[Spring Boot] 1. 객체 지향 설계와 스프링

김영한 스프링 핵심 원리 - 기본편 정리

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

목차

• 스프링이란?
• 좋은 객체 지향 프로그래밍이란?
• 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙
• 객체 지향 설계와 스프링

 

스프링이란?

스프링은 여러가지 기술의 모음이다.

필수	선택
- 스프링 프레임워크 : 자바 플랫폼을 위한 오픈소스 애플리케이션 프레임워크 - 스프링 부트 : 여러 스프링 기술을 편리하게 사용하게 해줌	- 스프링 데이터 - 스프링 세션 - 스프링 시큐리티 등

 

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
기술통합	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 핵심

스프링은 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

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좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 프로그래밍

컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러개의 독립된 단위, 즉 객체들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력)

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다
-> 다형성 (Polymorphism)

다형성의 실세계 비유

• 역할과 구현으로 세상을 구분

ex1 )

• k3에서 아반떼로 자동차를 바꾸어도 운전자에게는 영향이 없다.
• 자동자 역할에 대한 구현만 바뀌었기 때문 -> 유연하고 변경이 용이
• 운전자는 자동차의 내부 구조를 몰라도 된다.
• 내부적으로 변경되어도 자동차 역할을 한다면 운전자에게는 영향이 가지 않는다.
• 다른 자동차로 바뀌거나, 새로운 자동차가 나오더라도 기존 자동차 역할을 할 수 있다면,
  자동차 세상을 무한 확장 가능하다.

=> 클라이언트에게 영향을 주지 않고 새로운 기능을 제공할 수 있다.
=> 새로운 자동차가 나와도 클라이언트를 바꿀 필요가 없다.

역할과 구현으로 나누었기 때문에, 변경 가능한 대체 가능성이 생긴다.
=> 유연하고 변경에 용이하다는 뜻이다.

 

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 언어

• 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

 

객체의 협력이라는 관계부터 생각

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

자바 언어의 다형성

• 오버라이딩은 자바 기본 문법
• 오버라이딩된 메서드가 실행됨
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

 

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력 이라는 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

한계

역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.

• ex) 자동차를 비행기로 변경 한다면?

 

스프링과 객체 지향

• 다형성이 가장 중요하다.
• 스프링은 다형성을 극대화해서 사용할 수 있게 도와준다.
• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존 관계 주입(DI)은
  다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯, 공연 무대의 배우를 선택하듯 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

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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 한다.
• 중요한 기준은 변경
  변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것이다.
• ex) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

OCP (Open / Closed principle) : 개방 - 폐쇄 원칙

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려있으나, 변경에는 닫혀 있어야 한다.
• 다형성을 활용해라. -> 역할과 구현의 분리 생각
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어 새로운 기능 구현
• 문제점
  MemberService 클라이언트가 구현 클래스 직접 선택
  -> 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
  -> 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.
  => 객체를 생성하고, 연관관계를 매정주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.

public class MemberService {
    private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();    // 기존 코드
    private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();      // 변경 코드
}

LSP (Liskov substitution principle) : 리스코프 치환 원칙

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다.
• 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것, 다형성을 지원하기 위한 원칙, 인터페이스를 구현한 구현체는 믿고 사용하려면, 이 원칙이 필요하다.
• 단순히 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기
• ex) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능, 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반, 느리더라도 앞으로 가야함

ISP (Interface segregation principle) : 인터페이스 분리 원칙

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러개가 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 (Dependency inversion principle) : 의존 관계 역전 원칙

• 프로그래머는 "추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다."
  의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해 구현 클래스에 의지하지 말고, 인터페이스에 의지하라는 뜻
• 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야한다는 것과 같다.
• 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다.
  구현체에 의존하게 되면 변경이 어려워진다.

ex) DIP 위반

• MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스에도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 구현 클래스 직접 선택

public class MemberService {
    // private MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
    private MemberRepository memberRepository = new JdbcMemberRepository();
}

정리
- 객체지향의 핵심은 다형성
- 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아끼우듯 개발 불가
- 다형성 만으로는 구현 객체 변경할 때 클라이언트코드도 함께 변경된다.
- 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다.
=> 뭔가 더 필요하다.

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객체 지향 설계와 스프링

스프링인데 자바의 객체 지향 이야기가 왜 나올까?

OCP, DIP가 다형성만으로는 위배가 되는데, 이를 해결하기 위한 방법이 스프링 프레임워크다.
스프링에선 OCP, DIP가 가능하면서 다형성을 지원한다.

• DI(Dependency Injection) : 의존 관계, 의존성 주입
• DI 컨테이너 제공

DI 컨테이너를 통해 의존성이 주입되며 OCP, DIP 원칙을 지킬 수 있어,
클라이언트의 코드 변경 없이 확장이 가능해진다.

정리
- 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자.
- 애플리케이션 설계도 공연을 설계하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체지향 설계다.
- 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자.

실무 고민
- 인터페이스 도입 시 추상화 비용 발생
- 기능 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해 인터페이스를 도입하는 것도 한 방법이다.
=> 장점이 단점을 넘어설 때 사용해라