객체 지향 설계와 스프링

이야기 - 자바 진영의 추운 겨울과 스프링의 탄생

스프링이란?

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 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
• 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 내장해서 별도의 웹 서버를 설치하지 않아도 됨
• 손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성 제공
• 스프링과 3rd parth(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정

스프링의 진짜 핵심

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

좋은 객체 지향 프로그래밍이란?

객체 지향 특징

• 추상화 (Abstraction) : 목적과 관련이 없는 부분을 제거하여 필요한 부분만을 표현. 객체들의 공통된 특징을 파악해 정의
• 캡슐화 (Encapsulation) : 관련된 데이터와 알고리즘(코드)이 하나의 묶음으로 정리된 것으로써 개발자가 만들었으며, 관련된 코드와 데이터가 묶여있고 오류가 없어 사용이 편리하다. 데이터를 감추고 외부 세계와의 상호작용은 메소드를 통하는 방법.
• 상속 (Inheritance) : 이미 작성된 클래스를 이어 받아서 새로운 클래스를 생성하는 기법으로 위에서 말한 기존 코드를 재활용해서 사용하는 것을 의미함.
• 다형성 (Polymorphism) : 하나의 이름(방법)으로 많은 상황에 대처하는 기법이다. 개념적으로 동일한 작업을 하는 함수들에 똑같은 이름을 부여할 수 있으므로 코드가 더 간단해지는 효과가 있다.
  • Overriding : 슈퍼클래스를 상속받은 서브 클래스에서 슈퍼 클래스의 메소드를 같은 이름, 같은 반환값, 같은 인자로 메소드 내의 로직들을 새롭게 정의하는 것이다. 이를 이용하면 같은 이름이지만 구현하는 클래스마다 다른 역할을 하는 메소드를 정의할 수 있다.
  • Overloading : 하나의 클래스에서 같은 이름의 메소드를 여러 개 가질 수 있게 한다. 단, 메소드 인자들은 달라야 한다. 인자들의 타입이나 개수가 다르면 컴파일러가 어떤 메소드를 호출할지 알 수 있다. 유사한 일을 수행하면서 인자만 다른 메소드들을 구현할 때 유용하다. 파이썬에서는 연산자 overloading 이외의 overloading을 지원하지 않지만 multipledispatch 패키지를 이용하여 구현할 수 있다.

객체 지향 프로그래밍? (OOP, Object-Oriented Programming)

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 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.

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

SOLID : 클린코드로 유명한 로버트 마틴이 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙을 정리

• SRP: 단일 책임 원칙(single responsibility principle)
  • 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
  • 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
  • 예) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리
• OCP: 개방-폐쇄 원칙 (Open/closed principle)
  • 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
  • 이런 거짓말 같은 말이? 확장을 하려면, 당연히 기존 코드를 변경?
  • 다형성을 활용해보자 • 인터페이스를 구현한 새로운 클래스를 하나 만들어서 새로운 기능을 구현 • 지금까지 배운 역할과 구현의 분리를 생각해보자
• LSP: 리스코프 치환 원칙 (Liskov substitution principle)
  • 상위 타입의 객체를 하위 타입의 객체로 치환해도 상위 타입을 사용하는 프로그램은 정상적으로 동작해야 한다.
  • 직사각형-정사각형 문제는 리스코프 치환 원칙을 위반하는 대표적인 문제이다.
• ISP: 인터페이스 분리 원칙 (Interface segregation principle)
  • 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다
  • 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
  • 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
  • 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음
  • 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.
• DIP: 의존관계 역전 원칙 (Dependency inversion principle)
  • 고수준 모듈은 저수준 모듈의 구현에 의존해서는 안 된다. 저수준 모듈이 고수준 모듈에서 정의한 추상 타입에 의존해야 한다.
  • 의존 역전 원칙은 런타임에서의 의존을 역전시키는 것이 아니라 소스 코드 단계에서의 의존을 역전시킨다.

역할과 구현을 분리

• 역할과 구현으로 구분하면 세상이 단순해지고, 유연해지며 변경도 편리해진다.
• 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 언어

  

  • 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

다형성의 본질

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 다형성의 본질을 이해하려면 협력이라는 객체사이의 관계에서 시작해야함
• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

객체 지향 설계와 스프링

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

• 옛날 어떤 개발자가 좋은 객체 지향 개발을 하려고 OCP, DIP 원칙을 지키면서 개발을 해보니, 너무 할일이 많았다. 배보다 배꼽이 크다. 그래서 프레임워크로 만들어버림
• 순수하게 자바로 OCP, DIP 원칙들을 지키면서 개발을 해보면, 결국 스프링 프레임워크를 만들게 된다. (더 정확히는 DI 컨테이너)