Spring Framework에 관해

자바 플랫폼을 위한 오픈소스 애플리케이션 프레임워크로서 엔터프라이즈급 애플리케이션을 개발하기 위한 모든 기능을 종합적으로 제공하는 경량화된 솔루션이다.

엔터프라이즈급 개발이란 뜻대로만 풀이하면 기업을 대상으로 하는 개발이라는 것이다. 즉, 대규모 데이터 처리와 트랜잭션이 동시에 여러 사용자로 부터 행해지는 매우 큰 규모의 환경을 엔터프라이즈 환경이라 일컫는다.

Spring Framework는 경량 컨테이너로 자바 객체를 담고 직접 관리한다. 객체의 생성 및 소멸 그리고 라이프 사이클을관리하며 언제든 Spring 컨테이너로 부터 필요한 객체를 가져와 사용할 수 있다.

이는 Spring이 IOC 기반의 Framework임을 의미한다.

IOC (Inversion of Control) - 제어의 역전

• 스프링에서는 컨테이너에서 자동으로 객체를 생성해주고 관리해준다 (원래는 개발자가 객체를 직접 생성하고 사용)

• 개발자는 결합도가 낮은 프로그래밍을 가능하게 해줌

• 어노테이션, 설정파일 빈(Bean)객체를 등록하는 방식

IOC의 구성요소

IOC는 DI와 DL에 의해 구현된다.

DL(Dependency Lookup) - 의존성 검색

컨테이너에서는 객체들을 관리하기 위해 별도의 저장소에 빈을 저장하는데 저장소에 저장되어 있는 개발자들이 컨테이너에서 제공하는 API 를 이용하여 사용하고자 하는 빈 을 검색하는 방법이다.

DI(Dependency Injection) - 의존성 주입

의존성 주입이란 객체가 서로 의존하는 관계가 되게 의존성을 주입하는 것이다. 객체지향 프로그램에서 의존성 이란 하나의 객체가 어떠한 다른 객체를 사용하고 있음을 의미합니다. 그렇다면 IOC에서의 DI는 무엇일까요?

바로 각 클래스 사이에 필요로 하는 의존관계를 빈 설정 정보를 바탕으로 컨테이너가 자동으로 연결해 주는 것이다.

• 객체가 생성될 때 필요한 속성값들이나 필드변수들 자동으로 주입

• 결합도가 낮은 프로그래밍 가능하게 해줌

• 어노테이션, 설정파일에 의존성 주입 설정

Spring Framework의 특징

POJO (Plain Old Java Object)

POJO란 말 그대로 평범한 자바 오브젝트이다. 이전 EJB(Enterprise JavaBeans)는 확장 가능한 재사용이 가능한 로직을 개발하기 위해 사용 되었었는데 EJB는 한가지 기능을 위해 불필요한 복잡한 로직이 과도하게 들어가는 단점이 있었다.

그래서 다시 조명을 받은게 POJO입니다. POJO는 getter/setter를 가진 단순 자바 오브젝트로 정의를 하고 있습니다. 이러한 단순 오브젝트는 의존성이 없고 추후 테스트 및 유지보수가 편리한 유연성의 장점을 가집니다. 이러한 장점들로 인해 객체지향적인 다양한 설계와 구현이 가능해지고 POJO의 기반의 Framework가 조명을 받고 있습니다.

AOP (Aspect Oriented Programming)

AOP란 말 그대로 관점 지향 프로그래밍.

대부분 소프트웨어 개발 프로세스에서 사용하는 방법은 OOP(Object Oriented Programming) 이다. OOP는 객체지향 원칙에 따라 관심사가 같은 데이터를 한곳에 모아 분리하고 낮은 결합도를 갖게하여 독립적이고 유연한 모듈로 캡슐화를 하는 것을 일컫는다. 하지만 이러한 과정 중 중복된 코드들이 많아지고 가독성, 확장성, 유지보수성을 떨어뜨린다. 이러한 문제를 보완하기 위해 나온 것이 AOP이다.

AOP에서는 핵심기능과 공통기능을 분리시켜 핵심 로직에 영향을 끼치지 않게 공통기능을 끼워 넣는 개발 형태이다

이로써 무분별하게 중복되는 코드를 한 곳에 모아 제거 가능하며, 공통기능을 한 곳에 보관함으로써 하나의 수정으로 모든 핵심기능들의 공통기능을 수정 할 수 있어 효율적인 유지보수가 가능하며 재활용성이 극대화된다.

물론 AOP로 만들 수 있는 기능은 OOP로 구현 할 수 있는 기능이지만 Spring에서는 AOP를 편리하게 사용 할 수 있도록 이를 지원하고 있다.

• 공통으로 동작하는 로그, 오류, 보안, 트랜잭션과 같은 프로그램을 공통관심으로 묶어서 한 번에 관리

• 개발자는 핵심관심이 비즈니스 로직만 구현하면 됨

MVC (Model2)

MVC란 (Model View Controller) 구조로 사용자 인터페이스와 비지니스 로직을 분리하여 개발 하는 것 입니다. MVC에서는 Model1과 Model2로 나누어져 있으며 일반적인 MVC는 Model2를 지칭합니다.

Model

Model에서는 데이터처리를 담당하는 부분입니다. Model부분은 Serivce영역과 DAO영역으로 나누어지게 되고 여기서 중요한 것은 Service 부분은 불필요하게 HTTP통신을 하지 않아야하고 request나 response와 같은 객체를 매개변수로 받아선 안된다. 또한 Model 부분의 Service는 view에 종속적인 코드가 없어야 하고 View 부분이 변경되더라도 Service 부분은 그대로 재사용 할 수 있어야 한다.

Model에서는 View와 Controller 어떠한 정보도 가지고 있어서는 안된다.

View

View는 사용자 Interface를 담당하며 사용자에게 보여지는 부분입니다. View는 Controller를 통해 모델에 데이터에 대한 시각화를 담당하며 View는 자신이 요청을 보낼 Controller의 정보만 알고 있어야 하는 것이 핵심이다.

Model이 가지고 있는 정보를 저장해서는 안되며 Model, Controller에 구성 요소를 알아서는 안된다.

Controller

Controller에서는 View에 받은 요청을 가공하여 Model(Service 영역)에 이를 전달한다. 또한 Model로 부터 받은 결과를 View로 넘겨주는 역할을 합니다. Controller에서는 모든 요청 에러와 모델 에러를 처리하며 View와 Controller에 정보를 알고 있어야한다.

Model과 View의 정보에 대해 알고 있어야한다.

이렇게 Model, View, Controller를 나누는 이유는 소스를 분리함으로서 각 소스의 목적이 명확해 지고 유지보수하는데 있어서 용이하기 때문이다. Model의 Service영역은 자신을 어떠한 Controller가 호출하든 상관없이 정해진 매개변수만 받는다면 자신의 비즈니스 로직을 처리할 수 있어야한다.

즉, 모듈화를 통해 어디서든 재사용이 가능하여야 한다는 뜻이다. 이말은 View의 정보가 달라지더라도 Controller에서 Service에 넘겨줄 매개변수 데이터 가공만 처리하면 되기 때문에 유지보수 비용을 절감 할 수 있는 효과가 있다. 또한 Service영역의 재사용이 용이하기 때문에 확장성 부분에서도 큰 효과를 볼 수 있는 장점이있다.

Spring Framework의 구조

Spring Core

Spring Core는 Spring Container을 의미합니다. core라는 말 그대로 Container는 Spring Framework의 핵심이며 그중 핵심은 Bean Factory Container입니다. 그 이유는 바로 Bean Factory는 IOC패턴을 적용하여 객체 구성 부터 의존성 처리까지 모든 일을 처리하는 역할을 하고 있기 때문입니다.

Spring Context

Spring context는 Spring Framework의 context 정보들을 제공하는 설정 파일입니다. Spring Context에는 JNDI, EJB, Validation, Scheduiling, Internaliztaion 등 엔터프라이즈 서비스들을 포함하고 있습니다.

Spring AOP

Spring AOP module은 Spring Framework에서 관점지향 프로그래밍을 할 수 있고 AOP를 적용 할수 있게 도와주는 Module입니다. 해당 AOP에 대한 내용은 위에서 설명 했기 때문에 넘어 가도록 하겠습니다.

Spring DAO

DAO란 Data Access Object의 약자로 Database Data에 접근하는 객체입니다. Spring JDBC DAO는 추상 레이어를 지원함으로써 코딩이나 예외처리 하는 부분을 간편화 시켜 일관된 방법으로 코드를 짤 수 있게 도와줍니다.

Spring ORM

ORM이란 Object relational mapping의 약자로 간단하게 객체와의 관계 설정을 하는 것입니다. Spring에서는 Ibatis, Hibernate, JDO 등 인기있는 객체 관계형 도구(OR도구)를 사용 할 수 있도록 지원합니다.

Spring Web

Spring에서 Web context module은 Application module에 내장되어 있고 Web기반의 응용프로그램에 대한 Context를 제공하여 일반적인 Web Application 개발에 필요한 기본적인 기능을 지원합니다. 그로인해 Jakarta Structs 와의 통합을 지원하고 있습니다.

Spring MVC

Spring에서는 MVC에서는 Model2 구조로 Apllication을 만들 수 있도록 지원합니다. MVC (Model-View-Controller) 프레임 워크는 웹 응용 프로그램을 작성하기위한 완전한 기능을 갖춘 MVC를 구현합니다. MVC 프레임 워크는 전략 인터페이스를 통해 고급 구성 가능하며 JSP, Velocity, Tiles, iText 및 POI를 포함한 수많은 뷰 기술을 지원하고 있습니다.

Spring을 한 줄로 표현하면 “IoC와 AOP를 지원하는 경량의 컨테이너 프레임워크”

1. 간단한 서블릿 클래스 만들기

1. HomeController 삭제

2. 서블릿 추가

HelloServlet.java 코드

import java.io.IOException;
import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

/**
 * Servlet implementation class HelloServlet
 */
public class HelloServlet extends HttpServlet {
   private static final long serialVersionUID = 1L;
       
    /**
     * @see HttpServlet#HttpServlet()
     */
    public HelloServlet() {
        System.out.println("===> HelloServlet 객체 생성");
        
    }

   /**
    * @see HttpServlet#doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
    */
   protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
   System.out.println("doGet() 메소드 호출");   
   }

   /**
    * @see HttpServlet#doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
    */
   protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
      // TODO Auto-generated method stub
      doGet(request, response);
   }

}

3. web.xml 코드 수정

/hello.do 라는 URL 요청 전송 시 hello라는 이름으로 등록된 hello.HelloServlet 클래스를 찾아 객체를 생성하고 실행

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee https://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd" version="2.5">
  <servlet>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <servlet-class>com.springbook.biz.HelloServlet</servlet-class>
  </servlet>
  <servlet-mapping>
    <servlet-name>hello</servlet-name>
    <url-pattern>/hello.do</url-pattern>
  </servlet-mapping>
</web-app>

4. 톰캣 포트번호, 경로 수정

5. 실행 결과

===> HelloServlet 객체 생성
doGet() 메소드 호출

6. 서블릿 컨테이너의 서블릿 객체 관리 구조

• 우리가 작성한 코드에는 객체를 생성하는 코드도, doGet() 메소드 호출 코드도 모두 존재 X

• 바로 서블릿 컨테이너가 Servlet 클래스 객체를 생성하고 운용하기 때문

동작 순서

1.web.xml 파일 로딩하여 구동 > 2.브라우저로부터 /hello.do 요청 수신 > 3.해당하는 클래스를 찾아 객체 생성하고 doGet() 메소드 호출 > 4.메소드 실행 결과를 클라이언트 브라우저로 전송

2. 결합도(Coupling)가 높은 프로젝트

1. SamsungTV.java

public class SamsungTV {
	public void powerOn() {
		System.out.println("SamsungTV---전원 켠다.");
	}
	
	public void powerOff() {
		System.out.println("SamsungTV---전원 끈다.");
	}
	
	public void VolumeUp() {
		System.out.println("SamsungTV---소리 올린다.");
	}
	
	public void VolumeDown() {
		System.out.println("SamsungTV---소리 내린다.");
	}
}

2. LgTV.java

public class LgTV {
	public void turnOn() {
		System.out.println("LgTV---전원 켠다.");
	}
	
	public void turnOff() {
		System.out.println("LgTV---전원 끈다.");
	}
	
	public void soundUp() {
		System.out.println("LgTV---소리 올린다.");
	}
	
	public void soundDown() {
		System.out.println("LgTV---소리 내린다.");
	}
}

3. TVUser 클래스 생성

package polymorphism;

public class TVUser {
	public static void main(String[] args) {
//		SamsungTV tv = new SamsungTV();
//		tv.powerOn();
//		tv.volumeUp();
//		tv.volumeDown();
//		tv.powerOff();
		
		//결합도가 높은 프로그램 : 개발자가 생성하고 관리해야되는 객체들이 많아지는 프로그램
		LgTV tv = new LgTV();
		tv.turnOn();
		tv.soundUp();
		tv.soundDown();
		tv.turnOff();
	}
}

• TV를 교체하기 위해서 TVUser 코드의 대부분을 수정해야한다

• 메소드들도 다 다르기 떄문에 교체가 어렵다

3. 결합도를 낮추는 방법 1 - 인터페이스 다형성

1. TV 인터페이스 추가

public interface TV {
	public void powerOn();
	public void volumeUp();
	public void volumeDown();
	public void powerOff();
}

2. TV 인터페이스에 선언된 추상 메소드들을 모두 재정의

public class SamsungTV implements TV {
	public void powerOn() {
		System.out.println("SamsungTV---전원 켠다.");
	}
	
	public void powerOff() {
		System.out.println("SamsungTV---전원 끈다.");
	}
	
	public void volumeUp() {
		System.out.println("SamsungTV---소리 올린다.");
	}
	
	public void volumeDown() {
		System.out.println("SamsungTV---소리 내린다.");
	}
}

public class LgTV implements TV {
	public void powerOn() {
		System.out.println("LgTV---전원 켠다.");
	}
	
	public void powerOff() {
		System.out.println("LgTV---전원 끈다.");
	}
	
	public void volumeUp() {
		System.out.println("LgTV---소리 올린다.");
	}
	
	public void volumeDown() {
		System.out.println("LgTV---소리 내린다.");
	}
}

3. TVUser 클래스 수정

• TV 인터페이스 타입의 변수 tv에 SamsungTV 객체를 참조하고 있다

• 묵시적 형변환이 이뤄졌다

• Samsung을 Lg로만 바꾸면 참조하는 객체를 변경할 수 있다

• 다형성을 이용하여 최소한의 수정으로 TV 교체를 할 수 있다

• 다형성 이용 방법의 단점 : 클라이언트 소스를 교체해야하는 점

public class TVUser {
	public static void main(String[] args) {
		TV tv = new SamsungTV();
		tv.powerOn();
		tv.volumeUp();
		tv.volumeDown();
		tv.powerOff();
	}
}

3. 결합도를 낮추는 방법 2 - 디자인 패턴

1. BeanFactory 클래스

• 클라이언트 클래스 소스를 수정하지 않고도 TV 교체가 자동으로 가능하게 만든다.

• Factory 패턴을 적용 (클라이언트에서 사용할 객체 생성을 캡슐화해 클래스들 사이를 느슨한 결합화)

public class BeanFactory { //클라이언트에서 자동적으로 TV객체를 생성할 수 있도록 설정
	public Object getBean(String beanName) {
		if(beanName.equals("samsung")) {
			return new SamsungTV();
		} else if(beanName.equals("lg")) {
			return new LgTV();
		}
		return null;
	}
}

2. TVUser.java 코드 수정

• BeanFactory 클래스의 getBean() 메소드의 매개변수로 beanName에 해당하는 객체를 생성해서 리턴한다.

public class TVUser {
	public static void main(String[] args) {
		BeanFactory factory = new BeanFactory();
		TV tv = (TV)factory.getBean(args[0]);
		tv.powerOn();
		tv.volumeUp();
		tv.volumeDown();
		tv.powerOff();
	}
}

3. 구조

• 클라이언트에 해당하는 TVUser가 객체를 ‘직접’ 생성하지 않도록 만든다

• 단지 객체 생성을 BeanFactory에 요청

• 요청을 받은 BeanFactory가 클라이언트가 사용할 TV 객체를 적절하게 생성해서 넘겨준다

한 줄 요약

• Spring = “IoC와 AOP를 지원하는 경량 컨테이너 프레임워크”
• IoC/DI — 객체 생성·의존성 연결을 개발자가 아니라 컨테이너가 담당 → 결합도 ↓
• POJO·AOP·MVC — 평범한 객체로, 공통 관심사를 분리하고, Model2 구조로 개발
• 결합도 낮추기: 직접 new → 인터페이스 다형성 → 팩토리 패턴(BeanFactory) 으로 발전 (= 스프링 컨테이너의 원리)