1. Spring framework

Spring framework는 소규모 애플리케이션 또는 기업용 애플리케이션을 자바로 개발하는 데 있어 유용하고 편리한 기능을 제공하는 프레임 워크이다.

1.1. 역사

  • 2003년 등장 (개발은 그 이전부터 이미 진행됐지만)
    • 등장시 Java EE1 표준과 싸우는 것처럼 보였지만 실제로는 Java EE 스팩 구현 모음체(+alpha).
    • Servlet, WebSocket, Bean Validation, JPA, Dependency Injection(DI), …
  • 최근까지 주로 서블릿 기반 애플리케이션을 만들 때 사용해 옴.
  • 스프링 5부터는 WebFlux 지원으로 서블릿 기반이 아닌 서버 애플리케이션도 개발할 수 있게 지원

1.2. 디자인 철학

  • 모든 선택은 개발자의 몫. (ex> Spring이 특정 영속화 기술을 강요하지 않는다.)
  • 다양한 관점을 지향한다. (유연성)
  • 하위 호환성을 지킨다. (노력)
  • API를 신중히 설계한다. (공들인다)
  • 높은 수준의 코드를 지향한다. (자랑)

1.3. 장점

  • 트랜젝션 관리
  • 각기 다른 데이터베이스의 연동 지원
  • 객체관계형 프레임워크(하이버네이트, 아이바티스)와 결합
  • 모든 필요한 이즈노성을 컨테이너에서 해결되도록 의존성 주입을 지원
  • REST 스타일 웹 서비스 지원

2. IoC 컨테이너

2.1. Spring IoC 컨테이너와 빈

Inversion of Control(IoC): 의존 관계 주입(Dependency Injection, DI)이라고도 하며, 어떤 객체가 사용하는 의존 객체를 직접 만들어 사용하는게 아니라, 주입 받아 사용하는 방법2을 말함

  • Spring IoC 컨테이너
    • BeanFactory : 가장 상위 Class, 객체 생성과 검색에 대한 기능
      • e.g) getBean(), 싱글톤/프로토타입
      • Application Component의 중앙 저장소
      • 빈 설정 소스로부터 빈 정의를 읽어들이고, 빈을 구성하고 제공한다.

  • 빈
    • Spring IoC 컨테이너가 관리하는 객체
    • 장점
      • 의존성 관리
      • Scope
        • 싱글톤(Default) : 하나
        • 프로토타입 : 매번 다른 객체
      • 라이프사이클 인터페이스 (e.g> @PostConstruct : 빈이 만들어진 직후 수행할 함수 지정)

  • ApplicationContext : 메시지, 프로필/환경 변수들을 처리할 수 있는 기능이 추가된다. (당연히 BeanFactory 기능도 할 수 있다.)
    • BeanFactory를 상속 받음
    • 메시지 소스 처리 기능3 (i18n)
    • 이벤트 발행 기능
    • 리소스4 로딩 기능
    Feature BeanFactory ApplicationContext
    Bean instantiation/wiring Yes Yes
    Automatic BeanPostProcessor registration No Yes
    Automatic BeanFactoryPostProcessor registration No Yes
    Convenient messageSource access (for i18n) No Yes
    ApplicationEvent publicaion No Yes
  • DI(Dependency Injection, 의존 주입)
    • 한 클래스가 다른 클래스의 method를 사용할 때 이를 '의존'이라고 한다.
    • 방식
      • 생성자
      • Setter


  • 참고)
    • 단순히 getter와 setter가 있으면 java bean이라 할 수 있다. 하지만 Spring에서 다루는 빈은 될 수 없다.
    • 프레임워크는 뼈대와 프로그래밍 방법을 제공한다.
    • 자바SE로 된 자바 객체(POJO5)를 JAVA EE에 의존적이지 않게 연결해준다.
    • [[Spring-boot]]{Spring boot}
      • Spring은 기능이 많은 만큼 환경 설정이 복잡함
      • 설정의 많은 부분을 자동화해준다.
        • 내장 Tomcat
        • 의존성 관리
        • 실행 환경 자동 설정

2.2. ApplicationContext와 다양한 빈 설정 방법

  • Spring IoC 컨테이너의 역할
    • 빈 instance 생성
    • 의존 관계 설정
    • 빈 제공

  • ApplicationContext
    • ClassPathXmlApplicationContext(XML) : 고전적인 방법, 번거롭다.
    • AnnotationConfigApplicationContext(Java) : Java 클래스들에서 정보를 읽어와 객체를 생성하고 초기화를 진행한다.
      • 위 클래스로 빈을 등록하는 방법
        1. 위 클래스 내부에 method를 정의하고, method 위에 @bean을 붙인다.
        2. 등록하고자 하는 클래스에 @componentScan(basePackage=DemoApp.class)를 붙인다.

  • 빈 설정
    • 빈 명세서
    • 빈에 대한 정의를 담고 있다.
      • 이름
      • Class
      • Scope
      • 생성자 argument(Constructor)
      • properties(setter)
      • etc…

  • Component Scan
    • 설정 방법
      • XML 설정에서는 context:component-scan (고전적 방법)
      • JAVA 설정에서는 @ComponentScan
    • 특정 패키지 이하의 모든 클래스 중에서 @Component 애노테이션을 사용한 클래스를 빈으로 자동 등록해준다.


  • 참고)
    • [[Spring-boot]]{Spring boot}
      • @springBootApplicaion
        • AppicationContext도 위 애노테이션을 통해 주입되기 때문에 바로 사용 가능하다.
        • @configuration이 붙는 Class를 생성할 필요도 없다.

2.3. @Autowired

  • 필요한 의존 객체의 타입에 해당하는 빈을 찾아 주입한다.
  • @Autowired(required: true) : Default값은 true (주입할 빈을 못 찾으면 애플리케이션 구동 실패)
  • 사용할 수 있는 위치
    • 생성자(Spring 4.3부터는 생략 가능)
    • 세터(Setter)
    • 필드

  • 같은 타입의 빈 개수에 따른 경우의 수
    • 0개
    • 1개
    • 2개 이상
      • 빈 이름(smallcase로 시작하는 class 이름)으로 시도
        • 같은 이름의 빈을 찾으면 해당 빈을 사용
        • 같은 이름의 빈을 못 찾으면 실패

  • 같은 타입의 빈 개수가 2개 이상일 때 해결하는 방법
    • @Primary : 가장 우선적인 빈을 주입하도록 지정 (추천, type-safe하기 때문)
    • List<>을 통해 해당 타입의 빈을 모두 주입받을 수 있다.
    • @Qualifier(value) : 해당 value로 지정해놓은 빈을 주입받는다. (value가 빈 이름이 될 수도 있다.)
    • 필드(변수)의 이름을 빈 이름과 동일하게 작성(추천하지는 않는 방법)

  • 동작 원리
    • BeanPostProcessor
      • 새로 만든 빈 instance를 수정할 수 있는 라이프 사이클 인터페이스
    • AutowiredAnnotationBeanPostProcessor (extends BeanPostProcessor)
      • Spring이 제공하는 @Autowired와 '@Value' annotation 그리고 JSR-330의 '@Inject' annotation을 지원하는 annotation 처리기
      • 수행 순서 (하기의 리스트는 긴 수행 과정 중의 일부분)
        1. PostProcessBeforeInitialization (BeanPostProcessor) : 이때 @Autowired를 처리하여 의존을 주입한다.
        2. Initializing Bean's afterPropertiesSet : 이때 @PostConstruct를 처리한다.
        3. PostProcessAfterInitialization (BeanPostProcessor)

  • 참고)
    • Application을 실행하고 'ApplicationRunner' Interface들을 모두 실행한다.
    • @PostConstruct
      • 생성자가 호출되는 시점에는 아직 빈이 초기화되지 않은 상태, 즉 아직 Bean이 주입되기 전이다.
        생성자에서 빈에 대한 초기화를 할 수 없으니 주입이 완료된 빈에 대해 초기화를 @PostConstruct가 설정된 method에서 할 수 있다.

2.4. @Component와 컴포넌트 스캔

  • @Component : 개발자가 직접 작성한 Class를 Bean으로 등록할 때 사용
    • 하위 annotation으로 나눈 이유 : annotation마다 특성을 갖고 있지만, 가독성에서도 해당 애노테이션을 갖는 클래스가 무엇을 하는지 알 수 있다.
    • @Repository
      • DAO의 메소드에서 발생할 수 있는 unchecked exception들을 스프링의 DataAccessException으로 처리할 수 있다.
    • @Service
    • @controller
    • @Configuration
      • @Bean으로 정의된 메소드들을 포함하며, 이 메소드는 Spring IoC Container에 의해 관리되는 오브젝트들의 instatiation, configuration, initialization 로직 등을 담당한다.
  • 컴포넌트 스캔
    • @Component와 @Service, @Repository, @Controller, @Configuration이 붙은 클래스 Bean들을 찾아 Context에 Bean 등록을 해주는 annotation
    • 주요 기능
      • 스캔 위치, 범위 설정
      • 필터 : 어떤 annotation을 스캔할지 또는 하지 않을지(include or exclude)
    • 동작 원리
      • @ComponentScan은 스캔할 package와 annoataion에 대한 정보
      • 실제 스캐닝은 ConfigurationClassPostProcessor라는 BeanFactoryPostProcessor에 의해 처리됨
      • scan을 먼저 수행하고, scan을 통하지 않는 빈 등록을 수행한다.
  • 참고)
    • @Bean : @Configuration으로 선언된 클래스 내에 있는 메소드를 정의할 때 사용한다. 이 메소드가 반환하는 객체가 bean이 되며, 메소드 이름이 bean의 이름이 된다.
    • @Bean vs @Component
      • @Bean은 개발자가 직접 제어할 수 없는 외부 라이브러리 등을 Bean으로 등록할 때 사용

    • Function을 사용한 빈 등록 ('@Bean'을 통한 빈 등록을 대체할 수 있지만, @ComponentScan을 대체하기엔 좋지 못한 방법)

      	  
public static void main(String[] args) {
	new SpringApplicationBuilder()
      .sources(DemoApplication.class)
      .initalizer((ApplicationContextInitializer<GenericApplicationContext>) applicationContext -> { 
          applicationContext.registerBean(MyBean.class);
      })
      .run(args);
}

2.5. 빈의 스코프

  • 스코프
    • 싱글톤
    • 프로토타입 : @scope("prototype")
      • Request
      • Session
      • WebSocket
      • …
  • 프로토타입 빈이 싱글톤 빈을 참조하면?
    • 아무 문제없음
  • 싱글톤 빈이 프로토타입을 참조하면?
    • 프로토타입 빈이 업데이트되지 않는다.
      (싱글톤 빈이 처음에 생성될 때 참조하는 프로토타입 빈의 property도 세팅이 되어 바뀌지 않는다.)
    • 업데이트 하려면
      • scoped-proxy
        • @scope(value="prototype", proxyMode="ScopedProxyMode.TARGET_CLASS") // '클래스 기반의 proxy로 해당 빈을 감싸라'
      • Object-Provider
        • ObjectProvider class;
        • 추천 X (코드에 스프링 코드가 추가되기 때문에 POJO스럽지 않다.)
      • Provider(표준)

  • 프록시



  • 싱글톤 객체 사용 시 주의할 점
    • property가 공유된다. (변수들의 값이 thread-safe하지 않기 때문에 조심해야 한다.)
    • ApplicationContext 초기 구동 시에 인스턴스 생성함 (구동 시에 모든 빈을 생성하느라 느릴 수 있다.)

내용 출처

footnote

  1. Java Platform Enterprise Edition, 자바를 이용한 서버측 개발을 위한 플랫폼. PC에서 동작하는 표준 플랫폼인 Java SE에 웹 애플리케이션 서버에서 동작하는 장애복구 및 분산 멀티티어(multi-tier)를 제공하는 자바 소프트웨어의 기능을 추가한 서버를 위한 플랫폼으로, 이전에는 J2EE라 불리었다. Java EE 스펙에 따라 제품으로 구현한 것을 웹 애플리케이션 서버(WAS)라 불린다. (출처 : 위키피디아) ↩

  2. 의존 객체를 변경하는데 유연하고, 유지보수에 용이하다. ↩

  3. 메시지 다국화 ↩

  4. 특정 위치에 있는 파일 등 ↩

  5. 단순히 평범한 자바 빈즈 객체 ↩