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스코프는 번역 그대로 빈이 존재할 수 있는 범위를 뜻한다

스프링은 다음과 같은 다양한 스코프를 지원

• 싱글톤: 기본 스코프, 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넓은 범위의 스코프
• 프로토타입: 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고 더는 관리하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프
• 웹 관련 스코프
  • request: 웹 요청이 들어오고 나갈때 까지 유지되는 스코프
  • session: 웹 세션이 생성되고 종료될 때 까지 유지되는 스코프
  • application: 웹의 서블릿 컨텍스트와 같은 범위로 유지되는 스코프

 

싱글톤 빈 스코프

싱글톤 스코프의 빈을 조회하면 스프링 컨테이너는 항상 같은 인스턴스의 스프링 빈을 반환

1. 싱글톤 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청
2. 스프링 컨테이너는 본인이 관리하는 스프링 빈을 반환
3. 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 와도 같은 객체 인스턴스의 스프링 빈을 반환

1. 프로토타입 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청
2. 스프링 컨테이너는 이 시점에 프로토타입 빈을 생성하고, 필요한 의존관계를 주입
3.  스프링 컨테이너는 생성한 프로토타입 빈을 클라이언트에 반환
4. 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 오면 항상 새로운 프로토타입 빈을 생성해서 반환 

1. 클라이언트A는 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청
2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 새로 생성해서 반환(x01), 해당 빈의 count 필드 값은 0
3. 클라이언트는 조회한 프로토타입 빈에 `addCount()` 를 호출하면서 count 필드를 +1
4. 결과적으로 프로토타입 빈(x01)의 count는 1
5. 클라이언트 B도 같은 과정을 반복하여 프로토타입 빈(x02)의 count도 1

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싱글톤 빈에서 프로토타입 빈 사용(clientBean)

1. clientBean 은 싱글톤이므로, 보통 스프링 컨테이너 생성 시점에 함께 생성되고, 의존관계 주입도 발생
   1. clientBean 은 의존관계 자동 주입을 사용한다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청
   2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성해서 clientBean 에 반환, 프로토타입 빈의 count 필드 값은 0
   3. 이제 clientBean 은 프로토타입 빈을 내부 필드에 보관 (정확히는 참조값을 보관)
2. 클라이언트 A는 clientBean 을 스프링 컨테이너에 요청해서 받고, 싱글톤이므로 항상 같은 clientBean 이 반환
   1. 클라이언트 A는 clientBean.logic() 을 호출
   2. clientBean 은 prototypeBean의 addCount() 를 호출해서 프로토타입 빈의 count를 증가 ➡︎ count값이 1
3. 클라이언트 B는 clientBean 을 스프링 컨테이너에 요청해서 받고, 싱글톤이므로 항상 같은 clientBean 이 반환 (여기서 중요한 점, clientBean 이 내부에 가지고 있는 프로토타입 빈은 이미 과거에 주입이 끝난 빈, 주입 시점에 스프링 컨테이너에 요청해서 프로토타입 빈이 새로 생성이 된 것이지, 사용 할 때마다 새로 생성되는 것이 아님!)
   1. 클라이언트 B는 clientBean.logic() 을 호출
   2. clientBean 은 prototypeBean의 addCount() 를 호출해서 프로토타입 빈의 count를 증가 ➡︎ 원래 count 값이 1이었으므로 2가 됨

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프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 Provider로 문제 해결

• 실행해보면 ac.getBean() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인
• 의존관계를 외부에서 주입(DI) 받는게 아니라 이렇게 직접 필요한 의존관계를 찾는 것을 Dependency Lookup (DL) 의존관계 조회(탐색) 
• 이렇게 스프링의 애플리케이션 컨텍스트 전체를 주입받게 되면, 스프링 컨테이너에 종속적인 코드가 되고, 단위 테스트도 어려워짐
• 지금 필요한 기능은 지정한 프로토타입 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 딱! DL 정도의 기능만 제공하는 무언가가 있으면 됨

 

ObjectFactory, ObjectProvider

• 지정한 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 DL 서비스를 제공하는 것이 바로 ObjectProvider, 참고로 과거에 ObjectFactory 가 있었는데, 여기에 편의 기능을 추가해서 ObjectProvider 가 만들어짐
• 실행해보면 prototypeBeanProvider.getObject() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인
• ObjectProvider 의 getObject() 를 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환 (DL)
• 스프링이 제공하는 기능을 사용하지만, 기능이 단순하므로 단위테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워짐
• 지금 딱 필요한 DL 정도의 기능만 제공

• ObjectFactory: 기능이 단순, 별도의 라이브러리 필요 없음, 스프링에 의존
• ObjectProvider: ObjectFactory 상속, 옵션, 스트림 처리등 편의 기능이 많고, 별도의 라이브러리 필요 없음, 스프링에 의존

 

JSR-330 Provider

• JSR-330 자바 표준을 사용하는 방법 - 스프링 부트 3.0은 jakarta.inject.Provider 사용
• 실행해보면 provider.get() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인 
• provider 의 get() 을 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환 (DL)
• 자바 표준이고, 기능이 단순하므로 단위테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워짐
• Provider 는 지금 딱 필요한 DL 정도의 기능만 제공
• get() 메서드 하나로 기능이 매우 단순
• 별도의 라이브러리가 필요
• 자바 표준이므로 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용 가능

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웹 스코프

• 웹 스코프는 웹 환경에서만 동작
• 웹 스코프는 프로토타입과 다르게 스프링이 해당 스코프의 종료시점까지 관리, 따라서 종료 메서드가 호출

웹 스코프 종류

• request: HTTP 요청 하나가 들어오고 나갈 때 까지 유지되는 스코프, 각각의 HTTP 요청마다 별도의 빈 인스턴스가 생성되고, 관리
• session: HTTP Session과 동일한 생명주기를 가지는 스코프
• application: 서블릿 컨텍스트( ServletContext )와 동일한 생명주기를 가지는 스코프
• websocket: 웹 소켓과 동일한 생명주기를 가지는 스코프

빈 생명주기 콜백

애플리케이션 시작 시점에 필요한 연결을 미리 해두고, 애플리케이션 종료 시점에 연결을 모두 종료하는 작업을 진행하려면, 객체의 초기화와 종료 작업이 필요

• 스프링 빈은 객체를 생성하고, 의존관계 주입이 다 끝난 다음에야 필요한 데이터를 사용할 수 있는 준비가 완료됨
• 초기화 작업은 의존관계 주입이 모두 완료되고 난 다음에 호출해야 함
• 스프링은 의존관계 주입이 완료되면 스프링 빈에게 콜백 메서드를 통해서 초기화 시점을 알려주는 다양한 기능 제공
• 스프링은 스프링 컨테이너가 종료되기 직전에 소멸 콜백을 줌

빈 생명주기 콜백의 3가지 방법

1. 인터페이스(InitializingBean, DisposableBean)
2. 설정 정보에 초기화 메서드, 종료 메서드 지정
3. @PostConstruct, @PreDestroy 애노테이션 지원

설정 정보에 @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "close") 처럼 초기화, 소멸 메서드를 지정

public class NetworkClient {
	
    ...
    중략
    ...
    
    public void init() { 
        System.out.println("NetworkClient.init");
        connect();
        call("초기화 연결 메시지");
    }
	
    public void close() {
    	System.out.println("NetworkClient.close");
        disConnect();
    }
}

@Configuration
static class LifeCycleConfig {

    @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "close")
    public NetworkClient networkClient() {
    	...
    }
}

특징

• 메서드 이름 자유로움
• 스프링 빈이 스프링 코드에 의존하지 않음
• 설정 정보를 사용하기에 외부 라이브러리에도 적용 가능

3. 애노테이션 @PostConstruct, @PreDestroy 

public class NetworkClient {
	
    ...
    중략
    ...
    
    @PostConstruct
    public void init() { 
        System.out.println("NetworkClient.init");
        connect();
        call("초기화 연결 메시지");
    }
    
    @PreDestroy
	public void close() {
 		System.out.println("NetworkClient.close");
 		disConnect();
    }
}

@Autowired 의존관계 자동 주입 동작

다양한 의존관계 주입 방법

@Component
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    
    // 1. 생성자 주입
    private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
    @Autowired
    public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
    	this.memberRepository = memberRepository;
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }
     
     
    // 2. 수정자 주입
    private MemberRepository memberRepository;
    private DiscountPolicy discountPolicy;

    @Autowired
    public void setMemberRepository(MemberRepository memberRepository) {
    this.memberRepository = memberRepository;
    }
    
    @Autowired
    public void setDiscountPolicy(DiscountPolicy discountPolicy) {
        this.discountPolicy = discountPolicy;
    }
    
    
    // 3. 필드 주입
    @Autowired
    private MemberRepository memberRepository;
    @Autowired
    private DiscountPolicy discountPolicy;
    
    
    // 4. 일반 메서드 주입
    private MemberRepository memberRepository;
    private DiscountPolicy discountPolicy;
    
    @Autowired
    public void init(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy discountPolicy) {
         this.memberRepository = memberRepository;
         this.discountPolicy = discountPolicy;
     }
}

1. 생성자 주입
   • 생성자를 통해서 의존관계를 주입받는 방법
   • 생성자 호출 시점에 딱 1번만 호출되는 것 보장
   • 불편, 필수 의존관계에 사용
   • 생성자가 딱 1개만 있으면 @Autowired 생략 가능
2. 수정자 주입(setter 주입)
   • setter 라 불리는 필드의 값을 변경하는 수정자 메서드를 통해서 의존관계 주입하는 방법
   • 선택, 변경 가능성이 있는 의존관계에 사용
3. 필드 주입
   • 필드에 바로 주입하는 방법
   • 코드가 간결
   • 외부에서 변경이 불가능해서 테스트하기 힘듦
   • 애플리케이션의 실제 코드와 관계 없는 테스트 코드/스프링 설정을 목적으로 하는 @Configuration 같은 특별한 용도로만 사용
4. 일반 메서드 주입
   • 일반 메서들르 통해 주입받는 방법
   • 한번에 여러 필드를 주입 받을 수 있음
   • 일반적으로 잘 사용하지 않음

✚ 조회 대상 빈이 2개 이상일 때 해결 방법

➡️ 싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용

⚠️ 싱글톤 패턴 문제점

• 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어감
• 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존 ➡︎ DIP를 위반
• 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성 ↑
• 테스트하기 어렵고, 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어려움
• private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어려움
• 결론적으로 유연성이 떨어져 안티패턴으로 불리기도 함

싱글톤 컨테이너 (스프링 컨테이너)

• 스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리
• 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 함 -  싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리
• 싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 됨
• DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용 가능

 싱글톤 컨테이너 적용

싱글톤 방식의 주의점

싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든, 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안됨

무상태(stateless) 설계

• 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안됨
• 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안됨
• 가급적 읽기만 가능
• 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용

• @Configuration 을 붙이면 스프링이 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록

AppConfig@CGLIB 예상 코드