가 인터페이스뿐만 아니라 구현까지 모두 의존 ➡︎ OCP, DIP 주순 X

• 회원은 상품 주문 가능
• 회원 등급에 따라 할인 정책을 적용
• 할인 정책: 변경 가능성 높음 (모든 VIP는 1000원을 할인해주는 고정 금액 할인을 적용 or 정률 적용 or 미적용)

주문 도메인, 협력, 역할, 책임

주문 도메인 전체

주문 도메인 클래스 다이어그램

주문 도메인 객체 다이어그램1

• 회원을 메모리에서 조회하고, 정액 할인 정책을 지원해도 주문 서비스를 변경하지 않아도 됨. 협력 관계 그대로 재사용 가능

주문 도메인 객체 다이어그램2

• 회원을 실제 DB에서 조회하고, 정률 할인 정책을 지원해도 주문 서비스를 변경하지 않아도 됨. 협력 관계 그대로 재사용 가능

 

주문과 할인 도메인 개발 & 실행 & 테스트

• 할인
  • 할인 정책 인터페이스: discount>DiscountPolicy.java
  • 정액 할인 정책 구현체: discount>FixDiscountPolicy.java
  • 정률 할인 정책 구현체: discount>RateDiscountPolicy.java
• 주문 서비스
  • 주문 서비스 인터페이스: order>OrderService.java
  • 주문 서비스 구현체: order>OrderServiceImpl.java
• 주문 엔티티: order>Order.java
• 주문 도메인: OrderApp.java
• 테스트
  • 주문/할인 테스트: test>OrderServiceTest.java
  • 정률 할인 테스트: test>RateDiscountPolicyTest.java

 

할인 정책 변경

• 할인 정책을 변경하려면 클라이언트인 OrderServiceImpl 코드를 고쳐야 함

 public class OrderServiceImpl implements OrderService {
 //    private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
     private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
 }

 

 

⚠️ 문제점

• DIP 위반: 주문 서비스 클라이언트(OrderServiceImpl)는 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존
  
  • 추상(인터페이스) 의존: DiscountPolicy
  • 구체(구현) 클래스 의존: FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy
• OCP 위반: 기능 확장해서 변경하려면 클라이언트 코드에 영향을 줌
  • FixDiscountPolicy 를 RateDiscountPolicy 로 변경하는 순간 OrderServiceImpl 의 소스 코드도 함께 변경

 public class OrderServiceImpl implements OrderService {
     //private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
     private DiscountPolicy discountPolicy;

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‼️

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

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

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

AOP

AOP: Aspect Oriented Programming (관점 지향 프로그래밍)

AOP 가 필요한 상황 가정

• 모든 메소드의 호출 시간을 측정하고 싶다면?

AOP 적용 전

⚠️ 문제

AOP 적용

• AOP 패키지 생성 - TimeTraceAop.java
  • @Aspect
  • @Component
  • @Around

✔️ 해결

• 공통 관심 사항(cross-cutting concern) vs 핵심 관심 사항(core concern) 분리
• 회원가입, 회원 조회등 핵심 관심사항과 시간을 측정하는 공통 관심 사항을 분리
• 시간을 측정하는 로직을 별도의 공통 로직으로 생성
• 핵심 관심 사항을 깔끔하게 유지 가능
• 변경이 필요하면 이 로직만 변경하면 됨
• 원하는 적용 대상 선택 가능 (@Around)

스프링의 AOP 동작 방식

✔️ 스프링 컨테이너가 프록시를 생성하여 프록시에서 AOP를 실행하고, jointPoint.proceed()하면 실제 memberService 호출

스프링 DB 접근 기술

H2 데이터베이스 설치

# 권한 주기
chmod 755 h2.sh

# 실행
./h2.sh

데이터베이스 파일 생성방법

1. JDBC URL: jdbc:h2:~test (최초 한번)
2. Terminal 에서 home에 test.mv.db 파일 생성 확인
3. 이후부터 JDBC URL: jdbc:h2:tcp://localhost/~/test

순수 JDBC

⚠️ JDBC 로 직접 코딩하는 것은 20년 전 이야기이므로 그냥 이렇게 했었다~정도만 참고하고 넘어가기

환경 설정

• build.gradle 에 jdbc, h2 관련 라이브러리 추가
• application.properties 에 스프링 부트 데이터베이스 연결 설정 추가

Jdbc 리포지토리 구현 및 설정 변경

• repository>JdbcMemberRepository.java 생성
• SpringConfig.java 변경 - MemberRepository 를 JdbcMemberRepository 로 변경

✏️ DataSource: 데이터베이스 커넥션을 획득할 때 사용하는 객체

- 스프링 부트는 데이터베이스 커넥션 정보를 바탕으로 DataSource를 생성하고 스프링 빈으로 만들어둬서 DI를 받을 수 있음

구현 클래스 추가 이미지

스프링 JdbcTemplate

환경 설정

• 순수 Jdbc 와 동일

스프링 JdbcTemplate 리포지토리 구현 및 설정 변경

• repository>JdbcTemplateMemberRepository.java 생성
• SpringConfig.java 변경 - MemberRepository 를 JdbcTemplateMemberRepository 로 변경

‼️ JDBC API 에서 본 반복 코드를 대부분 제거해주지만 SQL 은 직접 작성해야 함

JPA

환경 설정

• build.gradle 에 JPA 관련 라이브러리 추가 (spring-boot-starter-data-jpa)
• application.properties 에 JPA 설정 추가 
  ✏️ show-sql: JPA 가 생성하는 SQL 출력
  ✏️ ddl-auto: 테이블을 자동으로 생성하는 기능 - none: 이 기능이 꺼짐 / create: 엔티티 정보를 바탕으로 테이블 직접 생성

JPA 엔티티 매핑

• domain>Member.java 수정 - @Entitiy, @Id, @GeneratedValued(strategy = GenerationType.IDENTITY) 추가

JPA 회원 리포지토리 구현 및 설정 변경

• repository>JpaMemberRepository.java 생성
• SpringConfig.java 수정 - MemberRepository 를 JpaMemberRepository 로 변경

✏️ EntityManager: 데이터 소스 등을 내부적으로 처리

- 데이터베이스 커넥션 정보 등을 자동으로 짬뽕해서 스프링 부트가 EntityManager 를 만들어줌

- JPA 를 사용하려면 EntityManager 를 주입받아야 함

✏️ persist : 영구적으로 저장

✏️ find: 조회

트랜잭션 추가

• service>MemberService.java 수정 - @Transactional 추가

✏️ @Transactional: 해당 클래스의 메서드를 실행할 때 트랜잭션을 시작

- 메서드가 정상 종료되면 트랜잭션 Commit / 런타임 예외 발생하면 Rollback

- JPA 를 통한 모든 데이터 변경은 트랜잭션 안에서 실행

스프링 데이터 JPA

✔️ 장점

환경 설정

• JPA 와 동일

스프링 데이터 JPA 리포지토리 구현 및 설정 변경

• repository>SpringDataJpaMemberRepository.java 인터페이스 생성

  package hello.hello_spring.repository;
  
  import hello.hello_spring.domain.Member;
  import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
  
  import java.util.Optional;
  
  public interface SpringDataJpaMemberRepository extends JpaRepository<Member, Long>, MemberRepository {
  
      @Override
      Optional<Member> findByName(String name);
  }

• SpringConfig.java 수정

  package hello.hello_spring;
  
  import hello.hello_spring.repository.*;
  import hello.hello_spring.service.MemberService;
  import jakarta.persistence.EntityManager;
  import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
  import org.springframework.context.annotation.Bean;
  import org.springframework.context.annotation.Configuration;
  
  
  @Configuration
  public class SpringConfig {
  
      private final MemberRepository memberRepository;
  
      public SpringConfig(MemberRepository memberRepository) {
          this.memberRepository = memberRepository;
      }
  
      @Bean
      public MemberService memberService() {
          return new MemberService(memberRepository);
      }
  }

스프링 통합 테스트

• 단위 테스트: 순수하게 자바 코드로만 최소한의 단위로 테스트
• 통합 테스트: 스프링 컨테이너와 DB까지 연결된 테스트

‼️ 순수한 단위테스트가 훨씬 좋은 테스트일 확률이 높음 - 스프링 컨테이너 없이 단위 단위 쪼개서 테스트할 수 있도록 훈련 필요

통합 테스트 생성

• MemberServiceIntegrationTest.java 생성

✏️ @SpringBootTest: 스프링 컨테이너와 테스트를 함께 실행

✏️ @Transactional: 테스트 케이스에 이 애노테이션이 있으면, 테스트 시작 전에 트랜잭션을 시작하고 테스트 완료 후에 항상 롤백 ➡️ DB에 데이터가 남지 않으므로 다음 테스트에 영향을 주지 않음