AOP(Aspect Oriented Programming), 관점 지향 프로그래밍

1. AOP 의 개념 및 사용 방법 예제 코드

AOP 란?

• 프로그래밍을 하다보면 공통적인 기능이 많이 발생한다. 이러한 공통 기능을 모든 모듈에 적용하기 힘들어 상속을 이용한다.

• 하지만 Java 에서는 다중 상속이 불가하며, 상속을 받아 공통 기능을 부여하기에 한계가 있다.

  • 예를 들어, 우리가 개발한 API 의 호출 시간을 측정하고 싶다고 하자.

  • 이를 AOP 없이 구현한다고 하면

    • 중복 코드가 발생할 여지가 있고, 코드의 변경이 필요하면 여러 코드에 종속적으로 변경이 필요할 것이며,

    • 핵심적인 비지니스 로직에 호출 시간 측정이라는 부수적인 로직이 추가되어 가독성과 효율성이 떨어지는 등의 문제가 발생할 수 있다.

• 이러한 문제점을 해결하기 위해서 AOP 가 등장하게 되었다.

• AOP 는 새로운 프로그래밍 패러다임이 아니라, OOP 를 보조하는 기술로, 핵심적 관리 사항(Core Concern) 과 공통 관심 사항(Cross-Cutting Concer) 으로 분리시키고 각각을 모듈화하는 것을 의미한다.

  • 예를 들어, 우리가 개발한 API 중 회원가입 API 가 있다면, 아래와 같이 분류할 수 있다.

    • 핵심적 관리 사항 : 회원가입 비지니스 로직

    • 공통 관심 사항 : 호출 시간 측정

AOP 장점

• 공통 관심 사항을 핵심 관심사항으로부터 분리시켜 핵심 로직을 깔끔하게 유지할 수 있다.

• 그에 따라 코드의 가독성, 유지보수성 등을 높일 수 있다.

• 각각의 모듈에 수정이 필요하다면, 다른 모듈의 수정 없이 해당 로직만 변경하면 된다.

• 공통 로직을 적용할 대상(메서드 단위)을 선택할 수 있다.

패키지 기반, 어노테이션 기반으로 AOP 사용해보기

의존성 추가 (Gradle 기준)

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-aop'

AOP 활성화

• AOP 를 사용하고자 하는 빈 클래스에 @EnableAspectJAutoProxy 추가

@EnableAspectJAutoProxy
@SpringBootApplication
public class DemoApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DemoApplication.class, args);
    }

}

실행 시간 측정을 위한 Aspect 클래스 - 패키지 기반

• AOP 클래스로 설정하기 위해 @Aspect 어노테이션 추가

• Spring 빈으로 등록하기 위해 @Component 어노테이션 추가

• @Around 를 통해 AOP 가 적용될 범위 지정

  • @Around("execution(* *..controller.*.*(..))") : 해당 패키지 내 메서드를 지정한 상태

• ProceedingJoinPoint 는 AOP 에서 메서드 실행 전후의 제어를 가능하게 하는 객체로, pjp.proceed() 를 호출하면 원래 대상 메서드가 실행된다.

@Aspect
@Component
@Log4j2
public class ExecutionTimeAop {

   // 모든 패키지 내의 controller package에 존재하는 클래스
   @Around("execution(* *..controller.*.*(..))")
   public Object calculateExecutionTime(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
      // 해당 클래스 처리 전의 시간
      StopWatch sw = new StopWatch();
      sw.start();

      // 해당 클래스의 메소드 실행
      Object result = pjp.proceed();

      // 해당 클래스 처리 후의 시간
      sw.stop();
      long executionTime = sw.getTotalTimeMillis();

      String className = pjp.getTarget().getClass().getName();
      String methodName = pjp.getSignature().getName();
      String task = className + "." + methodName;

      log.debug("[ExecutionTime] " + task + "-->" + executionTime + "(ms)");

      return result;
   }
}

실행 시간 측정을 위한 Aspect 클래스 - 어노테이션 기반

• AOP 처리를 위한 어노테이션 생성

  • @Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD}) : 클래스와 메서드가 타겟이다.

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})
public @interface ExecutionTimeChecker {
}

@Aspect
@Component
@Log4j2
public class ExecutionTimeAop {

   @Around("@within(com.mang.atdd.membership.aop.ExecutionTimeChecker)")
   public Object calculateExecutionTime(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
      // 해당 클래스 처리 전의 시간
      StopWatch sw = new StopWatch();
      sw.start();

      // 해당 클래스의 메소드 실행
      Object result = pjp.proceed();

      // 해당 클래스 처리 후의 시간
      sw.stop();
      long executionTime = sw.getTotalTimeMillis();

      String className = pjp.getTarget().getClass().getName();
      String methodName = pjp.getSignature().getName();
      String task = className + "." + methodName;

      log.debug("[ExecutionTime] " + task + "-->" + executionTime + "(ms)");

      return result;
   }
}

만약 AOP 를 사용하지 않았더라면?

• 만약 AOP 를 적용하지 않은 상태에서 실행 시간 측정 단위를 밀리세컨드가 아닌, 세컨드로 변경한다고 하면 어떻게 해야 할까?

• AOP 를 적용하지 않았다면, 관련 로직의 모든 코드를 수정해야 했을 것이다.

• 하지만 AOP 를 적용함으로, AOP 로직만 수정하면 모든 내용이 적용된다.

2. 궁금한점? - AOP 와 필터/인터셉터의 차이

AOP 와 필터/인터셉터의 차이

AOP를 꼭 사용해야 할 경우

• 로직이 메서드 호출 자체에 초점을 맞추고 있을 때.

• HTTP 계층에 의존하지 않거나, 특정 계층(서비스 계층 등)에 강하게 의존할 때.

• 메서드 실행의 제어 및 흐름 변경이 필요할 때.

필터/인터셉터로 충분한 경우

• 로직이 HTTP 요청과 응답의 전처리/후처리에만 초점이 맞춰져 있을 때.

• URL 기반으로 공통 로직이 적용될 때.

AOP 를 사용해야만 하는 케이스

AOP 는 메서드 실행 단위로 동작하기 떄문에, 다음과 같은 상황에서 강력한 도구가 된다.

1. 비즈니스 로직과 강하게 결합되지 않으면서, 메서드 호출에 영향을 주고자 할때

   1. 서비스 계층의 메서드 실행 전후에 로직을 삽입하는 작업은 AOP 가 적합하다 .

   2. ex) 메서드 실행 시간 측정, 성능 로깅, 트랜잭션 관리

2. 다양한 클래스와 메서드에 일관된 처리가 필요할 때

   1. 특정 패키지나 클래스 이름 패턴에 따라 로깅 처리

   2. 필터와 인터셉터는 컨트롤러 요청에만 적용되므로, 모든 레이어에서 동작이 필요한 경우 AOP 가 필요하다.

      
3. 메서드 실행 흐름 제어가 필요할 때

   1. AOP 는 메서드 실행을 중단하거나, 대체하는 것이 가능하다 .

   2. ex) 특정 조건에서 메서드 실행을 막거나, 메서드 반환 값을 조작 (프록시 패턴?)

      
4. HTTP 요청에 의존하지 않은 로직을 처리할 때

   1. AOP 는 HTTP 계층에 의존하지 않으므로, 배치 작업이나 비동기 메서드에서도 적용 가능

   2. ex) 스케줄러 기반 메서드 로깅

필터/인터셉터로 해결 가능한 케이스

1. HTTP 요청/응답 전후에만 관심이 있을 때

   1. HTTP 요청 로깅, 인증/인가, 요청 헤더 수정 등은 필터나 인터셉터로 충분히 처리가 가능하다.

   2. AOP 는 이러한 작업을 처리하기에 과잉 처리이다.

2. 특정 URL 패턴에만 적용해야 할 때

   1. 특정 URL 의 요청/응답에만 동작하는 로직이 필요하다면 필터/인터센터가 더 적합

   2. AOP 는 URL 개념이 없고 메서드 호출 단위로 동작하기 때문

3. 컨트롤러 수준의 전후 처리

   1. 컨트롤러 진입 전후에 세션 검사, 사용자 권한 체크 등은 인터셉터가 적합

   2. AOP 를 사용하면 컨트롤러 외의 서비스 계층까지 불필요하게 로직이 적용될 수 있다.