Spring -[스프링 핵심 원리 이해 2 - 객체 지향 원리 적용] #3

김영한 - 스프링 핵심 원리 기본편을 듣고 정리한 내용입니다.

 

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%EA%B8%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8/dashboard

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

✔목차

3. 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용 

• 새로운 할인 정책 개발
• 새로운 할인 정책 적용과 문제점
• 관심사의 분리
• AppConfig 리팩터링
• 새로운 구조와 할인 정책 적용
• 전체 흐름 정리
• 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용
• loC, DI, 그리고 컨테이너
• 스프링으로 전환하기

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✔새로운 할인 정책 개발

• 주문한 금액의 %를 할인해주는 새로운 정률 할인 정책 추가

 

  ✔RateDiscountPolicy 추가

  ✔RateDiscountPolicy 코드 추가

package hello.core.discount;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy {

 	private int discountPercent = 10; //10% 할인
    
 	@Override
 	public int discount(Member member, int price) {
 		if (member.getGrade() == Grade.VIP) {
 			return price * discountPercent / 100;
 		} else {
 			return 0;
 		}
 	}
}

  ✔테스트 작성

package hello.core.discount;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;

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

class RateDiscountPolicyTest {

 	RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
    
 	@Test
 	@DisplayName("VIP는 10% 할인이 적용되어야 한다.")
 	void vip_o() {
 		//given
 		Member member = new Member(1L, "memberVIP", Grade.VIP);
 		//when
 		int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
 		//then
 		assertThat(discount).isEqualTo(1000);
	}
    
	 @Test
	 @DisplayName("VIP가 아니면 할인이 적용되지 않아야 한다.")
 	 void vip_x() {
 		//given
 		Member member = new Member(2L, "memberBASIC", Grade.BASIC);
 	 	//when
		int discount = discountPolicy.discount(member, 10000);
 		//then
 		assertThat(discount).isEqualTo(0);
 	}
}

---

✔새로운 할인 정책 적용과 문제점

•  할인 정책을 변경하려면 클라이언트인 OrderServiceImpl 코드를 고쳐야 함

public class OrderServiceImpl implements OrderService {

//      private final DiscountPolicy discountPolicy = new FixDiscountPolicy();
      private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();

}

      ✔문제점 발견

• 역할과 구현분리, 다형성활용, 인터페이스와 구현 객체 분리 (O)
• OCP, DIP와 같은 객체지향 설계 원칙을 준수하지 못함(X)
• DIP: 주문서비스 클라이언트(OrderServiceImpl)는 Discountpolicy 인터페이스에 의존하면서 DIP를 지키지못함
  • 추상(인터페이스) 뿐 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있다.
    • 추상(인터페이스) 의존: DiscountPolicy
    • 구체(구현) 클래스: FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy
• 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 주고 OCP를 위반

OrderServiceImpl이 DiscountPolicy 인터페이스만 의존한다 생각했다.

OrderServiceImpl이 DiscountPolicy 인터페이스 뿐만 아니라 FixDiscountPolicy인 구체 클래스도 함께 의존하고 있다. 

=> DIP 위반

 

정책변경

 ✔해결방법

• 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl은 DiscountPolicy의 인터페이스 뿐만 아니라 구체 클래스도 함께 의존한다.
• 따라서 구체 클래스를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경해야 한다.
• DIP 위반 -> 추상에만 의존하도록 변경(인터페이스에만 의존)
• DIP를 위반하지 않도록 인터페이스에만 의존하도록 의존관계를 변경하면 된다.

인터페이스에만 의존하도록 설계

인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

public class OrderServiceImpl implements OrderService {
     //private final DiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();
     private DiscountPolicy discountPolicy;
}

• 실행시 NRE(null pointer exception) 발생

해결방법

• 누군가가 클라이언트인 OrderServiceImpl에 DiscountPolicy의 구현 객체를 대신 생성하고 주입해주어야 한다.

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✔관심사의 분리

 ✔AppConfig: 전체동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임을 가지는 별도의 설정 클래스

package hello.core;

import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;

public class AppConfig {

	public MemberService memberService() {
 		return new MemberServiceImpl(new MemoryMemberRepository());
 	}
    
 	public OrderService orderService() {
 		return new OrderServiceImpl(
 				new MemoryMemberRepository(),
 				new FixDiscountPolicy());
 	}
    
}

• AppConfig: 애플리케이션의 실데 동작에 필요한 구현 객체를 생성한다.
  • MemberServiceImpl
  • MemoryMemberRepository
  • OrderServiceImpl
  • FixDiscountPolicy
• AppConfig는 생성한 객체 인스턴스의 참조(레퍼런스)를 생성자를 통해서 주입(연결)해준다.
  • MemberSeriviceImpl -> MemoryMemberRepository
  • OrderServiceImpl -> MemoryRepository, FixDiscountPolicy

 

MemberServiceImpl - 생성자 주입

package hello.core.member;

public class MemberServiceImpl implements MemberService {

 	private final MemberRepository memberRepository;
 	public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
 		this.memberRepository = memberRepository;
	}
    
 	public void join(Member member) {
 		memberRepository.save(member);
 	}
    
 	public Member findMember(Long memberId) {
 		return memberRepository.findById(memberId);
	}
    
}

• MemberServiceImpl은 MemoryMemberRepository를 의존하지 않는다
• MemberRepository 인터페이스만 의존한다.
• MemberServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지 알 수 없다.
• MemberServiceImpl의 생성자를 통해서 어떤 구현 객체를 주입할지는 오직 외부 AppConfig에서 결정된다.
• MemverServiceImpl은 실행에만 집중하면 된다.

 

그림- 클래스 다이어그램

• 객체의 생성과 연결은 AppConfig가 담당한다.
• DIP완성: MemberServiceImpl은 MemberRepository인 추상에만 의존하면 된다.

• appConfig 객체는 memoryMemberRepository 객체를 생성하고 그 참조값을 memberServiceImpl을 생성하면서 생성자로 전달한다.
• 클라이언트인 meberServiceImpl입장에서 의존관계를 마치 외부에서 주입해주는 것 같다고 해서 DI(Dependency injection) 우리말로 의존관계 주입 또는 의존성 주입이라 한다.

OrderServiceImpl - 생성자 주입

package hello.core.order;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberRepository;
public class OrderServiceImpl implements OrderService {

 	private final MemberRepository memberRepository;
	private final DiscountPolicy discountPolicy;
    
 	public OrderServiceImpl(MemberRepository memberRepository, DiscountPolicy 
discountPolicy) {
 		this.memberRepository = memberRepository;
 		this.discountPolicy = discountPolicy;
 	}
    
 	@Override
 	public Order createOrder(Long memberId, String itemName, int itemPrice) {
    
 		Member member = memberRepository.findById(memberId);
		int discountPrice = discountPolicy.discount(member, itemPrice);
        
 		return new Order(memberId, itemName, itemPrice, discountPrice);
 	}
}

• OrderServiceImpl은 FixedcountPolicy를 의존하지 않는다
• DiscountPolicy 인터페이스만 의존한다.
• OrderServiceImpl 입장에서 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 들어올지 알 수 없다.
• OrderServiceImpl 의 생성자를 통해 어떤 구현 객체가 주입할지는 외부 AppConfig에서 결정한다.
• OrderServiceImpl 은 실행에만 집중한다.
• OrderServiceImpl 에는 MemoryMemberRepository, FixDiscountPolicy 객체의 의존관계가 주입된다.

 

AppConfig 실행

 

MemberApp

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;

public class MemberApp {

 	public static void main(String[] args) {
 		AppConfig appConfig = new AppConfig();
 		MemberService memberService = appConfig.memberService();
 		Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);
 		memberService.join(member);
        
 		Member findMember = memberService.findMember(1L);
		System.out.println("new member = " + member.getName());
		System.out.println("find Member = " + findMember.getName());
	 }
}

OrderApp

package hello.core;

import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.Order;
import hello.core.order.OrderService;
public class OrderApp {

	public static void main(String[] args) {
		AppConfig appConfig = new AppConfig();
		MemberService memberService = appConfig.memberService();
		OrderService orderService = appConfig.orderService();
        
 		long memberId = 1L;
		Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
 		memberService.join(member);
        
 		Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        
 		System.out.println("order = " + order);
 	}
}

테스트 코드 오류 수정

class MemberServiceTest {

 	MemberService memberService;
    
 	@BeforeEach
 	public void beforeEach() {
 		AppConfig appConfig = new AppConfig();
		memberService = appConfig.memberService();
 	}
}

class OrderServiceTest {

 	MemberService memberService;
 	OrderService orderService;
    
 	@BeforeEach
 	public void beforeEach() {
 		AppConfig appConfig = new AppConfig();
 		memberService = appConfig.memberService();
 		orderService = appConfig.orderService();
 	}
    
}

• 정리
• AppConfig를 통해서 관심사를 분리
• AppConfig : 공연기획자
• AppConfig는 구체 클래스를 선택한다. 배역에 맞는 담당 배우를 선택한다. 애플리케이션이 어떻게 동작해야 할지 전체 구성을 담당
• 배우들은 담당 기능을 실행하는 책임만 지면 된다.
• OrderServiceImpl은 기능을 실행하는 책임만 지면된다.

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✔AppConfig 리팩터링

 

기대하는 그림

리팩터링 후

• new MemoryMemberRepository() 부분이 중복 제거되었고, MemoryMemberRepository를 다른 구현체로 변경할 때 한 부분만 변경하면 된다.
• AppConfig를 보면 역할과 구현 클래스가 한눈에 들어온다.

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✔새로운 구조와 할인 정책 적용

정액할인을 정률%할인으로 변경해보자

• FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 

AppConfig의 등장으로 애플리케이션이 크게 사용 영역과, 객체를 생성하고 구성하는 영역으로 분리되었다.

 

• FixDiscountPolicy -> RateDiscountPlicy로 변경해도 구성 영역만 영향을 받고, 사용영역은 전혀 영향받지않음

할인 정책 변경 구성 코드

package hello.core;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberRepository;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;

public class AppConfig {
 	public MemberService memberService() {
 		return new MemberServiceImpl(memberRepository());
 	}
    
 	public OrderService orderService() {
 		return new OrderServiceImpl(
 				memberRepository(),
 				discountPolicy());
 	}
	public MemberRepository memberRepository() {
 		return new MemoryMemberRepository();
	}
    
 	public DiscountPolicy discountPolicy() {
// return new FixDiscountPolicy();
 		return new RateDiscountPolicy();
 }
 
}

• AppConfig에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy 객체로 변경했다.
• 할인정책을 변경할 때 AppConfig만 변경하면 된다. 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl를 포함해서 사용영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.
• 구성 역할을 담당하는 AppConfig를 애플리케이션이라는 공연의 기획자로 생각했을 때 공연 기획자는 공연 참여자인 구현 객체들을 모두 알아야 한다.

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✔좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙의 적용

 

• SRP 단일 책임 원칙 - 한 클래스는 하나만 가져야 한다.
  • 클라이언트 객체는 직접 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행하는 다양한 책임을 가지고 있음
  • SRP 단일 책임 원칙을 따르면서 관심사를 분리함
  • 구현 객체를 생성하고 연결하는 책임은 AppConfig가 담당
  • 클라이언트 객체는 실행하는 책임만 담당
• DIP 의존관계 역전 원칙 - 프로그래머는 "추상화에 의존해야지, 추체화에 의존하면 안된다." 의존성 주입은 이 원칙을                                           따르는 방법중하나다.
  • 새로운 할인 정책을 개발 -> 클라이언트 코드 변경 -> DIP를 지키며 DiscountPolicy 추상화 인터페이스에 의존 -> FixDiscountPolicy 구체화 구현 클레스에도 함께 의존
  • 클라아이언트 코드 DiscountPolicy -> 추상화 인터페이스에만 의존하도록 코드 변경
  • but 클라이언트 코드는 인터페이스만으로 아무것도 실행할 수 없음
  • AppConfig가 FixDiscountPolicy 객체 인스턴스를 클라이언트 코드 대신 생성해 클라이언트 의존관계를 주입했다. (DIP 원칙 문제 해결)
• OCP - 소프트웨어 요소는 확장에는 열려있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다
  • 다형성 사용하고 클라이언트 DIP를 지킴
  • 애플리케이션 을 사용 영역과 구성 영역으로 나눔
  • AppConfig가 의존관계를 FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy로 변경해 클라이언트 코드에 주입하므로 클라이언트 코드는 변경하지 않아도 됨
  • 소프트웨어 요소를 새롭게 확장해도 사용 영역의 변경은 닫혀 있다.

loC, DI, 그리고 컨테이너

 

제어의 역전 loC(Inversion of Control)

• 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다.
• 반면 AppConfig가 등장한 이후 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당한다.
• 프로그램에 대한 제어 흐름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있다. OrderServiceImpl도 AppConfig가 생성한다. AppConfig는 OrderServiceImpl이 아닌 OrderService 인터페이스의 다른 구현 객체를 생성하고 실행할 수 도 있다.
• 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(loC)라 한다.

프레임워크 vs 라이브러리

• 프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다.(Junit)
• 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당하면 그것은 프레임워크가 아니라 라이브러리다.

 

의존관계 주입 DI(Dependency Injection)

• OrderServiceImpl은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 
• 의존관계는 정적인 클래스 의존 관계와, 실행 시점에 결정되는 동적인 객체(인스턴스) 의존 관계 둘을 분리해서 생각해야 한다.

정적인 클래스 의존관계

OrderServiceImpl은 MemberRepository, DiscountPolicy에 의존한다. 그러나 이런 클래스 의존관계 만으로 실제 어떤 객체가 OrderServiceImpl에 주입 될지 알 수 없다.

 

클래스 다이어그램

 

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

애플리케이션 실행 시점에 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계다.

 

객체 다이어그램

• 애플리케이션 실행 시점에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트 서버와 실제 의존관계가 연결 되는 것을 의존관계 주입이라 한다.
• 객체 인스턴스를 생성하고, 그 참조값을 전달해서 연결된다.
• 의존관계 주입을 사용하면 클라이언트 코드를 변경하지 않고, 클라이언트가 호출하는 대상의 타입 인스턴스를 변경할 수 있다.
• 의존관계 주입을 사용하면 정적인 클래스 의존관계를 변경하지 않고, 동적인 객체 인스턴스 의존관계를 쉽게 변경할 수 있다.

loC 컨테이너, DI 컨테이너

• AppConfig 처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해 주는 것을 loC 컨테이너 또는 DI 컨테이너라 한다.
• 의존관계 주입에 초점을맞추어 최근에는 주로 DI 컨테이너라 하고, 어샘블러, 오브젝트 팩토리라 부르기도 한다.

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✔스프링으로 전환하기

 

AppConfig 스프링 기반으로 변경

package hello.core;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.discount.RateDiscountPolicy;
import hello.core.member.MemberRepository;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.member.MemberServiceImpl;
import hello.core.member.MemoryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderService;
import hello.core.order.OrderServiceImpl;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@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();
	}
}

• @Configuration: AppConfig에 설정을 구성하는 뜻
• 각 메서드에 @Bean: 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록

MemberApp에 스프링 컨테이너 적용

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class MemberApp {

 	public static void main(String[] args) {
// 		  AppConfig appConfig = new AppConfig();
// 		  MemberService memberService = appConfig.memberService();
 		ApplicationContext applicationContext = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
 		MemberService memberService =
applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);

 		Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);
 		memberService.join(member);
        
 		Member findMember = memberService.findMember(1L);
 		System.out.println("new member = " + member.getName());
 		System.out.println("find Member = " + findMember.getName());
 	}
}

OrderApp에 스프링 컨테이너 적용

package hello.core;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import hello.core.order.Order;
import hello.core.order.OrderService;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class OrderApp {

 	public static void main(String[] args) {
// 			AppConfig appConfig = new AppConfig();
// 			MemberService memberService = appConfig.memberService();
//			OrderService orderService = appConfig.orderService();

 		ApplicationContext applicationContext = new
AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
 		MemberService memberService =
applicationContext.getBean("memberService", MemberService.class);
 		OrderService orderService = applicationContext.getBean("orderService",
OrderService.class);

 		long memberId = 1L;
 		Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
 		memberService.join(member);
        
 		Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);
        
 		System.out.println("order = " + order);
 	}
}

스프링 컨테이너

• ApplicationContext: 스프링 컨테이너
• 예전엔 개발자가 AppConfig를 사용해 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터 스프링 컨테이너를 통해 사용한다
• 스프링 컨테이너는 @Configuration이 붙은 AppConfig를 설정(구성)정보로 사용한다. 여기서 @Bean이라 적힌 메서드를 모두 호출해 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링빈이라 한다.
• 스프링 빈은 @Bean이 붙은 메서드의 명을 스프링 빈의 이름으로 사용한다.
• 예전엔 개발자가 필요한 객체를 AppConfig를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 필요한 스프링 빈(깩체)를 찾아야 한다. 스프링 빈은 applicationContext.getBean() 메서드를 사용해서 찾을 수 있다.
• 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었다