[스프링 핵심 원리 - 기본편] 객체 지향 설계와 스프링

이 글은 스터디를 진행하며 '스프링 핵심 원리 - 기본편 (김영한)' 강의를 듣고 정리한 글입니다.

 

스프링이란?

- 자바 언어 기반의 프레임워크

- 자바 언어의 가장 큰 특징 - 객체 지향 언어

- 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크

- 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크

 

스프링 프레임워크

- 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
- 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
- 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML
- 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
- 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 내장
- 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

 

좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 프로그래밍

객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메세지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력)

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에서 많이 사용된다.

 

다형성(Polymorphism)

역할(Interface)과 구현(Implementation)을 분리

- 자바 언어의 다형성을 활용

  - 역할 = 인터페이스

  - 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체

- 객체를 설계할 때 역할과 구현을 명확히 분리

- 객체 설계시 역할(인터페이스)를 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기

 

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 언어의 다형성

- 오버라이딩(Overriding)

- 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.

 

역할과 구현을 분리 - 한계

- 역할(인터페이스)가 변하면, 모두에 큰 변경이 발생한다.

- 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

 

스프링과 객체 지향

- 다형성이 가장 중요

- 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 해준다.

- 스프링의 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있게 지원한다.

 

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

클린 코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리

- SRP(Single Reponsibility Principle) : 단일 책임 원칙

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

- LSP(Liskov Substitution Principle) : 리스코프 치환 원칙

- ISP(Interface Segregation Principle) : 인터페이스 분리 원칙

- DIP(Dependency Inversion Principle) : 의존관계 역전 원칙

 

SRP 단일 책임 원칙

- 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.

- 하나의 책임이라는 것은 모호하다.

  - 클 수 있고, 작을 수 있다.

  - 문맥과 상황에 따라 다르다.

- 중요한 것은 변경. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것 (ex. UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리)

 

OCP 개방-폐쇄 원칙 🌟

- 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다

- 다형성을 활용하자

- 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현 (역할과 구현의 분리)

위 예시의 문제점

- MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택

MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); // 기존 코드

MemberRepository m = new JdbcMemberRepository(); // 변경 코드

- 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.

- 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.

 -> 객체를 생성하고, 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요! (스프링 컨테이너가 해결해줌. DI, IOC 컨테이너..)

 

LSP 리스코프 치환 원칙

- 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 꺠드리지 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 성공을 넘어서는 이야기

- 예 ) 자동차 인터페이스의 엑셀은 앞으로 가라는 기능. 뒤로 가게 구현하면 LSP 위반! 느리더라도 앞으로 가야함

 

ISP 인터페이스 분리 원칙

- 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다

- 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리

- 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비 클라이언트로 분리

- 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음

- 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다

 

DIP 의존 관계 역전 원칙 🌟

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

- 쉽게 이야기해서 구현 클래스(배우)에 의존하지 말고, 인터페이스(역할)에 의존하라는 뜻

- 앞에서 이야기한 역할(Role)에 의존하게 해야 한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경할 수 있다. 구현체가 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.

 

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

 

- 위 코드에서 OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.

- MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택

- DIP 위반

 

정리

- 객체 지향의 핵심은 다형성

- 다형성 만으로는 쉽게 부품 갈아 끼우듯 개발할 수 없다!

- 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.

- 다형성 만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다. 뭔가 더 필요하다..

 

객체 지향 설계와 스프링

스프링 이야기에 왜 객체 지향 이야기가 나오는가?

- 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

 

실무 고민

- 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.

- 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩토링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.