ฅ^._.^ฅ

• 웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청

스프링 없는 순수한 DI 컨테이너

• 요청할 때 마다 객체를 새로 생성 ➡︎ 메모리 낭비가 심함
  ➡️ 싱글톤 패턴으로 설계

싱글톤 패턴

: 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴

객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막기

1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성
2. 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회 -  이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환
3. 생성자를 private으로 막아서 혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막음

➡️ 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

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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

• 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용

Configuration 과 바이트코드 조작

@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
	if (memoryMemberRepository가 이미 스프링 컨테이너에 등록되어 있으면?) { 
    	return 스프링 컨테이너에서 찾아서 반환;
	} else { //스프링 컨테이너에 없으면
		기존 로직을 호출해서 MemoryMemberRepository를 생성하고 스프링 컨테이너에 등록 
        return 반환
	}
}

‼️ 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration 사용 ‼️

• 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