들어가기 전
순수 자바코드로 간단한 스프링 DI 컨테이너를 구현해보면서 DI의 필요성, 스프링 컨테이너 동작 원리 등을 이해해보기 위해 약 일주일간 토이 프로젝트를 진행했다. 아래의 요구사항들을 구현하며 간단한 컨테이너를 구현해보았다.
- 컨테이너 생성자 파라미터로 AppConfig.class를 전달받고 해당 클래스의 정의된 메서드를 기반으로 빈을 생성한다.
- 빈의 이름으로 빈을 가져올 수 있다.
- 빈의 타입으로 빈을 가져올 수 있다.
- 관리되는 모든 빈의 이름을 조회할 수 있다.
- 예외 처리
- 부모 타입으로 조회시, 자식이 둘 이상 있으면 중복 오류가 발생한다.
- 등록되지 않은 빈의 이름으로 조회시 오류가 발생해야 한다.
- 이를 바탕으로 간단한 애플리케이션 로직 작성
※ 구현 코드 repository
DI(Dependency Injection) Container란 ?
- 애플리케이션에서 사용하는 객체들을 생성하고 객체들 간의 의존관계 주입, 객체의 생명주기 관리 등을 담당하는 주체
- 스프링 DI 컨테이너는 의존관계 주입 이외에도 매우 많은 역할을 수행한다.
의존성(의존관계) 주입이란 ?
호출할 객체를 직접 선언하는게 아니라 런타임시 외부에서 주입해주는 것
- DI가 가능한 이유는 구체적인 객체가 아닌 인터페이스에 의존하기 때문이다.
- 따라서, 객체 간의 의존관계를 정적인 클래스 관계에서는 알 수 없다.
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| public class CustomerServiceImpl implements CustomerService {
// 인터페이스에 의존
private final CustomerRepository customerRepository;
// 런타임시 외부에서 주입
public CustomerServiceImpl(CustomerRepository customerRepository) {
this.customerRepository = customerRepository;
}
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의존성(의존관계) 주입이 필요한 이유
DIP, SRP, OCP를 지킨 좋은 설계를 가능하게 해준다. 이를 통해, 변화에 유연하게 대처할 수 있다.
- DIP(Dependency Inversion Principle) : 추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.
- SRP(Single Responsibility Principle) : 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
- OCP(Open Closed Principle) : 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
- 만약, 다음과 같은 코드에서 인메모리 DB를 사용하는 TemporaryCustomerRepository를 RDB를 사용하는 구현체로 바꿔야한다고 했을 때 어떤 문제가 있을지 살펴보자
CustomerServiceImpl이 TemporaryCustomerRepository() 라는 구체적인 객체에 의존하고 있다
(DIP 위반)- 따라서 구현체를 변경하려면
TemporaryCustomerRepository() 를 새로운 구현체로 변경해줘야 한다
(OCP 위반) CustomerServiceImpl의 책임은 비즈니스 로직을 수행하는 것인데, 구체적인 구현체까지 결정하고 있다
(SRP 위반)
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| public class CustomerServiceImpl implements CustomerService {
private final CustomerRepository customerRepository = new TemporaryCustomerRepository();
@Override
public void join(Customer customer) {
customerRepository.save(customer.getId(), customer);
}
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- 반면, 맨 처음 살펴봤던 의존관계 주입 코드의 경우
CustomerRepository라는 인터페이스에만 의존한다 (DIP)- 따라서 다른 구현체로 변경해야 하는 경우 해당 코드에 변경사항은 없다 (OCP)
CustomerRepository의 구현체는 런타임시 외부에서 주입해주고 CustomerServiceImpl클래스는 비즈니스 로직만 수행한다 (SRP)1
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| public class CustomerServiceImpl implements CustomerService {
// 인터페이스에 의존
private final CustomerRepository customerRepository;
// 런타임시 외부에서 주입
public CustomerServiceImpl(CustomerRepository customerRepository) {
this.customerRepository = customerRepository;
}
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구현해보기
※ 구현하면서 스스로 했던 질문들을 적어봤습니다
1. AppConfig 클래스 활용하여 컨테이너에 빈 등록하기
- 빈으로 등록하기 위해 AppConfig에 선언한 다양한 메서드의 이름, 리턴타입, 실제 구현체를 어떻게 가져오지 ?
- 빈을 담아두는 자료 구조는 뭐가 좋을까 ?
- 빈 이름/클래스 타입 or 클래스 타입 or 빈 이름으로 원하는 객체를 가져올 수 있어야 한다
- 2개의 Map을 활용해서 (빈 이름 - 인스턴스) 쌍과 (타입 - 빈 이름 리스트) 쌍 만든다.
- 두 번째 Map에서 value가 리스트인 이유는 타입이 같은 빈이 여러 개인 경우도 있기 때문에
- 결과적으로 타입으로만 조회하는 경우 해당 타입의 빈 이름을 가져와서 그 이름으로 첫 번째 Map에서 인스턴스를 얻어올 수 있다.
- 컨테이너 클래스의 의존 관계는 어떤식으로 구성 하는게 좋을까 ?
- 현재는 빈을 등록하고 조회하는 기능 위주의 컨테이너이지만 다른 기능의 확장성을 고려해서 Container 인터페이스에 기능별로 인터페이스를 상속하는게 좋을 것 같다
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| public interface BeanManagement {
void registerBeans(Class<?>... clazz);
Object getBean(String beanName) throws NoSuchBeanDefinitionException;
<T> T getBean(String beanName, Class<T> beanType) throws NoSuchBeanDefinitionException;
<T> T getBean(Class<T> beanType) throws NoUniqueBeanDefinitionException;
String[] getBeanDefinitionNames();
int getBeanDefinitionCount();
}
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| public interface Container extends BeanManagement, 추가적인 기능들... {
}
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| public class MyContainer implements Container {
...
}
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- 실제 스프링의 ApplicationContext도 아래와 같이 되어있었다.
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| public interface ApplicationContext extends EnvironmentCapable, ListableBeanFactory, HierarchicalBeanFactory,
MessageSource, ApplicationEventPublisher, ResourcePatternResolver {
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2. 의존관계 주입 방식 결정하기
생성자를 통한 의존관계 주입방식으로 결정
수정자(setter)를 통한 의존관계 주입 방식
- public 으로 set메서드를 선언해야 하기 때문에 추후에 실수로라도 변경될 가능성이 있음
- 실수로 의존성 주입을 해주지 않으면 런타임시 NPE 발생할 수 있다.
생성자를 통한 의존관계 주입 방식
- 인스턴스 변수를 final로 선언할 수 있기 때문에 객체가 주입되고 나면 불변이다.
- 대부분의 의존관계는 애플리케이션 종료 전까지 불변해야하므로 불변이 보장되어야 한다.
- final로 선언한 변수에 대해 생성자에서 초기화를 하지 않으면 컴파일 오류가 나기 때문에 주입하지 않는 실수를 범할 일이 없다.
- 스프링 공식 문서 에서도 생성자를 통한 주입방식 권장
The Spring team generally advocates constructor injection as it enables one to implement application components as immutable objects and to ensure that required dependencies are not null. Furthermore constructor-injected components are always returned to client (calling) code in a fully initialized state. As a side note, a large number of constructor arguments is a bad code smell, implying that the class likely has too many responsibilities and should be refactored to better address proper separation of concerns.
3. 빈을 싱글톤 객체로 만들기
모든 구현체 클래스에 싱글톤 패턴 적용
- boilerplate 코드가 만들어진다.
- 싱글톤 패턴을 적용하면 유연성이 떨어진다(상속 불가 등)
- 싱글톤으로 생성되는 객체는 구현체를 내부에 선언하므로 객체간에 결합도가 높아진다.
Config 클래스들에 공통적으로 적용될 수 있는 부모 클래스 생성
- Container가 여러번 생성되더라도 Config에 있는 빈은 한 번만 등록될 수 있도록 static으로 선언
- 멀티스레딩 환경에서의 동시 접근 문제를 방지하기 위해 ConcurrentHashMap 사용
- 문제점
- AppConfig에서 boilerplate 코드가 생긴다 (빈 있는지 체크, 없으면 객체 생성)
- 메서드 이름이 바뀌면 beanName 변수의 값도 변경해줘야 한다.
- 상속 구조로 인해 AppConfig는 CommonConfig에 의존하게된다.
- CommonConfig의 변경이 AppConfig에 영향을 줄 수 있다.
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| public class CommonConfig {
private static Map<String, Object> beanStore = new ConcurrentHashMap<>();
private static Set<String> beanNames = ConcurrentHashMap.newKeySet();
public Object getBean(String beanName) {
return beanStore.get(beanName);
}
public <T> void createBean(String beanName, T instance) {
beanStore.put(beanName, instance);
beanNames.add(beanName);
}
public boolean isExist(String beanName) {
return beanNames.contains(beanName);
}
}
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| public class AppConfig extends CommonConfig {
public CustomerService customerService() {
String beanName = "customerService";
if(!isExist(beanName)) {
CustomerService customerService = new CustomerServiceImpl(customerRepository(), plannerService());
createBean(beanName, customerService);
}
return (CustomerService) getBean(beanName);
}
public PlannerService plannerService() {
String beanName = "plannerService";
if(!isExist(beanName)) {
PlannerService plannerService = new PlannerServiceImpl(customerRepository());
createBean(beanName, plannerService);
}
return (PlannerService) getBean(beanName);
}
public CustomerRepository customerRepository() {
String beanName = "customerRepository";
if(!isExist(beanName)) {
CustomerRepository customerRepository = new TemporaryCustomerRepository();
createBean(beanName, customerRepository);
}
return (CustomerRepository) getBean(beanName);
}
}
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4. 만들어진 컨테이너를 기반으로 간단한 애플리케이션 작성
더 공부해야할 부분
참고 자료
