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지난 챕터까지해서 간단하게 스프링의 탄생배경과 스프링이 자바진영을 대표하는 프레임워크인 심플한 이유와
객체지향프로그래밍의 5가지 원칙(SOLID)중 OCP(개방폐쇄원칙)과 DIP(의존관계역전원칙)이 제대로 지켜지지 않는 이유에 대해서 알아봤다.
그리고 스프링없이 예제 코드 작성을통해 회원-주문 어플리케이션을 요구사항분석부터 작성하면서 구현을 해 보았다. 그리고 그 과정에서 아직 OCP, DIP원칙을 지킬 수 없다는 점을 확인했다.
이번 챕터를 통해 이런 문제들을 인지하고 객체지향원리를 어떻게 적용하는지 학습한다.
새로운 할인 정책 개발
기존 구현한 회원-주문의 할인 정책을 다시 떠올려보자.
할인 정책은 모든 VIP는 1000원을 할인해주는 고정 금액 할인을 적용해달라.(변경가능)
등급이 VIP일 경우 1000원을 고정 할인해주는 할인정책이였기에 FixDiscountPolicy를 구현해 적용하고 있었다. 하지만 뒤에 괄호내용을보면 변경가능이라는 점에 주목하자.
여기서, 기획자가 변경이 되었다며 이제 고정금액 1000원이 아닌 10%를 할인하는 정책을 적용하고싶다고 한다. 출시를 앞두고 갑자기 이런 기획변경이 생기면 곤란하지만, 이럴때 객체지향 설계 원칙이 도움이 된다. 우리는 역할과 구현으로 노출되는 인터페이스와 실제 구현체를 분리했다.
그렇기에 해당 역할만 제대로 수행한다면 구현체를 어떻게 바꾸던간에 코드에 문제가 생기지 않을 수 있다.
기존 DiscountPolicy 역할의 구현을 FixDiscountPolicy에서 손쉽게 RateDiscountPolicy로 바꿀 수 있다.
이제 해당 정률 할인 정책을 코드로 작성해보자.
RateDiscountPolicy
RateDiscountPolicyTest
새로운 할인 정책 적용과 문제점
위에서 작성한 새로운 할인 정책 RateDiscountPolicy 를 적용하는것은 아주 쉽다. 주문서비스 구현체인 OrderServiceImpl에서 할인정책을 FixDiscountPolicy에서 RateDiscountPolicy로 바꿔주기면하면 된다.
public class OrderServiceImpl implements OrderService{
private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
//private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
...
}
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이제 바뀐 정책으로 동작은 잘 될 것이다.
하지만, 여기서 문제점을 발견해내야 한다. 위와 같은 방식은 OCP와 DIP 원칙을 모두 지키지 못하고 있다.
우선 기존의 정책을 주석 혹은 변경하면서 코드를 변경함으로써 확장에는 열려있고 변경이는 닫혀있어야 한다는 OCP(개방 폐쇄 원칙)을 위반했고, 해당 코드에서는 FixDiscountPolicy와 RateDiscountPolicy라는 두 구현체를 알아야 하기에 추상화를 의존하는게 아닌 구현체를 의존함으로써 DIP(의존관계 역전 원칙)을 위반했다.
그럼 이 문제를 어떻게 해결해야 할까?우선, 할인정책 구현체에 의존을하다보니 DIP와 OCP가 동시에 위배되고 있기에 이를 인터페이스만을 의존하도록 의존관계를 변경해야 한다.
public class OrderServiceImpl implements OrderService{
private final MemberRepository memberRepository = new MemoryMemberRepository();
private final DiscountPolicy discountPolicy;
...
}
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이렇게 해버리면 할인정책은 다른 구현체에 의존하지않는다.
그럼 할인정책 역할을 구현할 구현체는 어디서 주입하는가(NullPointException)이 문제를 해결하기 위해서는 OrderServiceImpl이 아닌 다른 객체에서 해당 객체에 할인정책에 구현체를 대신 생성해서 주입해줘야 한다.
관심사의 분리
지금까지 계속해서 회원-주문 시스템을 설계및 구현하면서 테스트케이스까지 작성해나가면서 학습을 했다. 하지만, 계속해서 OCP, DIP원칙을 지키지 못하고 그게 문제라는 말을 반복하고 있다.
그럼 어째서 저 원칙들이 지켜지지 않고 있는가? 공통적으로 모든 구현체에서 필요한 다른 역할의 구현체들을 사용하고자 할 때 해당 구현체들의 생성자를 호출하며 해당 구현체에 의존을 하게되고, 변경이 필요한경우 코드 변경까지 이뤄지기 때문이였다.
그렇다고 생성자를 통해 해당 역할들에 구현체를 대입시켜주지 않으면 NPE가 발생할 것이다.
이런 각각의 코드에서는 원래 이렇게 다른 역할의 구현체를 알아서는 안된다. DIP원칙에 위배되기 때문인데, 조금 더 이해하기쉽게 연극에 비유하자면 남자주인공이 자신의 배역과 역할만 연기하는게 아닌 여자 배우도 초빙하고, 소품들도 준비하는 등 과도한 책임을 가지고 있는 것이다.
그래서 우리는 이제 관심사를 분리해야한다.
•
배우는 자신의 연기에만 집중해야한다.
•
공연 구성, 담당배우 영입, 배역지정과같은 책임은 공연 기획자가 담당해야 한다.
•
각각 자신의 역할만 할 수 있도록 함으로써 책임을 분리하고 관심사를 분리해야 한다.
AppConfig
위에서 배우의 과중한 책임을 내려놓게하기 위해 해당 책임들을 공연기획자가 담당하도록 한다고 했다. 이처럼 회원 - 서비스 프로젝트에서는 OCP, DIP원칙을 위배하게하는 각각의 구현체에서 다른 역할의 구현체를 의존하는 부분들을 없애고 이렇게 구현체를 생성및 연결하는 책임을 전담하는 별도의 설정 클래스인 AppConfig를 만들자.
AppConfig
AppConfig는 애플리케이션에 실제 동작에 필요한 구현체를 생성및 연결해준다.
AppConfig라는 설정 클래스를 만들어주었다면 이제 모든 구현체에서 각자 바로 구현체를 생성하는것을 제거한 뒤 생성자를 통해 외부에서 주입되도록 바꿔주자.
MemberServiceImpl
OrderServiceImpl
OrderServiceImplTest
위와같이 설계가 변경된 이후 이제 각각의 구현체들은 모두 다른 역할의 구현체를 의존하지 않는다.
하지만 생성자를 통해 어떤 구현체가 주입될지는 알 수 없고 이는 오직 외부(AppConfig)에서 결정된다. 이처럼 의존관계를 외부에 맡겨버리고 로직 실행에만 집중하면 된다.
클래스 다이어그램
•
객체 생성및 연결은 AppConfig에서 담당한다
•
구현체인 MemberServiceImpl은 MemberRepository 추상에만 의존하면 되며 구현체를 알 필요 없어졌다. 즉, DIP원칙을 지키게 되었다.
•
객체를 생성및 연결하는 역할과 실행하는 역할이 분리되었다.
여기서 스프링을 공부하면서 자주들어봤을 키워드인 DI(Dependency Injection)이 나온다.
AppConfig는 필요에따라 구현체들 객체를 생성한다음 해당 객체의 참조값을 생성자로 전달해 만들어진 객체를 반환한다.
이 때, 입장을 바꿔 해당 구현체의 시점에서 바라보면 내가 필요한 다른 역할들에 대한 구현체들을 AppConfig라는 외부에서 주입(Injection)받는 것 같다고해 이를 의존관계 주입 혹은 의존성 주입이라고 부른다.
정리
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AppConfig를 통해 관심사를 분리한다.
•
AppConfig는 설정클래스로 구체 클래스를 선택해 역할에 맞는 구현체를 선택해 주입한다.
•
각각의 구현체들은 자신의 책임에만 집중하면 된다.
AppConfig 리팩터링
AppConfig 클래스를 통해 서비스 로직에서 관심사를 분리하는데 성공했다.
하지만 AppConfig 설정정보 클래스를 보면 코드중복이 있고 코드의 의도와 역할이 제대로 드러나지 않는다.
그렇기에 중복된 코드를 모듈화하여 의도를 좀 더 드러내보자.
public class AppConfig {
public MemberService memberService() {
return new MemberServiceImpl(memberRepository());
}
public OrderService orderService() {
return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
}
private MemberRepository memberRepository() {
return new MemoryMemberRepository();
}
private DiscountPolicy discountPolicy() {
return new FixDiscountPolicy();
}
}
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중복코드를 뺀 이후의 AppConfig클래스 코드이다. 이제 여기서 MemberRepository를 변경하거나 할인정책(DiscountPolicy)을 변경하려고 할 때 해당 라인만 바꿔주면 전체가 다 영향을 받는다.
그리고 이제 조금 더 가독성이 오른걸 확인할 수 있다.
그럼 이제 이렇게 최적화가 된 코드의 효용을 보기위해 새로운 요구사항을 구현해보자.
기존의 요구사항중 변경가능성이 있던 요구사항이던 할인정책을 기존의 정액 할인 조건에서 정율(%) 할인 정책으로 변경해보자.
현재 회원 - 주문 애플리케이션의 클래스 다이어그램은 다음과 같다.
현재 AppConfig 로 애플리케이션이 사용 영역과, 구성 영역으로 나뉘어져 있다.
그렇기에 객체를 생성및 주입해주는 구성 영역에서 할인 정책만 변경해서 주입해주면 사용 영역을 변경할 필요 없이 변경을 할 수 있다.
•
FixDiscountPolicy → RateDiscountPolicy 로 변경해도 구성영역(AppConfig)에서 생성하는것만 바꿔주면 된다.
AppConfig(edit)
좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용
이번 챕터까지 진행하며 3가지 원칙(SRP, DIP, OCP)적용했다.
1. SRP 단일 책임 원칙
한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
회원 - 주문 예제 초반에는 클라이언트 객체에서 직접 구현 객체를 생성, 연결, 실행하면서 과도한 책임을 가지고 있었다. 하지만 SRP원칙을 따르며 관심사를 분리하였고, 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 구성 영역의 AppConfig가 담당하도록 했다 .
그래서 클라이언트 객체는 로직을 수행하는 책임만 맡게 되었다.
2. DIP 의존관계 역전 원칙
추상화의 의존해야지, 구체화의 의존하면 안된다.
계속 얘기했던 내용으로 AppConfig가 나오기 전에는 각각의 구현체들에서 필요한 다른 역할들의 구현체를 직접 대입해야 했기때문에 다른 구현체에 의존하며 DIP 원칙이 지켜지지 못했다.
하지만, AppConfig를 통해 할인정책이나 회원조회레파지토리가 생성자를 통해 AppConfig에서 주입되도록함으로써 해당 클라이언트 객체에서는 다른 구현체를 알 필요가 없어졌다.
3. OCP 개방-폐쇄 원칙
소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다.
다형성을 사용함으로써 클라이언트가 DIP를 지키고 애플리케이션의 사용 영역과 구성 영역으로 나뉘게 되었다.
할인정책 변경이나 리포지토리를 인 메모리에서 DB로 바꾸더라도 AppConfig 구성영역에서 의존관계주입을 바꿔주기만하면 사용영역의 클라이언트 코드 수정을 하지 않아도 된다.
즉, 소프트웨어 요소를 새롭게 확장 및 변경해도 사용 영역의 변경은 닫혀있게 되었다.
IoC, DI, 그리고 컨테이너
IoC(Inversion of Control) - 제어의 역전
기존에는 구현체에서 필요한 구현체를 직접 생성해서 연결후 사용을 했다. 위에서 언급했듯이 공연배우가 상대배우도 캐스팅하고, 소품도 준비해서 연기도하는등 혼자서 여러 책임을 지고 있었다.
로직을 코드로 구현하다보면 자연스럽게 그렇게 된다.
그런데 AppConfig라는 구성영역이 생기며 여러 구현체를 생성해서 주입시켜주는 역할을 가져가면서 각각의 구현체들은 필요한 구현체를 직접 생성하는게 아니라 주입받아서 자기 책임만 다하면 된다. AppConfig가 OrderServiceImpl도 생성하거나 다른 OrderService의 구현체를 생성해서 실행할수도 있다.
이처럼 제어의 흐름을 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라 한다.
프레임워크 vs 라이브러리
•
프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크
•
내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 라이브러리
의존관계 주입DI(Dependency Injection)
•
OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존하며 실제 구현체가 무엇인지는 모른다.
•
의존관계는 정적인 클래스 의존관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각해야 한다.
정적인 클래스 의존관계
클래스가 사용하는 import코드만 보고 쉽게 의존관계를 판단할 수 있다. 정적인 의존관계는 앱플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있다.
클래스 다이어그램
위 클래스 다이어그램을 보면 OrderServiceImple은 MemberRepository와 DiscountPolicy에 의존한다는 점을 알 수 있다. 하지만, 실제로 어떤 구현체가 주입될지는 알 수 없다.
동적인 객체 인스턴스 의존 관계
애플리케이션 실행 시점에서 생성된 인스턴스의 참조값이 연결된 의존관계다.
이렇게 런타임시점에 외부에서 실제 구현체를 생성및 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 실제 의존관계가 연결되는 것을 의존관계 주입이라 한다.
이처럼 의존관계 주입을 사용하면 클라이언트(사용 영역)코드 수정없이 클라이언트가 호출하는 대상의 타입 인스턴스를 변경할 수 있다.
이처럼, AppConfig처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해주는 것을 IoC컨테이너 혹은 DI컨테이너라 한다. 의존관계 주입에 초점을 맞춰 최근에는 DI컨테이너라 부른다.
(또는 어샘블러, 오브젝트 팩토리 등으로 불리기도 한다. )
스프링으로 전환하기
이번에는 위처럼 구성한 DI컨테이너 AppConfig를 스프링 기반으로 변경해보도록 한다.
AppConfig
@Configuration
public class AppConfig {
@Bean
public MemberService memberService() {
return new MemberServiceImpl(memberRepository());
}
@Bean
public OrderService orderService() {
return new OrderServiceImpl(memberRepository(), discountPolicy());
}
@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
return new MemoryMemberRepository();
}
@Bean
public DiscountPolicy discountPolicy() {
return new RateDiscountPolicy();
}
}
Java
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•
@Configuration : AppConfig에 설정을 구성한다는 의미의 어노테이션
•
@Bean : 해당 어노테이션이 붙은 메서드를 스프링 컨테이너에 빈으로 등록한다.
OrderServiceTest
@DisplayName("OderService 클래스의")
class OrderServiceTest {
...
private OrderService orderService;
private MemberService memberService;
@BeforeEach
void setup() {
/*AppConfig appConfig = new AppConfig();
orderService = appConfig.orderService();
memberService = appConfig.memberService();*/
ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
orderService = applicationContext.getBean("orderService", OrderService.class);
memberService = applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
}
...
}
Java
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스프링 컨테이너
•
ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다.
•
기존에는 AppConfig를 생성해 구성 영역을 직접 작성하여 객체 생성을 하여 의존관계주입을 했다면 이제는 스프링 컨테이너를 통해 사용한다.
•
스프링 컨테이너는 @Configuration이 붙은 AppConfig를 설정 정보로 사용한다.
•
여기서 @Bean이 붙은 메서드를 호출해 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다.
◦
이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객채를 스프링 빈이라 한다.
◦
스프링 빈은 관례적으로 메서드명을 빈의 이름으로 사용한다.
(만약 변경이 필요하면 어노테이션 속성중 name을 사용한다.)
•
applicationContext의 getBean()메소드를 통해 빈을 찾을 수 있다.
•
기존에는 개발자가 직접 구성영역을 만들어 구현체 생성및 의존관계 주입을 해줬다면, 이제 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하여 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아 사용하도록 변경되었다.
