객체 지향 설계와 스프링

스프링 핵심 원리

스프링이란?

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너 , AOP, 이벤트 , 기타
• 웹기술 : 스프링 MVC , 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술: 트랜잭션 , JDBC, ORM 지원 , XML 지원
• 기술 통합 : 캐시 , 이메일 , 원격접근, 스케쥴링
• 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린 , 그루비
• 최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용

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 제곡
• 관례에 의한 간결한 설정
• 스프링 프레임워크와 별도로 사용할 수 있는 게 아님

스프링 단어?

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

스프링의 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

객체 지향 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성
• 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법
• 클라이언트에게 영향을 주지 않고 새로운 기능을 제공할 수 있음
  • 역할과 구현으로 세상을 구분했기에 가능한 일
  • 새로운 자동차가 나와도 운전자가 새로운 운전 방법을 배울 필요가 없는 것처럼
  • 자동차의 종류에 따라 운전자가 배워야하는게 달라지지 않는 것처럼
  • 운전자는 자동차의 내부 구조를 몰라도 됨

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 구현할 클래스 , 구현 객체
  • 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리
  • 객체 설계시 역할(인터페이스)를 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

• 오버라이딩을 떠올려보자
• 오버라이딩은 잡 기본 문법
• 오버라이딩 된 메서드가 실행
• 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 협력이라는 객체 사이의 관계에서 시작해야함
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 바꿀 수 있음

역할과 구현을 분리

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있
• 유연하고, 변경이 용이
• 확장 가능한 설계
• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능
• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요
• 한계
  • 역할(인터페이스) 자체가 변하면 , 클라이온트, 서버 모두에 큰 변경이 발생함
  • 자동차를 비행기로 변경하는 경우 - 운전자가 새로운 방법을 배워야함
  • 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! 공연무대의 배우를 선택하듯이! 구현을 편리하게 변경할 수 있다.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

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 (Depedency inversion principle)

SRP 단일 책임 원칙(Singe responsibility principle)

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

OCP 개방 - 폐쇄 원칙 (Open/closed principle)

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫쳐 있어야한다.
• 다형성을 활용해보자
• 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
• 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자
• 그런데 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없는 경우가 있음
  • 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.(스프링 컨테이너가 해주는 것)

LSP 리스코프 치환 원칙( Liskov substitution principle)

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야한다.
• 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
• 예) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능 ,뒤로 가게 구현하면 LSP 위반 , 느리더라고 앞으로 가야함

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 (Depedency inversion principle)

• 프로그래머는 “추상화에 의존해야지 , 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
• 쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
• 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다! 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.

DIP 의존관계 역전 윈칙 ( Dependency inversion principle)

• 그런데 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.
• MemberService 클라이언트가 구현 클래스(MemoryMemberRepository)를 직접 선택
  • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();
• DIP 위반
• 객체 지향의 핵심은 다형성
• 다형성 만으로는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.
• 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.
• 다형성 만으로는 OCP, DIP 를 지킬 수 없다.
• 뭔가 더 필요하다.

객체 지향 설계와 스프링

• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP , DIP를 가능하게 지원
  • DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공
• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장
• 쉽게 부품을 교체하듯이 개발
• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자
  • 어떤 형태의 데이터베이스를 쓸 지 정해지지 않아도 개발 가능함
  • 예를 들어 할인 정책이 구체적으로 정해지지 않았을 때에도 간단하게 인터페이스 만들고 개발할 수 있음
• 실무 고민
  • 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생함
  • 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구현 클래스를 직접 바로 사용하고 , 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.