1. 객체 지향 설계와 스프링

객체 지향 설계와 스프링

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• 객체 지향 설계와 스프링
  • 핵심 정리
    • 핵심 요약:
    • 핵심 키워드 설명:
  • 스프링 프레임워크
  • 스프링 부트
  • 스프링의 의미
  • 스프링의 핵심
  • 객체 지향 프로그래밍
  • 객체 지향 특징
    • 다형성의 실세계 비유
    • 다형성
      • 자바 언어
      • 객체 간 협력이라는 관계부터 생각
    • 자바 언어의 다형성
      • UML 관계
    • 스프링과 객체 지향
  • 좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)
    • 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle)
    • 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Close Principle)
    • 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)
    • 인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Separate Principle)
    • 의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle)
    • 정리
  • 객체 지향 설계와 스프링
    • 정리

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핵심 정리

핵심 요약:

1. 스프링 프레임워크: 자바 기반의 객체 지향 애플리케이션 개발을 돕는 프레임워크로, 다양한 핵심 기술(DI 컨테이너, AOP, 이벤트 처리 등)과 웹 기술(MVC, WebFlux), 데이터 접근(JDBC, 트랜잭션, ORM), 통합 기술(캐시, 이메일, 원격 접근), 그리고 테스트 지원을 포함한다. 최근에는 스프링 부트를 통해 더욱 편리하게 사용된다.
2. 스프링 부트: 스프링 프레임워크를 쉽게 사용하게 해주는 도구로, 내장 웹 서버(Tomcat), starter 종속성, 자동 구성 등을 통해 빠르게 애플리케이션을 개발할 수 있도록 돕는다. 특히, 프로덕션 환경에서 유용한 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 기능을 제공한다.
3. 스프링의 의미와 핵심: 스프링은 객체 지향 프로그래밍의 특징을 잘 활용해 좋은 애플리케이션을 개발할 수 있게 한다. 스프링은 단순한 프레임워크를 넘어서 스프링 부트와 함께 하나의 생태계를 구성한다.
4. 객체 지향 프로그래밍: 객체 간 협력 관계를 통해 프로그램을 유연하고 변경 가능하게 만드는 기법. 다형성, 추상화, 캡슐화, 상속이 주요 특징이다.
5. 다형성: 역할(인터페이스)과 구현(구현 객체)을 분리하여 유연한 설계를 가능하게 한다. 클라이언트는 구현 객체의 세부 사항을 몰라도 되고, 객체 변경 시에도 큰 영향을 받지 않는다.
6. SOLID 원칙: 좋은 객체 지향 설계를 위한 5가지 원칙
   • 단일 책임 원칙: 하나의 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
   • 개방-폐쇄 원칙: 확장에는 열려 있고, 변경에는 닫혀 있어야 한다.
   • 리스코프 치환 원칙: 자식 클래스는 부모 클래스의 기능을 대체할 수 있어야 한다.
   • 인터페이스 분리 원칙: 클라이언트에 필요한 최소한의 인터페이스만 제공해야 한다.
   • 의존 역전 원칙: 고수준 모듈이 저수준 모듈에 의존하지 않도록 인터페이스에 의존해야 한다.
7. 스프링과 SOLID: 스프링은 DI와 IoC를 통해 다형성 및 SOLID 원칙을 쉽게 적용할 수 있게 돕는다. DI는 역할과 구현을 분리하여 클라이언트 코드의 변경 없이 유연한 확장을 가능하게 한다.

핵심 키워드 설명:

1. DI(Dependency Injection): 객체 간의 의존 관계를 외부에서 주입해주는 방식으로, 코드의 결합도를 낮추고 테스트 용이성을 높인다.
2. AOP(Aspect-Oriented Programming): 핵심 로직과 부가적인 관심사를 분리하여 코드의 중복을 줄이고 모듈화를 돕는 기술이다. 예를 들어, 로깅, 보안, 트랜잭션 관리 등을 핵심 로직과 분리하여 처리할 수 있다.
3. 다형성(Polymorphism): 같은 인터페이스를 구현한 객체가 다른 방식으로 동작할 수 있게 만드는 객체 지향 프로그래밍의 중요한 특징이다. 실행 시점에 객체를 유연하게 변경할 수 있어 유지보수가 용이하다.
4. SOLID 원칙: 객체 지향 설계에서 유연하고 확장 가능한 시스템을 만들기 위한 5가지 원칙. 이 원칙을 지키면 확장성과 유지보수성이 높은 시스템을 설계할 수 있다.
5. IoC(Inversion of Control): 제어의 흐름을 개발자가 아닌 스프링 프레임워크가 관리하는 것으로, 주로 DI와 함께 사용되어 의존성 관리와 객체 생성 등을 컨테이너가 대신 처리한다.

스프링 프레임워크

• 핵심 기술: 스프링 DI 컨테이너, AOP, 이벤트, 기타
• 웹 기술: 스프링 MVC, 스프링 WebFlux
• 데이터 접근 기술: 트랜잭션, JDBC, ORM 지원, XML 지원
• 기술 통합: 캐시, 이메일, 원격접근, 스케줄링
• 테스트: 스프링 기반 테스트 지원
• 언어: 코틀린, 그루비
• 최근에는 스프링 부트를 통해서 스프링 프레임워크의 기술들을 편리하게 사용

스프링 부트

• 스프링을 편리하게 사용할 수 있도록 지원
• 단독으로 실행할 수 있는 스프링 애플리케이션을 쉽게 생성
• Tomcat 같은 웹 서버를 내장해서 별도의 웹 서버를 설치하지 않아도 됨
• 손쉬운 빌드 구성을 위한 starter 종속성 제공
• 스프링과 3rd party(외부) 라이브러리 자동 구성
• 메트릭, 상태 확인, 외부 구성 같은 프로덕션 준비 기능 제공
• 관례에 의한 간결한 설정

스프링의 의미

• 스프링이라는 단어는 문맥에 따라 다르게 사용된다.
  • 스프링 DI 컨테이너 기술
  • 스프링 프레임워크
  • 스프링 부트, 스프링 프레임워크 등을 모두 포함한 스프링 생태계

스프링의 핵심

• 스프링은 자바라는 객체 지향 언어가 가진 강력한 특징을 살려내며 좋은 객체 지향 애플리케이션을 개발할 수 있게 도와주는 프레임워크

객체 지향 프로그래밍

• 객체 지향 프로그래밍은 컴퓨터 프로그램을 명령어의 목록으로 보는 시각에서 벗어나 여러 개의 독립된 단위, 즉 "객체"들의 모임으로 파악하고자 하는 것이다. 각각의 객체는 메시지를 주고받고, 데이터를 처리할 수 있다. (협력)
• 객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 유연하고 변경이 용이하게 만들기 때문에 대규모 소프트웨어 개발에 많이 사용된다.

객체 지향 특징

• 추상화
• 캡슐화
• 상속
• 다형성

다형성의 실세계 비유

다형성

역할과 구현을 분리

• 역할 = 인터페이스

  • 변경 시, 클라이언트, 서버 모두에 큰 변경이 발생한다.
  • 안정적으로 잘 설계하는 것이 중요

• 구현 = 인터페이스를 구현한 클래스, 구현 객체

• 인터페이스를 구현한 객체 인스턴스를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있고 확장 가능하게 설계할 수 있다.

• 클라이언트를 변경하지 않고, 서버의 구현 기능을 유연하게 변경할 수 있다.

  • 클라이언트는
    • 대상의 역할(인터페이스)만 알면 된다.
    • 구현 대상의 내부 구조를 몰라도 된다.
    • 구현 대상의 내부 구조가 변경되어도 영향을 받지 않는다.
    • 구현 대상 자체를 변경해도 영향을 받지 않는다.

자바 언어

• 다형성 활용하여, 객체 설계 시 역할과 구현을 명확히 분리하고, 역할(인터페이스)을 먼저 부여하고, 그 역할을 수행하는 구현 객체 만들기

객체 간 협력이라는 관계부터 생각

• 수 많은 객체 클라이언트와 객체 서버는 서로 요청 및 응답하며 협력 관계를 가진다.

자바 언어의 다형성

• 오버라이딩을 통한 다형성으로 인터페이스를 구현한 객체를 실행 시점에 유연하게 변경할 수 있다.
• 메소드 오버라이딩(메소드 재정의) : 상속으로 인해 동일한 이름의 메소드가 여러 개인 경우, 부모 클래스에서 정의된 메소드는 자식 클래스의 메소드에 의해 재정의되는 것. 자식 클래스로 형변환된 객체인 경우, 재정의된 메소드를 우선적으로 사용한다.

UML 관계

• Association (연관)
  • 두 클래스가 서로 연관되어 있음을 나타냅니다. 연관 관계는 일반적으로 클래스 간의 참조 관계를 의미한다. A → B 와 같이 방향이 있는 실선의 경우, A가 B를 참조한다는 의미
• Realization / Implementation (구현)
  • 인터페이스와 그 인터페이스를 구현하는 클래스 간의 관계를 나타냅니다. 인터페이스는 메서드 시그니처만 제공하며, 해당 메서드의 구현은 인터페이스를 구현하는 클래스가 담당합니다.

스프링과 객체 지향

• 스프링의 제어의 역전(IoC), 의존관계 주입(DI) : 다형성을 활용해서 역할과 구현을 편리하게 다룰 수 있도록 지원

좋은 객체 지향 설계의 5가지 원칙(SOLID)

• 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle) : 객체는 단 하나의 책임만 가져야 한다
• 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Close Principle) : 기존의 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있도록 설계해야 한다
• 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle) : 자식 클래스는 최소한 부모 클래스의 기능은 수행할 수 있어야 한다
• 인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Separate Principle) : 자신이 사용하지 않는 인터페이스와 의존 관계를 맺거나 영향을 받지 않아야 한다
• 의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle) : 의존 관계 성립 시 추상성이 높은 클래스와 의존 관계를 맺어야 한다

단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle)

• 한 클래스는 하나의 책임만 가져야 한다.
  • 중요한 기준은 변경이다. 변경이 있을 때 파급 효과가 적으면 단일 책임 원칙을 잘 따른 것
    • 예) UI 변경, 객체의 생성과 사용을 분리

개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Close Principle)

• 소프트웨어 요소는 확장에는 열려 있으나 변경에는 닫혀 있어야 한다

문제점 예시

• MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택

  MemberRepository m = new MemoryMemberRepository(); //기존 코드
  MemberRepository m = new JdbcMemberRepository(); //변경 코드

• 구현 객체를 변경하려면 클라이언트 코드를 변경해야 한다.

• 분명 다형성을 사용했지만 OCP 원칙을 지킬 수 없다.

  • 객체를 생성하고, 연관 관계를 맺어주는 별도의 조립, 설정자가 필요하다.

리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)

• 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다
  • 다형성에서 하위 클래스는 인터페이스 규약을 다 지켜야 한다는 것

인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Separate Principle)

• 특정 클라이언트를 위한 인터페이스 여러 개가 범용 인터페이스 하나보다 낫다.
• 인터페이스가 명확해지고, 대체 가능성이 높아진다.
  • Ex)
    • 자동차 인터페이스 -> 운전 인터페이스, 정비 인터페이스로 분리
    • 사용자 클라이언트 -> 운전자 클라이언트, 정비사 클라이언트로 분리
    • 분리하면 정비 인터페이스 자체가 변해도 운전자 클라이언트에 영향을 주지 않음

의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle)

• 구현 클래스(구현체)에 의존하지 말고, 인터페이스(역할)에 의존하라

• EX)

  • OCP에서 설명한 MemberService는 인터페이스에 의존하지만, 구현 클래스도 동시에 의존한다.

  • MemberService 클라이언트가 구현 클래스를 직접 선택 -> DIP 위반

  • MemberRepository m = new MemoryMemberRepository();

정리

• 객체 지향의 핵심은 다형성
• 다형성 만으로는 구현 객체를 변경할 때 클라이언트 코드도 함께 변경되기에, OCP, DIP를 준수하며 쉽게 부품을 갈아 끼우듯이 개발할 수 없다.

객체 지향 설계와 스프링

• 스프링은 다음 기술로 다형성 + OCP, DIP를 가능하게 지원
  • DI(Dependency Injection): 의존관계, 의존성 주입
  • DI 컨테이너 제공
• 클라이언트 코드의 변경 없이 기능 확장 = 쉽게 부품을 교체하듯이 개발

정리

• 모든 설계에 역할과 구현을 분리하자.
  • 애플리케이션 설계도 공연을 설계 하듯이 배역만 만들어두고, 배우는 언제든지 유연하게 변경할 수 있도록 만드는 것이 좋은 객체 지향 설계다.
  • 이상적으로는 모든 설계에 인터페이스를 부여하자
  • 하지만 인터페이스를 도입하면 추상화라는 비용이 발생한다.
    • 기능을 확장할 가능성이 없다면, 구체 클래스를 직접 사용하고, 향후 꼭 필요할 때 리팩터링해서 인터페이스를 도입하는 것도 방법이다.

Reference

• 인프런 김영한 강의 - 스프링 핵심 원리 - 기본편