스프링 핵심 원리 기본편 11일차

# 스프링 핵심 원리 기본편

# 스프링 빈 설정 메타 정보_Bean Definition

• 스프링은 어떻게 이런 다양한 설정 형식을 지원하는 것일까? 그 중심에는 DeanDefinition 이라는 추상화가 있다.
• 쉽게 이야기해서 역할과 구현을 개념적으로 나눈 것이다.
• XML을 읽어서 BeanDefinition을 만들면 된다. 자바 코드를 읽어서 BeanDefinition을 만들면 된다. 스프링 컨테이너는 자바 코드인지, XML인지 몰라도 된다. 오직 BeanDefinition만 알면 된다.
• BeanDefinition을 빈 설정 메타정보라 한다.

@Bean, <Bean> 당 각각 하나씩 메타 정보가 생성된다.

• 스프링 컨테이너는 이 메타정보를 기반으로 스프링 빈을 생성한다.

• 코드 레벨로 조금 더 깊이 있게 들어가보면 아래와 같다.

• AnnotationConfigApplicationContext는 AnnotatedBeanDefinitionReader를 사용해서 AppConfig.class 를 읽고, BeanDefinition을 생성한다.
• GennericXmlApplicationContext는 XmlBeanDefinitionReader를 사용해서 appConfig.xml 설정 정보를 읽고 BeanDefinition을 생성한다.
• 새로운 형식의 설정 정보가 추가되면, XxxBeanDefinitionReader를 만들어서 BeanDefinition을 생성하면 된다.

## BeanDefinition 살펴보기

• BeanDefinition정보
• BeanClassName : 생성할 빈의 클래스 명(자바 설정 처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음)
• factoryBeanName : 팩토리 역할의 빈을 사용할 경우 이름, 예) appConfig
• factoryMethodName : 빈을 생성할 팩토리 메서드 지정, 예) memberService
• Scope : 싱글톤(기본값)
• lazyInit : 스프링 컨테이너를 생성할 때 빈을 생성하는 것이 아니라, 실제 빈을 사용할 때 까지 최대한 생성을 지연처리 하는지 여부
• InitMethodName : 빈을 생성하고, 의존관계를 적용한 뒤에 호출되는 초기화 메서드 명
• DestroyMethodName : 빈의 생명주기가 끝나서 제거하기 직전에 호출되는 메서드 명
• Constructor arguments, Properties : 의존관계 주입에서 사용한다. (자바 설정 처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음)

package hello.core.beandefinition;

import hello.core.AppConfig;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class BeanDefinitionTest {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig .class);

    @Test
    @DisplayName("빈 설정 메타정보 확인")
    void findApplicationBean() {
        String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
        for ( String beanDefinitionName : beanDefinitionNames ) {
            BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);

            if ( beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION ) {
                System.out.println("beanDefinitionName = " + beanDefinitionName +
                        " beanDefinition = " + beanDefinition);
            }
        }
    }
}

package hello.core.beandefinition;

import hello.core.AppConfig;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.support.GenericXmlApplicationContext;

public class BeanDefinitionTest {

//    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig .class);

    GenericXmlApplicationContext ac = new GenericXmlApplicationContext("appConfig.xml");

    @Test
    @DisplayName("빈 설정 메타정보 확인")
    void findApplicationBean() {
        String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
        for ( String beanDefinitionName : beanDefinitionNames ) {
            BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);

            if ( beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION ) {
                System.out.println("beanDefinitionName = " + beanDefinitionName +
                        " beanDefinition = " + beanDefinition);
            }
        }
    }
}

## 정리

• BeanDefinition을 직접 생성해서 스프링 컨테이너에 등록할 수 도 있다. 하지만 실무에서 BeanDefinition을 직접 정의하거나 사용할 일은 거의 없다. 
• BeanDefinition에 대해서는 너무 깊이있게 이해하기 보다는, 스프링이 다양한 형태의 설정 정보를 BeanDefinition으로 추상화해서 사용하는 것 정도만 이해하면 된다.
• 가끔 스프링 코드나 스프링 관련 오픈 소스의 코드를 볼 때, BeanDefinition 이라는 것이 보일 때가 있다. 이때 이러한 메커니즘을 떠올리면 된다.

 

# 웹 애플리케이션과 싱글톤

• 스프링은 태생이 기업용 온라인 서비스 기술을 지원하기 위해 탄생했다.
• 대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다. 물론 웹이 아닌 애플리케이션 개발도 얼마든지 개발할 수 있다.
• 웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다.

## 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너 테스트

•  pureContainer

package hello.core.singletonTest;

import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.MemberService;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class SingletonTest {

    @Test
    @DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
    void pureContainer() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //1. 조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService1 = appConfig.memberService();

        //2. 조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService2 = appConfig.memberService();

        //참조값이 다른 것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

        //memberService1 != memberService2
        assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
    }
}

• 우리가 만들었던 스프링 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 객체를 새로 생성한다.
• 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 100개 객체가 생성되고 소멸된다. (메모리 낭비가 심하다)
• 해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계하면 된다. (싱글톤 패턴)

 

# 싱글톤 패턴

• 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다.
• 그래서 객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 한다.
• private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 한다.
• SingletonService

package hello.core.singletonTest;

public class SingletonService {

	//1. static 영역에 객체를 딱 1개만 생성해둔다.
    private static final SingletonService instance = new SingletonService();

    //2. public으로 열어서 객체 인스턴스가 필요하면 이 static 메서드를 통해서만 조회하도록 허용한다.
    public static SingletonService getInstance() {
        return instance;
    }

    //3. 생성자를 private으로 선언해서 외부에서 new 키워드를 사용한 객체 생성을 못하게 막는다.
    private SingletonService() {
    }
    
    public void logic() {
        System.out.println("싱글톤 객체 로직 호출");
    }
}

• 1. static 영역에 객체 instance를 미리 하나 생성해서 올려둔다.
• 2. 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 getInstance() 메서드를 통해서만 조회할 수 있다. 이 메서드를 호출하면 항상 같은 인스턴스를 반환한다.
• 3. 딱 1개의 객체 인스턴스만 존재해야 하므로, 생성자를 private으로 막아서 혹시라도 외부에서 new 키워드로 객체 인스턴스가 생성되는 것을 막는다.
•  SingletonTest

package hello.core.singletonTest;

import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.MemberService;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class SingletonTest {

    @Test
    @DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
    void pureContainer() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //1. 조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService1 = appConfig.memberService();

        //2. 조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService2 = appConfig.memberService();

        //참조값이 다른 것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

        //memberService1 != memberService2
        assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
    }

    @Test
    @DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
    void singletonServiceTest() {
        
        // private으로 생성자를 막아두었다. 컴파일 오류가 발생한다.
        // new SingletonService();
        
        // 1. 조회 : 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
        SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
        // 2. 조회 : 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
        SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();
        
        // 참조값이 같은 것을 확인
        System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
        System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);

        // singletonService1 == singletonService2
        assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
        // same : 자바의 ==
        // equal : 자바의 이퀄즈 메서드 오버라이드 관련
    }
}

•  private으로 new 키워드를 막아두었다.
• 호출할 때 마다 같은 객체 인스턴스를 반환하는 것을 확인할 수 있다.
• 참고 : 싱글톤 패턴을 구현하는 방법은 여러가지가 있다. 여기서는 객체를 미리 생성해두는 가장 단순하고 안전한 방법을 선택했다.
• 싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있다. 하지만 싱글톤 패턴은 다음과 같은 수 많은 문제점들을 가지고 있다.

싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어간다.

의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다. (DIP 위반)

클라이언 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높다.

테스트하기 어렵다.

내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다.

private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다.

결론적으로 유연성이 떨어진다.

안티패턴으로 불리기도 한다.

 

# 싱글톤 컨테이너

• 스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리한다.
• 지금까지 우리가 학습한 스프링 빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈이다.

## 싱글톤 컨테이너

• 스프링 컨테이너는 싱글톤 패던을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.

이전에 설명한 컨테이너 생성 과정을 생각. (컨테이너는 빈 객체를 하나만 생성해서 관리)

• 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성, 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라고 한다.
• 스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글톤 패턴의 모든 단점을 해결하면서, 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있다.

싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 된다.

DIP, OCP, 테스트, private 생성자로부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있다.

• SingletonTest

package hello.core.singletonTest;

import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.MemberService;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class SingletonTest {

    @Test
    @DisplayName("스프링 없는 순수한 DI 컨테이너")
    void pureContainer() {
        AppConfig appConfig = new AppConfig();
        //1. 조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService1 = appConfig.memberService();

        //2. 조회 : 호출할 때 마다 객체를 생성
        MemberService memberService2 = appConfig.memberService();

        //참조값이 다른 것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);

        //memberService1 != memberService2
        assertThat(memberService1).isNotSameAs(memberService2);
    }

    @Test
    @DisplayName("싱글톤 패턴을 적용한 객체 사용")
    void singletonServiceTest() {

        // private으로 생성자를 막아두었다. 컴파일 오류가 발생한다.
        // new SingletonService();

        // 1. 조회 : 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
        SingletonService singletonService1 = SingletonService.getInstance();
        // 2. 조회 : 호출할 때 마다 같은 객체를 반환
        SingletonService singletonService2 = SingletonService.getInstance();

        // 참조값이 같은 것을 확인
        System.out.println("singletonService1 = " + singletonService1);
        System.out.println("singletonService2 = " + singletonService2);

        // singletonService1 == singletonService2
        assertThat(singletonService1).isSameAs(singletonService2);
        // same : 자바의 ==
        // equal : 자바의 이퀄즈 메서드 오버라이드 관련
    }

    @Test
    @DisplayName("스프링 컨테이너와 싱글톤")
    void springContainer() {
//        AppConfig appConfig = new AppConfig();

        ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);


        MemberService memberService1 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
        MemberService memberService2 = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

        //참조값이 다른 것을 확인
        System.out.println("memberService1 = " + memberService1);
        System.out.println("memberService2 = " + memberService2);
        
        //memberService1 != memberService2
        assertThat(memberService1).isSameAs(memberService2);
    }
}

• 싱글톤 컨테이너 적용 후

• 스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용 할 수 있다.
• 참고 : 스프링의 기본 빈 등록 방식은 싱글톤이지만, 싱글톤 방식은 방식만 지원하는 것이 아니다. 요청할 때 마다 새로운 객체를 생성해서 반환하는 기능도 제공한다.

 

출처 : 인프런 스프링 핵심 원리 기본편