Spring Framework 기본, 특징, 사용하는 이유

💡Framework vs Library

 

Java Collection Framework은 자주 사용하는 자료구조를 바탕으로 데이터를 가공 및 처리하기 쉽도록 표준화된 방법을 제공하는 클래스의 집합이다.

즉, Framework는 기본적으로 프로그래밍을 하기 위한 어떠한 틀이나 구조를 제공한다.

Framework를 사용하면 효율적으로 코드를 작성 가능하며, 정해진 규약이 있어서 애플리케이션을 효율적으로 관리 가능하다.

하지만, 자유롭고 유연한 개발이 어렵고, 사용하고자 하는 Framework에 대한 학습이 선행되어야 한다는 단점도 있다.

 

Library는 애플리케이션을 개발할 때 사용되는 일련의 데이터 및 프로그래밍 코드를 말한다.

즉, 개발시 필요한 기능을 미리 구현해 높은 집합체로서, 개발자가 필요할 때마다 선택적으로 사용 가능하다.

애플리케이션의 흐름의 주도권이 개발자에게 있는 것.

 

그러나 Framework는 코드 상에는 직접적으로 보이지 않는 상당히 많은 일들을 하며, 개발자가 메서드 내에 코드를 작성해두면, Framework에서 알아서 개발자가 작성한 코드를 사용해서 애플리케이션의 흐름을 만들어낸다.

 

즉, 애플리케이션의 흐름의 주도권이 Framework에게 있는 것(IOC)

 

 

💡Spring Framework만의 장점은?

 

• POJO(Plan Old Java Object) 기반의 구성
• DI(Dependency Injection) 지원
• AOP(Aspect Oriented Programming) 지원
• Java 언어를 사용함으로써 얻는 장점들

Java는 정적 타입 언어로서 변수의 타입, 메서드의 입력과 출력이 어떤 타입을 가져야 하는지를 강제하기 때문에 여러 사람이 함께 작업할 때, 다른 사람의 코드 혹은 이전에 내가 작성했던 코드를 수정, 보완이 용이함. 또, 웹 서버를 구축하는데 있어서 런타임에 발생하는 오류를 사전에 방지 가능하다.

 

또, Spring Framework를 사용하면 기업용 엔터프라이즈 시스템 개발에 생산성을 높이고, 애플리케이션의 유지 보수를 용이하게 하는 Framework의 기본 목적 그 이상을 달성 가능. 객체 지향 설계 원칙에 잘 맞는 재사용과 확장이 가능한 애플리케이션 개발 스킬을 향상할 수 있으며, 보다 나은 성능과 서비스의 안정성이 필요한 복잡한 기업용 엔터프라이즈 시스템을 제대로 구축하기 위한 능력을 기를 수 있음.

 

 

 

💡Spring 이전에는...

 

• JSP를 이용한 애플리케이션 개발 : 사용자에게 보여지는 View 페이지쪽 코드와 사용자의 요청을 처리하는 서버쪽 코드가 섞여있는 형태의 개발 방식으로 이는 애플리케이션 유지보수 측면에서 최악의 방식.
• 서블릿(Servlet)을 이용한 애플리케이션 개발 :JSP 방식 역시 내부적으로 Servlet 방식을 사용. Spring을 사용한 웹 요청을 처리할 때에도 내부적으로는 Servlet을 사용함. (Servlet을 위한 java 코드가 클라이언트 측 코드에서 분리되어 별도의 Java 클래스로 관리됨) 서블릿 방식의 코드에서는 클라이언트의 요청에 담긴 데이터를 꺼내 오는 작업을 개발자가 직접 코드로 작성해야 하고, 캐릭터셋도 지정해야 함.
• Spring MVC : Spring MVC 설정 파일 web.xml의 복잡한 설정과정..
• Spring Boot : Spring MVC 기반의 코드를 Spring Boot 기반에서 개선. 복잡한 설정 작업 마저도 Spring 이 대신 처리해주기 때문에 개발자는 애플리케이션의 핵심 비즈니스 로직에만 집중할 수 있음.

 

cf. 

 

Java 서블릿 

클라이언트의 요청을 처리하고 그 결과를 반환하는 Servlet 클래스의 구현 규칙을 지킨 자바 웹 프로그래밍 기술.(웹 요청에 대해 동적인 처리 가능)

사용자가 URL을 입력하면 HTTP Request가 Servlet Container로 전송되고, 요청을 전송받은 Servlet Container는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성함. web.xml을 기반으로 사용자가 요청한 URL이 어느 서블릿에 대한 요청인지를 찾고, 해당 서블릿에서 service 메서드를 호출한 후 클라이언트의 GET,  POST 여부에 따라 doGet(), doPost() 롤 호출함. doGet(), doPost() 메서드는 동적 페이지를 생성한 후 HttpServletResponse 객체에 응답을 보냄. 응답이 끝나면 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체가 소멸됨.

 

서블릿 라이프 사이클을 위한 3가지 필수 메소드 : init() (서블릿 생성) -> service() (처리 진행) -> destroy() (서블릿 삭제)

 

서블릿 컨테이너 

서블릿이 동작하는 환경을 제공. 클라이언트의 요청을 받고 응답할 수 있도록 웹 서버와 소켓으로 통신.

 

서블릿 컨테이너의 역할 

1. 웹 서버와 통신

2. 서블릿 생명주기 관리

3. 멀티쓰레드 지원 및 관리

4. 선언적인 보안 관리

 

동작 방식

1. 웹 서버가 HTTP 요청을 받는다.

2. 웹서버는 요청을 서블릿 컨테이너로 전달함.

3. 서블릿이 컨테이너에 없다면, 

 

JSP(Java Server Page) : Java 코드가 들어가 있는 HTML 코드로, HTML 속에서 자바코드는 <% 소스코드 %> 또는 <%= 소스코드 =%>형태로 들어감. 서블릿 규칙이 꽤 복잡하기 때문에 JSP가 나오게 되었고, JSP는 WAS에 의해서 서블릿 클래스로 변환되어 사용되어 짐.

 

 

 

💡Spring Framework의 특징

 

• POJO(Plain Old Java Object)
• IoC(Inversion Of Control)
• AOP(Aspect Object Programming)
• PSA(Portable Service Abstraction)

 

 

 

💡POJO(Plain Old Java Object) 프로그래밍

 

Spring 삼각형

 

POJO를 이용해서 프로그래밍 코드를 작성하는 것을 의미한다.

단순히 순수 자바 객체만을 사용해서 프로그래밍 코드를 작성한다고 해서, POJO 프로그래밍이라고 볼 수 없다.

다음 두 가지 기본 규칙을 지켜야 한다.

• Java나 Java 스텍(사양)에 정의된 것 이외에는 다른 기술이나 규약에 얽매이지 않아야 함. 
  • 특정 기술을 상속해 코드를 작성하게 되면, 나중에 애플리케이션의 요구사항이 변경되어 다른 기술로 변경하려면 특정 기술을 명시적으로 사용했던 부분을 전부 다 일일이 제거하거나 수정해야 함.
  • Java는 클래스간 다중 상속을 지원하지 않기 때문에, extends 키워드를 사용해서 한 번 상속을 하게 되면 상위 클래스를 상속받아서 하위 클래스를 확장하는 객체지향 설계 기법을 적용하기 어려워지게 됨.
• 특정 환경에 종속적이지 않아야 함.
  • 서블릿 기반의 웹 애플리케이션을 실행시키는 서블릿 컨테이너(Servlet Container)인 아파치 톰캣을 예로 들어보자.
    순수 Java로 작성한 애플리케이션 코드 내에서 Tomcat이 지원하는 API를 직접 가져다가 사용한다고 가정할 때, 시스템의 요구사항이 변경되어서 Tomcat을 Zetty라는 다른 Servlet Container를 사용해야 한다면 애플리케이션 코드에서 사용하고 있는 Tomcat API 코드들을 모두 걷어내고 Zetty로 수정하던지 최약의 경우, 애플리케이션 전부를 뜯어 고쳐야될지도 모르는 상황에 직면할 수도 있음

 

POJO 프로그래밍이 필요한 이유

 

• 특정 환경이나 기술에 종속적이지 않으면 재사용 가능하고, 확장 가능한 유연한 코드 작성 가능
• 저수준 레벨의 기술과 환경에 종속적인 코드를 애플리케이션 코드에서 제거함으로써 코드가 깔끔해짐.
• 코드가 깔끔해지기 때문에 디버깅하기도 상대적으로 쉬움.
• 특정 기술이나 환경에 종속적이지 않아 테스트 역시 단순해짐.
• 객체지향적인 설계를 제한없이 적용 가능.(가장 중요한 이유)

 

 

POJO와 Spring의 관계

 

Spring은 POJO 프로그래밍을 지향하는 Framework.

그리고 최대한 다른 환경이나 기술에 종속적이지 않도록 하기 위한 POJO 프로그래밍을 코드를 작성하기 위해선 Spring에서는 세 가지 기술 지원한다. (IoC/DI, AOP, PSA)

 

 

정리)
- POJO란 순수한 Java 객체를 의미한다.
- POJO 프로그래밍이란 순수 Java 객체가 다른 기술이나 환경에 종속되지 않도록 하기 위한 프로그래밍 기법이다.
- POJO 프로그래밍을 효과적으로 적용하기 위해서는 특정 기술에 대한 지식보다는 JDK과 API에 대한 지식과 객체지향적인 사고방식과 설계를 위한 훈련이 우선시되어야 한다.
- Spring Framework는 POJO 프로그래밍을 지향하기 위해 IoC/DI, AOP, PSA라는 기술을 제공한다.

 

 

cf.

 

객체 지향 기본 원칙, SOLID

 

• SRP(Single Responsibility Principle) 단일 책임의 원칙 : 클래스가 제공하는 기능들은 하나의 책임을 수행하는데 집중해야 한다는 원칙.
• OCP(Open Close Principle) 개방 폐쇄의 원칙 : 확장에는 열려 있고, 변경에는 닫혀있어야 한다는 원칙. 변하는 것과 변하지 않는 것을 잘 구분하면 OCP를 지키기 용이. 변하지 않는 것은 변하는 것의 구현에 의존하지 않고, 인터페이스를 통해 느슨하게 의존하게 만듬.
• LSP(The Liskov Substitution Principle) 리스코프 치환의 원칙 : subclass의 객체는 superclass의 참조변수에 대입해서 superclass의 역할을 수행하는데 문제가 없어야 한다는 원칙.(OCP 원칙의 기반이 됨)
  • 서브 타입은 언제나 기반 타입으로 교체할 수 있어야 한다는 의미로, 자식 클래스는 최소한 자신의 부모 클래스에서 가능한 행위는 수행이 보장되어야 한다는 의미.(다형성의 원리)
• ISP(Interface Segregation Principle) 인터페이스 분리의 원칙 : 인터페이스의 단일 책임을 위한 원칙. 즉, 일반적인 하나의 인터페이슬 조금 더 구체적인 인터페이스로 쪼개는 것이 낫다는 것.
• DIP(Dependency Inversion Principle) 의존성 역전의 원칙 : 자주 변경되는 구체 클래스에 의존하지 않고, 추상화(일반화) 된 클래스에 의존하는 것을 의미. 구체 클래스가 추상 클래스에 의존하므로 의존 관계가 역전된 형태.

 

 

 

IoC(Inversion of Control)

애플리케이션 흐름의 주도권을 Spring이 가짐.

 

서블릿 기반의 애플리케이션을 웹에서 실행하기 위한 서블릿 컨테이너의 모습. Java 콘솔 애플리케이션의 경우 main() 메서드가 종료되면 애플리케이션의 실행이 종료됨. 하지만 웹에서 동작하는 애플리케이션읭 경우, 클라이언트가 외부에서 접속해 사용하는 서비스이기 때문에, 종료되면 안됨. 그런데 서블릿 컨테이너에는 서블릿 사양(Specification)에 맞게 작성된 서블릿 클래스만 존재하지 별도의 main 메서드가 존재하지 않음. (main 메서드 처럼 애플리케이션이 시작되는 지점을 엔트리 포인트라고 함) main() 메서드처럼 애플리케이션이 시작된느 지점을 엔트리 포인트라고 부름. main() 메서드가 없는데 어떻게 애플리케이션이 실행될까? 서블릿 컨테이너의 경우, 클라이언트의 요청이 들어올 때마다 서블릿 컨테이너 내의 컨테이너 로직이 서블릿을 직접 실행시켜주기 때문에 main() 메서드가 필요 없음.

이 경우에는 서블릿 컨테이너가 서블릿을 제어하고 있기 때문에 애플리케이션의 주도권은 서블릿 컨테이너에 있음. 바로 서블릿과 웹 애플리케이션 간의 IoC이 개념이 적용됨.

 

 

DI(Dependency Injection)

 

IoC는 서버 컨테이너 기술. 디자인 패턴, 객체 지향 설계 등에 적용하게 되는 개념인데 반해 DI(Dependency Injection)은 IoC 개념을 조금 구체화시킨 것이라고 볼 수 있음.

 

의존성 주입을 하더라도 의존성 주입의 혜택을 보기 위해서는 클래스들 간의 강한 결합은 피하는 것이 좋으며, 느슨한 결합(Loose Coupling)이 필요함. -> 인터페이스를 사용하는 것.

 

 

AOP(Aspect Oriented Programming)

 

관심 지향 프로그램이. 객체 간의 관계를 지향하는 프로그래밍 방식. 애플리케이션에 필요한 기능 중에서 공통적으로 적용되는 공통 기능에 대한 관심과 관련됨.

애플리케이션을 개발하다보면 애플리케이션 전반에 걸쳐서 공통적으로 사용되는 기능들이 있기 마련인데, 이러한 공통 기능들에 대한 관심사를 바로 공통 관심 사항(Cross-cutting Concern)이라고 한다. 

우리가 흔히 말하는 비즈니스 로직. 애플리케이션의 주목적을 달성하기 위한 핵심 로직에 대한 관심사를 핵심 관심 사항(Core Concern)이라고 함.

공통 관심 사항들은 핵심 로직에 전반적으로 두루 사용되기 때문에, 코드의 중복을 막고, 간결성을 유지하기 위해  애플리케이션의 핵심 로직에서 공통 기능 로직들(로깅, 보안, 트랜잭션 등)을 분리하는 것이 AOP라 할 수 있겠다.

 

 

PSA(Portable Service Abstraction)

 

기본적으로 추상화는 어떤 클래스의 본질적인 특성만을 추출하여 일반화하는 것을 말한다.

서비스에 적용하는 일관된 서비스 추상화인 PSA는, 서비스의 기능을 접근하는 방식을 일관되게 유지함으로써(인터페이스스를 통한 느슨한 결합으로) 기술 자체를 유연하게 사용할 수 있도록 하는 것을 말한다.

PSA를 사용하면 애플리케이션에서 사용하는 기술이 변경되더라도 최소한의 변경만으로 변경된 요구 사항을 반영 가능하다.

 

 

웹 애플리케이션을 위한 아키텍처

 

애플리케이션의 아키텍처 유형 중 계층형 아키텍처(N-티어)에 대해 알아보자.

N-계층 아키텍처는 프레젠테이션, 처리 및 데이터 관리 기능이 논리적, 물리적으로 분리된 클라이언트 - 서버 아키텍처 개념으로 응용 프로그램을 API 계층, 서비스 계층, 데이터 액세스 계층으로 나눈다.

 

• API 계층 : 클라이언트의 요청을 받아들이는 계층
• 서비스 계층 : API 계층에서 전달 받은 요청을 업무 도메인의 요구사항에 맞게 비즈니스적으로 처리하는 계층. 애플리케이션의 핵심 로직이 포함되어 있음
• 데이터 액세스 계층 : 비즈니스 계층에서 처리된 데이터를 데이터베이스 등의 데이터 저장소에 저장하기 위한 계층

 

 

아키텍처로 보는 Spring Framework 모듈 구성

위 그림은 Spring Framework에서 지원하는 모듈들을 아키텍처로 표현한 것.

모듈이란? 여러 가지 기능들을 목적에 맞게 그룹화하여 묶어놓은 것을 말함. 이러한 모듈들은 재사용 가능하도록 라이브러리 형태로 제공되는 경우가 많음.

 

 

 

Spring Boot를 사용하는 이유

• XML 기반의 복잡한 설계 방식이 필요 없어짐.
• 의존 라이브러리의 자동 관리
• 애플리케이션 설정의 자동 구성
• 프로덕션급 애플리케이션의 손쉬운 빌드
• 내장된 WAS를 통한 손쉬운 배포