1. 스프링이란?

스프링의 생태계

필수: 스프링 프레임워크, 스프링 부트

선택: 스프링 데이터, 스프링 세션, 스프링 시큐리티, 스프링 Rest Docs, 스프링 배치, 스프링 클라우드

가장 중요한 것: 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

*최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용한다.

*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 party(외부) 라이브러리 자동 구성
  • 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
  • 관례에 의한 간결한 설정
  • 스프링 부트는 스프링 프레임워크를 기반으로 나머지 외부 라이브러리를 자동으로 구성해주는 기술이지, 자체적으로 사용할 수 있는 것이 아님

스프링의 의미

  • 스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다르게 사용된다.
    1. 스프링 DI 컨테이너 기술
    2. 스프링 프레임워크
    3. 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계

스프링의 핵심 개념

  • 자바 언어 기반의 프레임워크
  • 자바 언어의 가장 큰 특징 - 객체 지향 언어
  • 스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크
  • 스프링은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크
  • 객체 지향 프로그래밍은 스프링의 근원

2. 좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 프로그래밍이란?

  • 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러개의 독립된 단위, 즉 “객체“들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메세지를 주고받고 데이터를 처리한다. (협력)
  • 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

유연하고 변경이 용이?

  1. 레고 블럭 조립하듯이
  2. 키보드, 마우스 갈아 끼우듯이
  3. 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯이
  4. 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

객체 지향의 특징

  • 추상화
  • 캡슐화
  • 상속
  • 다형성 → 유연하고 변경이 용이하도록 하는데에 크게 기여함

다형성의 실세계 비유

  • 실세계와 객체 지향이 1:1로 매칭되지는 않음
  • 그러나 실세계의 비유로 이해하기 편리함
  • 역할과 구현으로 세상을 구분

운전자 - 자동차 예시

운전자-자동차_예시.png

  • 자동차의 역할(인터페이스)을 3개의 자동차로 구현함
  • 운전자는 K3를 타다가 아반떼로 차를 변경할 수 있음
  • 차가 바뀌어도 운전자는 운전을 할 수 있음 → 유연하고 변경이 용이
  • 클라이언트에 영향을 주지 않고, 새로운 기능을 제공할 수 있음 → 유연하고 변경이 용이

이외의 예시

공연에서 각 인물의 역할 키보드, 마우스, 세상의 표준 인터페이스들 정렬 알고리즘 할인 정책 예시

역할과 구현을 분리

  • 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고 유연해지며, 변경도 편리해진다.
  • 장점
    • 클라이언트는 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
    • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
    • 클라이언트는 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
    • 클라이언트는 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.

자바 언어에서의 역할과 구현

  • 자바 언어의 다형성을 활용
    • 역할: 인터페이스
    • 구현: 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체
  • 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
  • 객체 설계시 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기 (구현보다 역할이 중요하다.)

객체의 협력이라는 관계부터 생각

  • 혼자있는 객체는 없다.
  • 클라이언트: 요청
  • 서버: 응답
  • 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 협력 관계를 가진다.

자바 언어의 다형성

오버라이딩.png

  • 오버라이딩을 떠올려보자
  • 오버라이딩된 메서드가 실행
  • 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
  • 물론 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능
public class MemberService {
	private MemberRepository memberRepository1 = new MemoryMemberRepository();
	private MemberRepository memberRepository2 = new JdbcMemberRepository();
}

다형성의 본질

  • 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
  • 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체 사이의 관계에서 시작해야함
  • 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

역할과 구현을 분리 - 정리

  • 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음
  • 유연하고, 변경이 용이
  • 확장 가능한 설계
  • 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능
  • 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

역할과 구현을 분리 - 한계

  • 역할(인터페이스) 자체가 변하면 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
  • 자동차를 비행기로 변경해야 한다면?
  • 대본 자체가 변경된다면?
  • USB 인터페이스 자체가 변경된다면?
  • 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

스프링과 객체 지향

  • 다형성이 가장 중요하다!
  • 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
  • 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
  • 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이, 공연 무대의 배우를 선택하듯이, 구현을 편리하게 변경할 수 있다.
  • 그리고 또 중요한 것 - SOLID

3. 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙 (SOLID)

SOLID

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

  • SRP: 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)
  • OCP: 개방 - 폐쇄 원칙 (Open - Closed Principle)
  • LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)
  • ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)
  • DIP: 의존관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

SRP: 단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle)

  • 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
  • 하나의 책임이라는 것은 모호하다.
    • 클 수 있고, 작을 수 있다.
    • 문맥과 상황에 따라 다르다.
  • 중요한 기준은 변경이다.
    • 변경이 있을 때 파급효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
    • Ex) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

OCP: 개방 - 폐쇄 원칙 (Open - Closed Principle)

  • 가장 중요한 원칙
  • 소프트웨어 요소는 확장에는 열려있으나 변경에는 닫혀있어야 한다.
  • 다형성을 활용
    • 인터페이스를 구현한 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
    • 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자
    • Ex) 운전자 - 자동차
      • 자동차가 바뀌어도 운전자는 똑같이 운전함 → 확장에 열림
  • 문제점
    • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택
    public class MemberService {
	// 기존 코드
	// private MemberRepository memberRepository1 = new MemoryMemberRepository();
	// 변경 코드
	private MemberRepository memberRepository2 = new JdbcMemberRepository();
}
    • 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
    • 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.
    • 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.
      • 이 역할을 스프링 컨테이너가 해결해줌

LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov Substitution Principle)

  • 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스를 바꿀 수 있어야 한다.
  • 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것
    • 다형성을 지원하기 위한 원칙
    • 인터페이스를 구현한 구현체를 믿고 사용하려면 이 원칙이 필요하다.
  • 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기
  • Ex) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능 → 뒤로가게 구현하면 리스코프 치환 원칙 위반

ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface Segregation Principle)

  • 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
  • 자동차 인터페이스 → 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
  • 사용자 클라이언트 → 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
  • 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음
  • 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

DIP: 의존관계 역전 원칙 (Dependency Inversion Principle)

  • “추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.”
    • 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
  • 쉽게 이야기 해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
  • 앞에서 이야기한 역할에 의존하게 해야 한다는 것과 같다.
    • 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다.
    • 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.
  • Ex) 운전자 - 자동차
    • 운전자는 운전 역할에 의존해야지, 자동차 종류에 의존할 경우 차량이 바뀌면 운전이 어려워짐
  • 그런데 개방 - 폐쇄 원칙에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.
    • MemberService가 구현 클래스를 직접 선택 → DIP 위반

정리

  • 객체 지향의 핵심은 다형성
  • 다형성만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.
  • 다형성만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.
  • 다형성만으로는 개방 - 폐쇄 원칙, 의존관계 역전 원칙을 지킬 수 없다.

4. 객체 지향 설계와 스프링

왜 스프링 이야기에 객체 지향이야기가 나오는가?

  • 스프링은 다음 기술로 다형성 + 개방 - 폐쇄 원칙, 의존관계 역전 원칙을 가능하게 지원한다.
    • DI (Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
    • DI 컨테이너 제공
  • 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장
  • 쉽게 부품을 교체하듯이 개발

총 정리

  • 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자
  • 자동차, 공연의 예를 떠올려보자
  • 애플리케이션 설계도 공연을 설계하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계이다.
  • 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자.

실무 고민

  • 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.
    • 인터페이스도 만들고 구현체도 만들고
    • 개발자가 구현된 코드가 안보여서 한 번더 열어봐야 됨
  • 기능을 확장할 가능성이 없다면 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후에 꼭 필요할 때 리팩토링을 해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.

Reference