프로그래밍/Spring

[Spring] Section 1. 객체 지향 설계와 스프링

타나즈 2024. 6. 6. 13:07

1)개요

Spring Framework

 

자바 플랫폼을 위한 오픈소스 어플리케이션 프레임워크로서 엔터프라이즈급 어플리케이션을 개발하기 위한 모든 기능을 종합적으로 제공하는 경량화된 솔루션이다.

 

Spring 프레임워크의 역사 (로드 존슨이 최초 만들었던 3만줄의 Spring 코드로부터 시작)

  1. 2003년, Spring 프레임워크 1.0 출시 - XML로 설정
  2. 2006년, Spring 프레임워크 2.0 출시 - XML 편의 기능 지원
  3. 2009년, Spring 프레임워크 3.0 출시 - Java 코드로 설정
  4. 2013년, Spring 프레임워크 4.0 출시 - Java8
  5. 2014년, Spring Boot 1.0 출시
  6. 2017년, Spring 프레임워크 5.0과 Spring Boot 2.0 출시 - 리액티브 프로그래밍 지원
  7. 2020년 9월 현재, Spring 프레임워크 5.2.x, Spring Boot 2.3.x

 

2014년에 출시된 Spring Boot는 큰 전환점 중 하나였다.
Spring 프레임워크로 주로 웹 애플리케이션을 개발하는데, 이때 두 가지가 크게 어려웠음.

  1. 설정
  2. 웹 서버(Tomcat)에다가 Spring 코드 빌드해서 나온 war 파일을 집어넣고 배포하는 작업

 

 

Spring Framework 생태계

 

스프링부트 

  • 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 party(외부) 라이브러리 자동 구성
  • 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
  • 관례에 의한 간결한 설정

 

Spring에는 무수히 많은 서브 프로젝트가 있는데, 당연하게도 가장 중요한 것은 Spring Framework
Spring Framework 안에 포함된 기술은 다음과 같이 분류할 수 있다.

  • 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
  • 웹 기술: Spring MVC, Spring WebFlux
  • 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
  • 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
  • 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
  • 언어: Kotlin, Grovy
  • 최근에는 Spring Boot를 통해서 Spring Framework의 기술들을 편리하게 사용할 수 있다.

 

 

아무리 복잡한 기술도 처음 컨셉은 단순. 이 단순한 컨셉이 좋으면 기술이 점점 발전해 나가는 것이다.
Spring이 지금은 엄청나게 크고 복잡한 프로젝트지만, 최초에는 로드 존슨이 만든 3만줄의 코드에서 시작.

그럼 Spring의 핵심 개념은 무엇일까

Spring의 핵심은 다음과 같다.
Spring은 Java 언어 기반의 프레임워크로, Java 언어의 가장 큰 특징은 객체 지향 언어라는 것
Spring은 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내는 프레임워크
Spring은 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크

 

2)객체지향 및 다형성

객체 지향 특징

  • 추상화
  • 캡슐화
  • 상속
  • 다형성

객체 지향 프로그래밍

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

다형성

  • 다형성은 객체지향 프로그래밍의 핵심 원칙 중 하나로, 하나의 인터페이스, 메서드 또는 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 의미한다.
    동일한 인터페이스를 통해 서로 다른 작동 방식의 객체를 사용함으로써, 코드의 유연성과 재사용성이 높아진다.

 

 -다형성의 실세계 비유

역할과 구현으로 세상을 구분

-역할과 구현을 분리

 

• 실세계의 역할과 구현이라는 편리한 컨셉을 다형성을 통해 객체 세상으로 가져올 수 있음

• 유연하고, 변경이 용이

• 확장 가능한 설계

• 클라이언트에 영향을 주지 않는 변경 가능

• 인터페이스를 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

 

 

 

-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

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다

• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

 

3)좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

-스프링과 객체 지향

 

• 다형성이 가장 중요하다

• 스프링은 다형성을 극대화해서 이용할 수 있게 도와준다.

• 스프링에서 이야기하는 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI)은 다형구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원한다.

• 스프링을 사용하면 마치 레고 블럭 조립하듯이! 공연 무대의 배우를리하게 변경할 수 있다.

 

-좋은 객체지향 설계의 5가지 원칙

  • SRP(Single Responsibility Principle) : 단일 책임 원칙
  • OCP(Open/Close Principle) : 개방-폐쇄 원칙
  • LSP(Liskov Substitution Priciple) : 리스코프 치환 원칙
  • ISP(Interface Segregation Principle) : 인터페이스 분리 원칙
  • DIP(Dependency Inversion Principle) : 의존관계 역전 원칙

 

1. SRP 단일 책임 원칙(Single responsibility principle)

하나의 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙. 하지만, 실무를 하다보면 이 하나의 책임이라는 것이 상당히 모호하게 다가올 수 있다. 하나의 책임이 엄청나게 큰 책임일 수도 있고, 아주 조그마한 책임일 수도 있는 것. 이때, 중요한 기준은 ‘변경’. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 SRP를 잘 따른 것 예를 들어, UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리하는 것

 

2. OCP(Open/Close Principle, 개방-폐쇄 원칙) - 가장 중요한 원칙

소프트웨어 요소(컴포넌트)는 확장에는 열려있으나, 변경에는 닫혀있어야 한다는 원칙.
다형성만을 사용하게되면 한 가지 문제가 생긴다.
객체의 생성을 담당하는 클라이언트 코드가 구현체를 직접 선택해줘야 하기 때문에 ,

변경된 구현체로 새로 코드를 변경해줘야 한다.

즉 , 다형성만을 활용한다고 해서 제대로된 OCP를 지킬 수는 없다.
이를 해결하기 위해 객체를 생성하고 연관관계를 맺어주는 별도의 조립자(DI/IoC 컨테이너)가 필요.
이 역할을 Spring이 담당

 

3. LSP(Liskov Substitution Principle, 리스코프 치환 원칙)

객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다는 원칙.
‘자동차’ 라는 인터페이스가 있고 ‘엑셀’, ‘브레이크’ 라는 기능이 있다고 가정. 이때, 당연히 ‘엑셀’이라는 기능은 차를 앞으로 가게끔 하는 기능이어야하는데, 어떤 구현체가 ‘엑셀’ 기능에 차를 뒤로가게끔 로직을 짰다면 어떻게 될까? 컴파일 시점에서는 당연히 문제가 없겠지만, 프로그램의 정확성은 깨지게 된다. 즉, 인터페이스 규약에 맞게 구현체가 기능을 만들어야한다는 원칙이다.

 

4. ISP(Interface Segregation Principle, 인터페이스 분리 원칙)

범용적인 인터페이스 하나보다 구체적인 인터페이스 여러 개로 분리하라는 원칙.
’자동차’ 인터페이스 → ‘운전’ 인터페이스, ‘정비’ 인터페이스와 같이 분리.
위와 같이 구체적인 기능 하나하나로 인터페이스를 쪼개면 클라이언트 코드도 분리할 수 있다.
’정비’ 인터페이스 자체가 변해도, ‘운전자’ 클라이언트에 전혀 영향이 없다.
따라서, 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.

 

5. DIP(Dependency Inversion Principle, 의존관계 역전 원칙)

"구현체가 아니라 추상화에 의존해야 한다" 의존성 주입은 이 원칙을 따르는 방법 중 하나다.

쉽게 이야기해서 구현 클래스에 의존하지 말고, 인터페이스에 의존하라는 뜻
의존성을 내가 직접 적어주는게 아니라, 누군가로부터 주입받는다면 나는 추상화에만 의존할 수 있다.
즉, 객체를 생성하는 부분을 분리해야 한다.

 

객체 지향의 핵심은 다형성. 하지만, 다형성만을 가지고는 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.
구현 객체를 변경하기 위해 클라이언트 코드도 함께 변경해줘야하기 때문이다.

다형성만으로는 OCP, DIP를 지킬 수 없다. 

구현체를 주입해주는 DI/IoC 컨테이너가 필요

 

출처 : 김영한 스프링 핵심 원리