스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용

1. 새로운 할인 정책 개발

새로운 할인 정책을 확장해보자. (RateDiscountPolicy 추가)

package hello.core.discount;

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

public class RateDiscountPolicy implements DiscountPolicy{

    private int discountPercent = 10;

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

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.*;

class RateDiscountPolicyTest {

    RateDiscountPolicy discountPolicy = new RateDiscountPolicy();

    @Test
    @DisplayName("VIP 는 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("VIP 가 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);
    }
}

할인정책을 추가하고 테스트까지 완료했다.

2. 새로운 할인 정책 적용과 문제점

할인 정책을 적용해보자.

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

문제점 발견

• 우리는 역할과 구현을 충실하게 분리했다. -> OK

• 다형성도 활용하고, 인터페이스와 구현 객체를 분리했다. -> OK

• OCP, DIP 같은 객체지향 설계 원칙을 충실히 준수했다.

  • 그렇게 보이지만 사실은 아니다.

• DIP: 주문서비스 클라이언트(OrderServiceImpl )는 DiscountPolicy 인터페이스에 의존하면서 DIP를

  지킨 것 같은데?

  • 클래스 의존관계를 분석해 보자. 추상(인터페이스) 뿐만 아니라 구체(구현) 클래스에도 의존하고 있다.

    • 추상(인터페이스) 의존: DiscountPolicy

    • 구체(구현) 클래스: FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy

• OCP: 변경하지 않고 확장할 수 있다고 했는데!

  • 지금 코드는 기능을 확장해서 변경하면, 클라이언트 코드에 영향을 준다! 따라서 OCP를 위반한다.

왜 클라이언트 코드를 변경해야 할까?

클래스 다이어그램으로 의존관계를 분석해보자.

기대한 의존관계

실제 의존관계

잘보면 클라이언트인 OrderServiceImpl이 DiscountPolicy 인터페이스 뿐만 아니라 FixDiscountPolicy 인 구체 클래스도 함께 의존하고 있다. 실제 코드를 보면 의존하고 있다! DIP 위반

정책 변경

중요!: 그래서 FixDiscountPolicy 를 RateDiscountPolicy 로 변경하는 순간 OrderServiceImpl 의 소스 코드도 함께 변경해야 한다! OCP 위반

어떻게 문제를 해결할 수 있을까?

• 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 은 DiscountPolicy 의 인터페이스 뿐만 아니라 구체 클래스도 함

  께 의존한다.

• 그래서 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 변경

인터페이스에만 의존하도록 코드 변경

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

• 인터페이스에만 의존하도록 설계와 코드를 변경했다.

• 그런데 구현체가 없는데 어떻게 코드를 실행할 수 있을까?

• 실제 실행을 해보면 NPE(null pointer exception)가 발생한다.

해결 방안

• 이 문제를 해결하려면 누군가가 클라이언트인 OrderServiceImpl 에 DiscountPolicy 의 구현 객체를 대

  신 생성하고 주입해주어야 한다.

3. 관심사 분리

관심사를 분리하자.

• 배우는 본인의 역할인 배역을 수행하는 것에만 집중해야 한다.

• 디카프리오는 어떤 여자 주인공이 선택되더라도 똑같이 공연을 할 수 있어야 한다.

• 공연을 구성하고, 담당 배우를 섭외하고, 역할에 맞는 배우를 지정하는 책임을 담당하는 별도의 공연 기획자가 나

  올시점이다.

• 공연 기획자를 만들고, 배우와 공연 기획자의 책임을 확실히 분리하자.

AppConfig 등장

• 애플리케이션의 전체 동작 방식을 구성(config)하기 위해, 구현 객체를 생성하고, 연결하는 책임을 가지는 별도의 설정 클래스를 만들자.

AppConfig

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.MemoeryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderSerivceImpl;
import hello.core.order.OrderService;

public class AppConfig {

    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    public OrderService orderService() {
        return new OrderSerivceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }

    private static MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoeryMemberRepository();
    }

    private static DiscountPolicy discountPolicy() {
        return new FixDiscountPolicy();
    }
}

MemberServiceImpl - 생성자 주입

package hello.core.member;

public class MemberServiceImpl implements MemberService{

    private final MemberRepository memberRepository;

    public MemberServiceImpl(MemberRepository memberRepository) {
        this.memberRepository = memberRepository;
    }

    @Override
    public void join(Member member) {
        memberRepository.save(member);
    }

    @Override
    public Member findMember(Long memberId) {
        return memberRepository.findById(memberId);
    }
}

OrderServiceImpl - 생성자 주입

package hello.core.order;

import hello.core.discount.DiscountPolicy;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberRepository;

public class OrderSerivceImpl implements OrderService{

    private final MemberRepository memberRepository;
    private final DiscountPolicy discountPolicy;

    public OrderSerivceImpl(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);
    }
}

AppConfig 실행

사용 클래스 - MemberApp

package hello.core;

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

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(member.getId());
        System.out.println("new member = " + member.getName());
        System.out.println("find member = " + findMember.getName());
    }
}

사용 클래스 - 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;
import org.springframework.context.ApplicationContext;

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);
    }
}

테스트코드 수정

package hello.core.member;

import hello.core.AppConfig;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class MemberServiceImplTest {

    MemberService memberService;

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

    @Test
    void join() {
        // give
        Member member = new Member(1L, "memberA", Grade.VIP);

        // when
        memberService.join(member);
        Member findMember = memberService.findMember(1L);

        // then
        Assertions.assertThat(member).isEqualTo(findMember);
    }
}

package hello.core.order;

import hello.core.AppConfig;
import hello.core.member.Grade;
import hello.core.member.Member;
import hello.core.member.MemberService;
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;

class OrderSerivceImplTest {

    MemberService memberService;
    OrderService orderService;

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

    @Test
    void createOrder() {
        Long memberId = 1L;
        Member member = new Member(memberId, "memberA", Grade.VIP);
        memberService.join(member);

        Order order = orderService.createOrder(memberId, "itemA", 10000);

        Assertions.assertThat(order.getDiscountPrice()).isEqualTo(1000);
    }
}

정리

• AppConfig를 통해서 관심사를 확실하게 분리했다.

• 배역, 배우를 생각해보자.

• AppConfig는 공연 기획자다.

• AppConfig는 구체 클래스를 선택한다. 배역에 맞는 담당 배우를 선택한다. 애플리케이션이 어떻게 동작해야 할

  지 전체 구성을 책임진다.

• 이제 각 배우들은 담당 기능을 실행하는 책임만 지면 된다.

• OrderServiceImpl 은 기능을 실행하는 책임만 지면 된다.

4. 새로운 구조와 할인 정책 적용

• 처음으로 돌아가서 정액 할인 정책을 정률 할인 정책으로 변경해보자.

• FixDiscountPolicy -> RateDiscountPolicy

• FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy로 변경해도 구성 영역만 영향을 받고, 사용 영역은 전혀

  영향을 받지 않는다.

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.MemoeryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderSerivceImpl;
import hello.core.order.OrderService;

public class AppConfig {

    public MemberService memberService() {
        return new MemberServiceImpl(memberRepository());
    }

    public OrderService orderService() {
        return new OrderSerivceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }

    private static MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoeryMemberRepository();
    }

    private static DiscountPolicy discountPolicy() {
//        return new FixDiscountPolicy();
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

• AppConfig 에서 할인 정책 역할을 담당하는 구현을 FixDiscountPolicy, RateDiscountPolicy 객체로 변경했다.

• 이제 할인 정책을 변경해도, 애플리케이션의 구성 역할을 담당하는 AppConfig만 변경하면 된다. 클라이언트 코드인 OrderServiceImpl 를 포함해서 사용 영역의 어떤 코드도 변경할 필요가 없다.

• 구성 영역은 당연히 변경된다. 구성 역할을 담당하는 AppConfig를 애플리케이션이라는 공연의 기획자로 생각하자. 공연 기획자는 공연 참여자인 구현 객체들을 모두 알아야 한다.

5. IoC, DI, 그리고 컨테이너

제어의 역전 IoC(Inversion of Control)

• 기존 프로그램은 클라이언트 구현 객체가 스스로 필요한 서버 구현 객체를 생성하고, 연결하고, 실행했다. 한마디

  로 구현 객체가 프로그램의 제어 흐름을 스스로 조종했다. 개발자 입장에서는 자연스러운 흐름이다.

• 반면에 AppConfig가 등장한 이후에 구현 객체는 자신의 로직을 실행하는 역할만 담당한다. 프로그램의 제어 흐

  름은 이제 AppConfig가 가져간다. 예를 들어, OrderServiceImpl 은 필요한 인터페이스들을 호출하지만

  어떤 구현 객체들이 실행될지 모른다.

• 프로그램에 대한 제어 흐름에 대한 권한은 모두 AppConfig가 가지고 있다. 심지어 OrderServiceImpl 도

  AppConfig가 생성한다. 그리고 AppConfig는 OrderServiceImpl 이 아닌 OrderService 인터페이스의

  다른 구현 객체를 생성하고 실행할 수 도 있다. 그런 사실도 모른체 OrderServiceImpl 은 묵묵히 자신의 로직

  을 실행할 뿐이다.

• 이렇듯 프로그램의 제어 흐름을 직접 제어하는 것이 아니라 외부에서 관리하는 것을 제어의 역전(IoC)이라 한다.

프레임워크 vs 라이브러리

• 프레임워크가 내가 작성한 코드를 제어하고, 대신 실행하면 그것은 프레임워크가 맞다. (JUnit)

• 반면에 내가 작성한 코드가 직접 제어의 흐름을 담당한다면 그것은 프레임워크가 아니라 라이브러리다.

의존관계 주입 DI(Dependency Injection)

• OrderServiceImpl 은 DiscountPolicy 인터페이스에 의존한다. 실제 어떤 구현 객체가 사용될지는 모른다.

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

정적인 클래스 의존관계

클래스가 사용하는 import 코드만 보고 의존관계를 쉽게 판단할 수 있다. 정적인 의존관계는 애플리케이션을 실행하지 않아도 분석할 수 있다. 클래스 다이어그램을 보자 OrderServiceImpl 은 MemberRepository, DiscountPolicy 에 의존한다는 것을 알 수 있다. 그런데 이러한 클래스 의존관계 만으로는 실제 어떤 객체가 OrderServiceImpl 에 주입 될지 알 수 없다.

동적인 객체 인스턴스 의존 관계

애플리케이션 실행 시점에 실제 생성된 객체 인스턴스의 참조가 연결된 의존 관계이다.

• 애플리케이션 실행 시점(런타임)에 외부에서 실제 구현 객체를 생성하고 클라이언트에 전달해서 클라이언트와 서버의 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.

IoC 컨테이너, DI 컨테이너

• AppConfig 처럼 객체를 생성하고 관리하면서 의존관계를 연결해 주는 것을 IoC 컨테이너 또는 DI 컨테이너라 한다.

• 의존관계 주입에 초점을 맞추어 최근에는 주로 DI 컨테이너라 한다.

• 또는 어샘블러, 오브젝트 팩토리 등으로 불리기도 한다.

6. 스프링으로 전환하기

AppConfig 스프링 기반으로 변경

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.MemoeryMemberRepository;
import hello.core.order.OrderSerivceImpl;
import hello.core.order.OrderService;
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 OrderSerivceImpl(
                memberRepository(),
                discountPolicy());
    }

    @Bean
    private static MemberRepository memberRepository() {
        return new MemoeryMemberRepository();
    }

    @Bean
    private static DiscountPolicy discountPolicy() {
//        return new FixDiscountPolicy();
        return new RateDiscountPolicy();
    }
}

• AppConfig에 설정을 구성한다는 뜻의 @Configuration 을 붙여준다.

• 각 메서드에 @Bean 을 붙여준다. 이렇게 하면 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록한다.

MemberApp 에 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(member.getId());
        System.out.println("new member = " + member.getName());
        System.out.println("find member = " + findMember.getName());
    }
}

OrderApp 에 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 를 스프링 컨테이너라 한다.

• 기존에는 개발자가 AppConfig 를 사용해서 직접 객체를 생성하고 DI를 했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 사용한다.

• 스프링 컨테이너는 @Configuration 이 붙은 AppConfig 를 설정(구성) 정보로 사용한다. 여기서 @Bean 이

  라 적힌 메서드를 모두 호출해서 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다. 이렇게 스프링 컨테이너에 등록된 객체를 스프링 빈이라 한다.

• 스프링 빈은 @Bean 이 붙은 메서드의 명을 스프링 빈의 이름으로 사용한다. (memberService,orderService)

• 이전에는 개발자가 필요한 객체를 AppConfig 를 사용해서 직접 조회했지만, 이제부터는 스프링 컨테이너를 통해서 필요한 스프링 빈(객체)를 찾아야 한다. 스프링 빈은 applicationContext.getBean() 메서드를 사용해서 찾을 수 있다.

• 기존에는 개발자가 직접 자바코드로 모든 것을 했다면 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었다.

• 코드가 약간 더 복잡해진 것 같은데, 스프링 컨테이너를 사용하면 어떤 장점이 있을까?