객체 지향 설계와 스프링

 

스프링의 역사

2002년 로드 존슨이 책을 출간하며 시작

EJB의 문제점을 지적하며 없이도 고품질의 확장 가능한 어플리케이션을 개발할 수 있음을 보여주며 30000라인 이상의 기반 기술을 예제 코드로 선보였다.

스프링의 이름은 전통적인 J2EE(EJB)라는 겨울을 넘어 새로운 시작이라는 뜻으로 지었다.

스프링이란?

스프링 생태계

필수

스프링 프레임 워크 (핵심)

스프링 부트 (보조)

선택

스프링 데이터

스프링 세션

스프링 시큐리티

스프링 Rest Docs : API 문서화를 편리하게 해준다.

스프링 배치

• 데이터를 배치처리하는데 특화된 기술
• ex) 1000건씩 데이터 처리 저장 , 반복

스프링 클라우드

스프링 프레임워크

• 핵심기술 : 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹 기술 : 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술 : 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
• 기술 통합 : 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트 : 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린, 그루비
• 최근 스프링 부트를 통해 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용 가능해짐

스프링 부트

• 스프링을 편리하게 사용할 수 있도록 지원, 최근에는 기본으로 사용
• 단독으로 실행할 수 있는 스프링 애플리케이션을 쉽게 생성
• Tomcat 같은 웹 서버를 내장해 별도의 웹 서버를 설치하지 않아도 된다.
• 손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성 제공
• 스프링 3rd parth(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정

스프링 단어?

스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다르게 사용된다.

• 스프링 DI 컨테이너 기술 (스프링 핵심 기술)
• 스프링 프레임워크
• 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계

스프링의 핵심 개념, 컨셉

• 웹 애플리케이션을 만들고, DB접근 편리하게 해주는 기술?
• 전자정부 프레임워크?
• 웹 서버도 자동으로 띄워주고?
• 클라우드, 마이크로 서비스?

⇒ 핵심이 아닌 결과물일 뿐이다.

스프링의 진짜 핵심

• 스프링은 자바 언어 기반의 프레임 워크
• 자바 언어의 가장 큰 특징 - 객체 지향 언어
• 스프링은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임 워크
• 스프링은 좋은 객체 지향 어플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크

좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 프로그래밍

• 개념객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.
• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명렁어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러개의 독립된 단위, 즉 “객체"들의 모임으로 파악하고자 하는것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받고 , 데이터를 처리할 수 있다 (협력)

유연하고, 변경이 용이하단 말은?

• 레고 블럭 조립하듯이
• 키보드, 마우스 갈아 끼우듯이
• 컴퓨터 부품 갈아 끼우듯이
• 컴포넌트를 쉽고 유연하게 변경하면서 개발할 수 있는 방법

⇒ 객체 지향의 핵심 : 다형성 (Polymorphism)

다형성의 실세계 비유

• 실세계와 객체 지향을 1:1로 매칭하면 안된다.
• 그래도 실세계의 비유로 이해하기는 좋다.
• 역할과 구분으로 비유가 가능하다.

⇒ 클라이언트의 영향을 주지않고, 새로운 기능을 제공을 할 수 있다.

왜? 역할과 구분으로 구현을 하였기 때문..

역할과 구현을 분리

자바언어

• 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

자바는 어떻게 언어의 다형성을 가졌을지 생각해보자 ..

• 오버라이딩을 떠올려 보자
• 오버라이딩[참고]
• 코딩교육 티씨피스쿨
• 상속 관계에 있는 부모 클래스에서 이미 정의된 메소드를 자식 클래스에서 같은 시그니쳐를 갖는 메소드로 다시 정의하는 것.
• 오버라이딩은 자바 기본 문법
• 오버라이딩 된 메서드가 실행된다.
• 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 물론 클래스 상속 관계도 다형성, 오버라이딩 적용 가능

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야한다.
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다. (본질)

정리

1. 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있다.
2. 유연하고 변경이 용이하다.
3. 확장 가능한 설계
4. 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경이 가능하다.
5. 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다.

한계

1. 역할(인터페이스) 자체가 변하면, 클라이언트 , 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
2. 자동차를 비행기로 변경해야 한다면?
3. 대본 자체가 변경된다면?
4. USB 인터페이스가 변경된다면?
5. 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요하다.

스프링과 객체지향

• 다형성이 가장 ! 중요하다
• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.
• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형성을 활용해 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.
• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이! 구현을 편리하게 변경 가능하다.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

• 면접에도 나올 수 있다.

SOLID

클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙 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 (Dependency inversion principle)

SRP 단일 책임 원칙

• 정리
  • 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
  • ex) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

OCP 개방-폐쇄 원칙 (제일 중요)

• 정리
  • 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
  • 다형성을 활용해보자
  • 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현
  • 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 알아보자
• 문제점
  • MemberService 클라이언트가 구현 클래스 직접 선택
  • 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.
  • 분명 다형성을 사용했는데 OCP 원칙을 지킬 수는 없다.
  • 객체를 생성하고 연관관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요

LSP 리스코프 치환 원칙

• 정리
  • 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.
  • 단순 컴파일에 성공하는 것을 넘어서는 이야기

ISP 인터페이스 분리 원칙

• 정리
  • 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
  • 자동차 인터페이스 → 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
  • 사용자 클라이언트 → 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
  • 분리하면 정리 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않는다.
  • 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

DIP 의존관계 역전 원칙

• 정리
  • 프로그래머는 “ 추상화에 의존해야지, 구체화에 의존하면 안된다.” 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.
  • 쉽게 이야기해 구현 클래스에 의존 X , 인터페이스에 의존해라
  • 역할(Role)에 의존하게 해야한다는 것과 같다. 객체 세상도 클라이언트가 인터페이스에 의존해야 유연하게 구현체를 변경 할 수 있다. 구현체에 의존하게 되면 변경이 아주 어려워진다.
  ⇒ 두가지, 구현체와 인터페이스를 철저하게 분리해야한다.

종합

• 객체 지향의 핵심은 다형성
• 다형성 만으로는 쉽게 부품 갈아 끼우듯이 개발이 불가하다.
• 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경된다.
• 다형성 만으로는 OCP,DIP를 지킬 수 없다.
• 뭔가 더 필요하다.

스프링의 기능

• 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

최종

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자
• 자동차, 공연의 예를 떠올리자
• 애플리케이션 설계도 공연을 설계 하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계
• 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자

[ 실무적 고민 ]

• 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생
• 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해 인터페이스를 도입하는 것도 방법

책 추천

• 객체 지향 책 추천 : 객체지향의 사실과 오해
• 스프링 책 : 토비의 스프링
• JPA 책 추천 : 자바 ORM 표준 JPA 프로그래밍