스프링 핵심 원리 기본편 - 섹션 4~6

제어의 역전과 의존관계 주입

IoC (Inversion of Control)

스프링과 같은 프레임워크를 사용할 때를 생각해보자. Controller, Service 같은 객체들의 동작을 우리가 직접 구현하기는 하지만, 해당 객체들이 어느 시점에 호출될 지는 신경쓰지 않는다. 단지 프레임워크가 요구하는대로 객체를 생성하면, 프레임워크가 해당 객체들을 가져다가 생성하고, 메서드를 호출하고, 소멸시킨다. 프로그램의 제어권이 역전된 것이다. 즉, 어플리케이션 코드에 작성한 객체들을 프레임워크가 필요한 시점에 가져다가 프로그램을 구동하기 때문에 프로그램의 제어권이 프레임워크로 역전된다. 이처럼, 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)라 한다.

DI (Dependency Injection)

애플리케이션 실행 시점(런타임)에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 실제 의존관계가 연결되는 것을 **의존관계 주입(DI)**이라 한다.

스프링 컨테이너과 스프링 빈

스프링 컨테이너

ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 한다. 스프링 컨테이너는 XML 기반으로 만들 수도 있고 애노테이션 기반의 자바 설정 클래스로도 만들 수 있다.

위와 같이, 스프링 컨테이너는 다양한 형식의 설정 정보를 받아들일 수 있도록 유연하게 설계되어 있다. 최근에 많이 사용하는 애노테이션 기반은 @Configuration 이 붙은 객체를 설정 정보로 사용한다. 여기서 @Bean 이라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라 한다.

스프링 빈

스프링 컨테이너는 파라미터로 넘어온 설정 클래스 정보를 사용해서 스프링 빈을 등록한다. 여기서 주의해야 할 점은 빈 이름은 고유해야 한다는 것이다. 즉, 항상 다른 이름을 부여해야 한다.

빈 조회

• getBeanDefinitionNames() 모든 빈의 이름을 조회하는 메서드
• getBean(빈이름, 타입) 빈 이름으로 빈 객체(인스턴스)를 조회하는 메서드
• getBean(타입) 타입으로 빈 객체(인스턴스)를 조회하는 메서드 이때, 같은 타입의 스프링 빈이 2개 이상이면 오류가 발생한다. 이 경우에는 getBeansOfType() 을 사용하면 해당 타입의 모든 빈을 조회할 수 있다.
• 또한, 상속 관계일 때 부모 타입으로 조회하면, 자식 타입도 함께 조회된다.

싱글톤 컨테이너

싱글톤 패턴

싱글톤 패턴이란, 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴이다. 때문에 생성자가 여러 차례 호출되더라도 실제로 생성되는 객체는 하나이고 최초 생성 이후에 호출된 생성자는 최초의 생성자가 생성한 객체를 리턴한다.

싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 객체 인스턴스를 기본적으로 싱글톤으로 관리한다. 즉, 스프링 빈을 싱글톤으로 관리하는 것이다. 물론, 기본 빈 등록 방식은 싱글톤이지만, 싱글톤 방식만 지원하는 것은 아니라는 것도 함께 알아두자. 자세한 내용은 빈 스코프에서 다룬다.

이로 인해, 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용할 수 있다. 하지만, 주의해야 할 점도 있다. 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 상태를 유지하게 설계하면 안된다. 즉, 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다는 뜻이다.

동작 원리

스프링 컨테이너는 어떻게 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장해주는 것일까? 애노테이션 기반의 스프링 컨테이너는 이를 위해 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용한다.

스프링은 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한다. 즉, 스프링 빈으로 등록된 인스턴스에 적용된 CGLIB의 내부 기술이 바로 싱글톤이 보장되도록 해주는 것이다.

CGLIB의 내부 기술은 매우 복잡하지만, 간단하게 살펴보면 위의 코드처럼 @Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어지는 것이다. 이러한 기술로 인해 싱글톤이 보장된다.

주의점

만약, @Configuration을 붙이지 않고, @Bean만 적용하면 어떻게 될까? @Configuration 을 붙이면 바이트코드를 조작하는 CGLIB 기술을 사용해서 싱글톤을 보장하지만, @Bean 만 사용하게 되면 싱글톤을 보장하지 않는다. 즉, @Bean 만 사용해도 스프링 빈으로 등록되지만, 싱글톤을 보장하지 않기 때문에 매 요청마다 새로운 인스턴스를 생성하게 된다. 때문에 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration 을 사용해서 싱글톤을 보장하도록 하자!