[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.