[Spring/스프링 핵심 원리 - 기본편 ] 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

김영한님의 인프런 [스프링 핵심 원리 - 기본편]강좌를 참고하여 작성하였습니다. 

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%EA%B8%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8/dashboard

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

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새로운 할인 정책 개발

고정 금액 할인 -> 정률% 할인

RateDiscountPolicy 추가

//RateDiscountPolicy.java

package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy{

    private  int discountPercent =10;

    @Override
    public int discount(Member member, int price) {
        if (member.getGrade()== Grade.VIP){
            return price * discountPercent/100;
        }else {
            return 0;
        }

    }
}

ctrl+shift+T -> 테스트 파일 생성

//RateDiscountTest.java

package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;


class RateDiscountPolicyTest {
    RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();

    @Test
    @DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되어야 한다.")
    void vip_o() {
        //given
        Member member = new Member(1L, "memberVIP", Grade.VIP);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        Assertions.assertThat(discount).isEqualTo(1000);
    }

    @Test
    @DisplayName("VIP가 아니면 할인이 적용되지 않아야 한다.")
    void vip_x() {
        //given
        Member member = new Member(2L, "memberBASIC", Grade.BASIC);
        //when
        int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
        //then
        Assertions.assertThat(discount).isEqualTo(0);
    }
}

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새로운 할인 정책 적용과 문제점

클라이언트인 OrderServiceImpl 수정

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
    // private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
    private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
}

• 역할과 구현 충실하게 분리 - OK
• 다형성 활용, 인터페이스와 구현 객체를 분리 -OK
• OCP,DIP같은 객체지향 설계 원칙을 충실시 준수했다. 
  • -> 그렇게 보이지만 사실은 아니다.
• DIP: 주문서비스 클라이언트 OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존하면서 DIP를 지킨 것 같은데?
  • ->클래스 의존 관계분석. 추상(인터페이스)뿐만 아니라 '구체(구현)클래스에도 의존'하고 있다. 
    
    • 추상(인터페이스 의존): DiscountPolicy
    • 구체(구현)클래스: FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy
• OCP: 변경하지 않고 확장할 수 있다고 했는데!
  • -> 지금 코드는 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 준다! 따라서 OCP 위반. 
  • = FixDiscountPolicy에서 RateDiscountPolicy로 변경하는 순간 OrderServiceImpl의 코드를 수정하게 된다. 

어떻게 문제를 해결할 수 있을까?

• 클라이언트 코드인 OrderServiceImple은 DiscountPolicy의 인터페이스 뿐만 아니라 구체 클래스도 함께 의존한다. 
• 그래서 구체 클래스 변경할때 클라이언트 코드도 함께 변경해야 함. 
• DIP위반-> 추상에만 의존하도록 변경(인터페이스에만 의존)
• DIP를 위반하지 않도록 인터페이스에만 의존하도록 의존 관계를 변경하면 된다.

인터페이스에만 의존하도록 설계를 변경하자

//private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPilicy();
private final DiscountPolicy discountPolicy;

 

• 인터페이스에만 의존하도록 설계와 코드를 변경했다. 
• "그런데 구현체가 없는데 어떻게 코드를 실행할 수 있을까?"
• 실제 실행시 NPE(Null pointer exception)가 발생한다.  

해결방안

이 문제를 해결하려면 누군가가 클라이언트인 OrderServiceImpl에 DiscountPolicy의 구현 객체를 대신 생성하고 주입해주어야 함

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관심사의 분리

• 배우는 본인의 역할인 배역을 수행하는 것에만 집중해야 한다. 
• 공연 기획자를 만들고, 배우와 공연 기획자의 책임을 확실히 분리하자. 

AppConfig 등장

• 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, "구현 객체를 생성"하고, "연결"하는 책임을 가지는 별도의 설정 클래스를 만들자. 

//AppConfig.java

package hello.core;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;
public class AppConfig {
 public MemberService memberService() {
 return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
 }
 public OrderService orderService() {
 return new OrderServiceImpl(
 new MemoryMemberRepository(),
 new FixDiscountPolicy());
 }
}

• AppConfig는 애플리케이션의 실제 동작에 필요한 구현 객체를 생성
• AppConfig는 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해서 주입(연결)해준다. 

//MemberServiceImple.java

package hello.core.member;
public class MemberServiceImpl implements MemberService {
 private final MemberRepository memberRepository;
 public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
 this.memberRepository = memberRepository;
 }
 public void join(Member member) {
 memberRepository.save(member);
 }
 public Member findMember(Long memberId) {
 return memberRepository.findById(memberId);
 }
}

• 설계 변경으로 'MemberServiceImpl'은 'MemoryMemberRepository'를 의존하지 않는다. 
• 단지 'MemberRepository'인터페이스만 의존한다. 
• 'MemberServiceImpl'입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지(주입될지)는 알 수 없다. 
• 'MemberServiceImpl'의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체를 주입할지는 오직 외부 'AppConfig'에서 결정된다.
• 'MemberServiceImpl'은 이제부터 '의존관계에 대한 고민은 외부'에 맡기고 '실행에만 집중'하면 된다. 

• 객체의 생성과 연결은 'AppConfig'가 담당한다.
• 'DIP 완성: 'MemberServiceImpl'은 'MemberRepository'인 추상에만 의존하면 된다. 이제 구체 클래스를 몰라도 된다.
• "관심사의 분리": 객체를 생성하고 연결하는 역할과 실행하는 역할이 명확히 분리되었다.

• 'appConfig'객체는 'MemoryMemberRepository'객체를 생성하고 그 참조값을 'memberServiceImpl'을 생성하면서 생성자로 전달한다. 
• 클라이언트인 'MemoryServiceimpl'입장에서 보면 의존관계를 마치 외부에서 주입해주는 것 같다고 해서 DI(Dependency Injection)우리말로 의존관계 주입 또는 의존성 주입이라 한다.

//OrderServiceImpl.java

package hello.core.order;
import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberRepository;
public class OrderServiceImpl implements OrderService {
 private final MemberRepository memberRepository;
 private final DiscountPolicy discountPolicy;
 public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy 
discountPolicy) {
 this.memberRepository = memberRepository;
 this.discountPolicy = discountPolicy;
 }
 @Override
 public Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice) {
 Member member = memberRepository.findById(memberId);
 int discountPrice = discountPolicy.discount(member, itemPrice);
 return new Order(memberId, itemName, itemPrice, discountPrice);
 }
}

//OrderApp.java

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.Order;
import hello.core.order.OrderService;
public class OrderApp {
 public static void main(String[] args) {
 AppConfig appConfig = new AppConfig();
 MemberService memberService = appConfig.memberService();
 OrderService orderService = appConfig.orderService();
 long memberId = 1L;
 Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
 memberService.join(member);
 Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
 System.out.println("order = " + order);
 }
}

테스트 코드 수정

class MemberServiceTest {
 MemberService memberService;
 @BeforeEach
 public void beforeEach() {
 AppConfig appConfig = new AppConfig();
 memberService = appConfig.memberService();
 }
}

class OrderServiceTest {
 MemberService memberService;
 OrderService orderService;
 @BeforeEach
 public void beforeEach() {
 AppConfig appConfig = new AppConfig();
 memberService = appConfig.memberService();
 orderService = appConfig.orderService();
 }
}

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AppConfig 리팩터링

현재 AppConfig는 '중복'이 있고 '역할'에 따른 '구현'이 잘 안 보인다. 

Ctrl+Alt+m 은 리팩토링

//AppConfig.java

public class AppConfig {

    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    private MemoryMemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    public OrderService orderService(){
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(),discountPolicy());
    }

    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        return new FixDiscountPolicy();
    }

}

 

• 'new MemoryMemberRepository()'부분 중복 제거. 
• 'AppConfig'를 보면 역할과 구현 클래스가 한눈에 들어온다. 애플리케이션 전체 구성이 어떻게 되어있는지 빠르게 파악할 수 있다. 

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새로운 구조와 할인 정책 적용

//AppConfig.java

public class AppConfig {

    public MemberService memberService(){
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    private MemoryMemberRepository memberRepository() {
        return new MemoryMemberRepository();
    }

    public OrderService orderService(){
        return new OrderServiceImpl(memberRepository(),discountPolicy());
    }

    public DiscountPolicy discountPolicy(){
        return new RateDiscountPolicy();
    }

}

• 'AppConfig'에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 'FixDiscountPolicy' -> 'RateDiscountPolicy'객체로 변경
• 앞으로 할인 정책을 변경할때는 'AppConfig'만 변경하면된다. 클라이언트 코드인 'OrderServiceImpl'를 포함해서 '사용 영역'의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다. 
• '구성 영역'은 당연히 변경된다. 구성 역할을 담당하는 'AppConfig'를 애플리케이션이라는 공연의 기획자로 생각하자. 공연 기획자는 공연 참여자인 구현 객체들을 모두 알아야 한다. 

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전체 흐름 정리

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좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

SRP 단일 책임 원칙 - "한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다."

• 클라이언트 객체(orderService ...)는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 가지고 있음
• SRP 단일 책임 원칙을 따르면서 관심사를 분리함
• 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 AppConfig가 담당
• 클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당

DIP 의존관계 역전 원칙 

- "프로그래머는 '추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.' 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다."

• 클라이언트코드가 'DiscountPolicy' 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드를 변경.
• 하지만 클라이언트 코드는 인터페이스만으로는 아무것도 실행할 수 없다.
• AppConfig가 'FixDiscountPolicy'객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해서 클라이언트 코드에 의존관계를 주입했다. 이렇게 해서 DIP원칙을 따르면서 문제도 해결. 

OCP -  "소프트웨어 요소는 확장에는 열려있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다. 

• 다형성 사용하고 클라이언트가 DIP를 지킴
• 애플리케이션을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
• AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 로 변경해서 클라이언트 코드에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
• "소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫혀 있다!"

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IoC, DI, 그리고 컨테이너

제어의 역전 IoC(Inversion of Control)

• 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다. 한마디로 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종했다. 
• 반면에 AppConfig가 등장 이후엔 구현 객체는 자신의 로직을 실생하는 역할만 담당한다. 예를들어 'OrderServiceImpl'은 필요한 인터페이스들을 호출하지만 어떤 구현 객체들이 실행될지 모른다. 
• 프로그램에 대한 제어 프름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있다. 심지어 'OrderServiceImpl'도 AppConfig가 생성한다. 그리고 AppConfig는 OrderServiceImpl이 아닌 OrderService 인터페이스의 다른 구현 객체를 생성하고 실행할 수도 있다.
• 이렇듯 프로그램의 제어흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전 (IoC)이라 한다. 
• "프레임워크 vs 라이브러리"
  • 프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다. (JUnit)
    • 본인만의 Lifecycle도 존재.  나는 필요한 부분만 개발. 제어권을 넘기는 것. 
  • 반면에 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 프레임 워크가 아니라 라이브러리다.

의존관계 주입 DI (Dependency Injection)

• OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른다.
• 의존관계는 "정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계" 둘을 분리하여 생각해야 한다.
• 정적인 클래스 의존관계
  • 클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존관계를 쉽게 판단할 수 있다. 정적인 의존관계는 애플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있다. 
  • 아래 클래스 다이어그램을 보면 OrderServiceImpl은 MemberRepository, DiscountPolicy에 의존한다. 
  • 그러나 이러한 클래스 의존관계만으로는 실제 어떤 객체가 OrderServiceImpl에 주입 될지 알 수 없다. 

• 동적인 객체 인스턴스 의존 관계
  • 애플리케이션 실행 시점에 실제 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계다.
  • 애플리케이션 실행 시점(런타임)에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 실제 의존관계가 연결 되는 것을 의존관계 주입(DI)이라 한다. 
  • 객체 인스턴스를 생성하고, 그 참조값을 전달해서 연결 ( 자바는 참조로 연결 )
  • 의존관계 주입을 사용하면 클라이언트 코드를 변경하지 않고, 클라이언트가 호출하는 대상의 타입 인스턴스 변경이 가능하다. 
  • 의존관계 주입을 사용하면 정적인 클래스 의존 관계를 변경하지 않고, 동적인 객체 인스턴스 의존관계를 쉽게 변경할 수 있다. (정적인 다이어그램은 전혀 건들이지 않아도 된다. = 애플리케이션 코드에 손대지 않는다.)

 

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

• AppConfig처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해 주는 것을 IoC 컨테이너 또는 DI 컨테이너라 한다. 
• 최근엔 의존관계 주입에 초점을 맞추어 주로 DI 컨테이너라고 함. 
• 또는 어샘블러, 오브젝트 팩토리 등으로 불리기도 함. 
• 하나하나 레고처럼 두고 조립하는 느낌

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스프링으로 전환하기

//AppConfig.java

package hello.core;
import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberRepository;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class AppConfig {
 @Bean
 public MemberService memberService() {
 return new MemberServiceImpl(memberRepository());
 }
 @Bean
 public OrderService orderService() {
 return new OrderServiceImpl(
 memberRepository(),
 discountPolicy());
 }
 @Bean
 public MemberRepository memberRepository() {
 return new MemoryMemberRepository();
 }
 @Bean
 public DiscountPolicy discountPolicy() {
 return new RateDiscountPolicy();
 }
}

• @Configuration : 설정구성을 의미
• @Bean 을 각 메소드에 달아주어 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록해준다.

//MemberApp.java

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
public class MemberApp {
 public static void main(String[] args) {
// AppConfig appConfig = new AppConfig();
// MemberService memberService = appConfig.memberService();
 ApplicationContext applicationContext = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
 MemberService memberService =
applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
 Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);
 memberService.join(member);
 Member findMember = memberService.findMember(1L);
 System.out.println("new member = " + member.getName());
 System.out.println("find Member = " + findMember.getName());
 }
}

• ApplicationContext : 스프링 컨테이너. 모든 것(@Bean)을 다 관리해준다.
• AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class) : AppConfig를 매개변수로 넣어주면 그 안에 있는 환경설정정보를 가지고 스프링이 @Bean을 스프링 컨테이너에 등록하고 관리해준다. 
• 이제는 스프링 컨테이너인 applicationContext를 이용하여 접근. ( applicationContext.getBean("이름", 반환타입);

• 로그 중 Creating shared instance of singleton bean~ 상위 5개는 스프링이 필요해서 등록하는 빈. 
• 아래의 Creating shared instance of singleton bean 'memberService' 등등 다섯개는 @Bean을 달아준 것들을 등록했다는 의미. 

//OrderApp.java

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.Order;
import hello.core.order.OrderService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
public class OrderApp {
 public static void main(String[] args) {
// AppConfig appConfig = new AppConfig();
// MemberService memberService = appConfig.memberService();
// OrderService orderService = appConfig.orderService();
 ApplicationContext applicationContext = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
 MemberService memberService =
applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
 OrderService orderService = applicationContext.getBean("orderService",
OrderService.class);
 long memberId = 1L;
 Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
 memberService.join(member);
 Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
 System.out.println("order = " + order);
 }
}

• 스프링 컨테이너
  • ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다. 
  • 기존에는 개발자가 'AppConfig'를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용한다. 
  • 스프링 컨테이너는 @Configurarition 이 붙은 AppConfig를 설정(구성)정보로 사용한다. 여기서 @Bean이 붙은 메서드를 모두 호출하여 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록한다. 
  • applicationContext.getBean()메서드를 사용하여 스프링 빈을 찾을 수 있다.