Spring Container

Spring Container and Spring Bean

📌 스프링 컨테이너

ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

@Configuration : AppConfig에 설정을 구성한다는 뜻
@Bean : 스프링 컨테이너에 스프링 빈으로 등록한다는 뜻
ApplicationContext를 스프링 컨테이너라 합니다.
스프링 컨테이너는 XML을 기반으로 만들 수 있고, 어노테이션 기반의 자바 설정 클래스로 만들 수 있습니다.
➜ 요즘은 어노테이션 기반으로만 만든다!!
기존에는 개발자가 직접 자바코드로 모든 것을 했다면 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경되었습니다.

📌 스프링 컨테이너 생성 과정

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new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class)
스프링 컨테이너를 생성할 때는 구성 정보를 지정해주어야 합니다.
여기서는 AppConfig.class 를 구성 정보로 지정했습니다.
스프링 컨테이너는 파라미터로 넘어온 설정 클래스 정보를 사용해서 스프링 빈을 등록합니다.

📌 스프링 빈 의존관계

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스프링 컨테이너는 설정 정보를 참고해서 의존관계를 주입(DI)합니다.

빈 이름

빈 이름은 메서드 이름을 사용합니다.
빈 이름을 직접 부여할 수도 있습니다.
- @Bean(name=”gayeonService”)
  📢 빈 이름은 항상 다른 이름을 부여해야 합니다. 같은 이름을 부여하면, 다른 빈이 무시되거나, 기존 빈을 덮어버리거나 설정에 따라 오류가 발생합니다.

📌 빈 조회하기

모든 빈 출력하기

void findAllBean() {
    String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
    for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
        Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
        System.out.println("name=" + beanDefinitionName + " object=" + bean);
    }
}

실행하면 스프링에 등록된 모든 빈 정보를 출력할 수 있습니다.
ac.getBeanDefinitionNames() : 스프링에 등록된 모든 빈 이름을 조회합니다.
ac.getBean() : 빈 이름으로 빈 객체(인스턴스)를 조회합니다.

어플리케이션 빈 출력하기

void findApplicationBean() {
    String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
    
	for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
        BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);
        
		if (beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
			Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
            System.out.println("name=" + beanDefinitionName + " object=" + bean);
        }
    }
}

스프링이 내부에서 사용하는 빈은 제외하고, 내가 등록한 빈만 출력할 수 있습니다.
스프링이 내부에서 사용하는 빈은 getRole()로 구분할 수 있습니다.
ROLE_APPLICATION : 일반적으로 사용자가 정의한 빈
ROLE_INFRASTRUCTURE : 스프링이 내부에서 사용하는 빈

이름으로 빈 조회하기

스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾는 가장 기본적인 조회 방법
- ac.getBean(빈이름, 타입)
- ac.getBean(타입)
조회 대상 스프링 빈이 없으면 예외 발생
- NoSuchBeanDefinitionException: No bean named ‘xxxxx’ available

MemberService memberService = ac.getBean("memberService", MemberService.class);
assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);

타입으로 빈 조회하기

MemberService memberService = ac.getBean(MemberService.class);
assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);

구체적인 타입으로 빈 조회하기

MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);

타입으로 조회시 같은 타입이 둘 이상 있으면 중복 오류 발생
- NoUniqueBeanDefinitionException
  📢 타입이 여러개일 경우 빈 이름을 지정하자!

상속 관계

부모타입으로 조회하면 자식 타입도 합께 조회합니다.
Object 타입으로 조회하면 모든 스프링 빈을 조회할 수 있습니다.

Map<String, Object> beansOfType = ac.getBeansOfType(Object.class);
for (String key : beansOfType.keySet()) {
    System.out.println("key = " + key + " value=" + beansOfType.get(key));
}

📌 BeanFactory

스프링 컨테이너의 최상위 인터페이스입니다.
스프링 빈을 관리하고 조회하는 역할을 담당합니다.
getBean()을 제공합니다.

📌 ApplicationContext

BeanFactory 기능을 모두 상속받아서 제공합니다.
빈 관리기능 + 편리한 부가 기능을 제공합니다.
- 메시지소스를 활용한 국제화 기능(MessageSource)
  - 예를 들어서 한국에서 들어오면 한국어로, 영어권에서 들어오면 영어로 출력
- 환경변수(EnvironmentCapable)
  - 로컬, 개발(Test 서버), 운영등을 구분해서 처리
- 애플리케이션 이벤트(ApplicationEventPublisher)
  - 이벤트를 발행하고 구독하는 모델을 편리하게 지원
- 편리한 리소스 조회(ResourceLoader)
  - 파일, 클래스패스, 외부 등에서 리소스를 편리하게 조회

📌 BeanDefinition

빈 설정 메타정보
- @Bean 당 각각 하나씩 메타 정보가 생성됩니다.
역할과 구현을 개념적으로 나눈 것입니다.
스프링 컨테이너는 메타정보를 기반으로 스프링 빈을 생성합니다.
BeanDefinition 정보
- BeanClassName: 생성할 빈의 클래스 명(자바 설정 처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음)
- factoryBeanName: 팩토리 역할의 빈을 사용할 경우 이름, ex) appConfig
- factoryMethodName: 빈을 생성할 팩토리 메서드 지정, ex) memberService
- Scope: 싱글톤(기본값)
- lazyInit: 스프링 컨테이너를 생성할 때 빈을 생성하는 것이 아니라, 실제 빈을 사용할 때 까지 최대한 생성을 지연처리 하는지 여부
- InitMethodName: 빈을 생성하고, 의존관계를 적용한 뒤에 호출되는 초기화 메서드 명
- DestroyMethodName: 빈의 생명주기가 끝나서 제거하기 직전에 호출되는 메서드 명
- Constructor arguments, Properties: 의존관계 주입에서 사용한다. (자바 설정 처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없음)

➜ 스프링이 다양한 형태의 설정 정보를 BeanDefinition으로 추상화해서 사용한다!!

📌 순수한 DI 컨테이너

스프링이 없는 순수한 DI 컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때 마다 객체를 새로 생성합니다.
➜ 요청할때마다 매번 객체를 생성하기 때문에 메모리 낭비가 심하다!!😟
➜ 싱글톤 패턴을 이용하여 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계해야 합니다.

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📌 싱글톤 패턴

클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴입니다.
객체 인스턴스를 2개 이상 생성하지 못하도록 막아야 합니다.
➜ private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 합니다!🙅
싱글톤 패턴을 적용하면 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 사용할 수 있습니다.
싱글톤 패턴 문제점
- 싱글톤 패턴을 구현하는 코드 자체가 많이 들어갑니다.
- 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존합니다. DIP 위반
- 클라이언트가 구체 클래스에 의존해서 OCP 원칙을 위반할 가능성이 높습니다.
- 테스트하기 어렵습니다.
- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵습니다.
- private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵습니다.
- 결론적으로 유연성이 떨어집니다.
- 안티패턴으로 불리기도 합니다.

📌 싱글톤 컨테이너

스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도, 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리합니다.
스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 합니다.
이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 싱글톤 레지스트리라 합니다.
스프링 컨테이너의 이런 기능 덕분에 싱글턴 패턴의 모든 단점을 해결하면서 객체를 싱글톤으로 유지할 수 있습니다.
싱글톤 패턴을 위한 지저분한 코드가 들어가지 않아도 됩니다.
DIP, OCP, 테스트, private 생성자로 부터 자유롭게 싱글톤을 사용할 수 있습니다.

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📢 스프링의 기본 빈 등록 방식은 싱글톤이지만, 싱글톤 방식만 지원하는 것은 아닙니다. 요청할 때 마다 새로운 객체를 생성해서 반환하는 기능도 제공합니다!!
~~그치만 99.9%는 싱글톤 방식을 사용합니다ㅎ~~

📌 싱글톤 방식의 주의점

➜ 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안됩니다.

무상태(stateless)로 설계해야 합니다.
- 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안됩니다.
- 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안됩니다.
- 가급적 읽기만 가능해야 합니다.
- 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 합니다.
스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 정말 큰 장애가 발생할 수 있습니다!!!

📌 @Configuration과 싱글톤

AppConfig 스프링 빈을 조회해서 클래스 정보를 출력해봅시다. ex)bean.getClass()
순수한 클래스는 class hello.core.AppConfig로 출력됩니다.

bean = class hello.core.AppConfig$$EnhancerBySpringCGLIB$$713ccfe9

하지만 클래스 명 뒤에 xxCGLIB가 붙은 것을 확인할 수 있습니다!!😯
📢 이것은 스프링이 CGLIB라는 바이트코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록했기 때문입니다.

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CGLIB는 @Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드를 동적으로 만듭니다.
그 덕분에 스프링은 싱글톤이 보장될 수 있습니다!!🙆

📢 @Configuration을 적용하지 않고 @Bean만 적용하면 싱글톤이 보장되지 않습니다!🙅

📌 빈 생명주기 콜백

스프링 빈 라이프사이클

객체 생성 ✨ 의존관계 주입

스프링은 의존관계 주입이 완료되면 스프링 빈에게 콜백 메서드를 통해서 초기화 시점을 알려주는 다양한 기능을 제공합니다. 또한 스프링은 스프링 컨테이너가 종료되기 직전에 소멸 콜백을 줍니다. 따라서 안전하게 종료 작업을 진행할 수 있습니다.

스프링 빈의 이벤트 라이프사이클

스프링 컨테이너 생성 ✨ 스프링 빈 생성 ✨ 의존관계 주입 ✨ 초기화 콜백 ✨ 사용 ✨ 소멸전 콜백 ✨ 스프링 종료

초기화 콜백: 빈이 생성되고, 빈의 의존관계 주입이 완료된 후 호출
소멸전 콜백: 빈이 소멸되기 직전에 호출

📢 참고: 객체의 생성과 초기화를 분리하자.

생성자는 필수 정보(파라미터)를 받고, 메모리를 할당해서 객체를 생성하는 책임을 가집니다. 반면에 초기화는 이렇게 생성된 값들을 활용해서 외부 커넥션을 연결하는등 무거운 동작을 수행합니다.
따라서 생성자 안에서 무거운 초기화 작업을 함께 하는 것 보다는 객체를 생성하는 부분과 초기화 하는 부분 을 명확하게 나누는 것이 유지보수 관점에서 좋습니다. 물론 초기화 작업이 내부 값들만 약간 변경하는 정도로 단 순한 경우에는 생성자에서 한번에 다 처리하는게 더 나을 수 있습니다.

인터페이스

public class NetworkClient implements InitializingBean, DisposableBean {
	
	...
	
	@Override
	public void afterPropertiesSet() throws Exception {
		connect();
		call("초기화 연결 메시지");
	}
 
	@Override
	public void destroy() throws Exception {
		disConnect();
	}
}

InitializingBean은 afterPropertiesSet() 메서드로 초기화를 지원합니다.
DisposableBean은 destroy() 메서드로 소멸을 지원합니다.

초기화, 소멸 인터페이스 단점

이 인터페이스는 스프링 전용 인터페이스 입니다. 해당 코드가 스프링 전용 인터페이스에 의존합니다.
초기화, 소멸 메서드의 이름을 변경할 수 없습니다. 내가 코드를 고칠 수 없는 외부 라이브러리에 적용할 수 없습니다!!

✨ 인터페이스 콜백은 옛날옛적에 사용하던 방식입니다!🙅

빈 등록 초기화, 소멸 메서드 지정

설정 정보에 @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "close")처럼 초기화, 소멸 메서드를 지정할 수 있습니다.

설정 정보 사용 특징

메서드 이름을 자유롭게 줄 수 있습니다.
스프링 빈이 스프링 코드에 의존하지 않습니다.
코드가 아니라 설정 정보를 사용하기 때문에 코드를 고칠 수 없는 외부 라이브러리에도 초기화, 종료 메서드를 적용할 수 있습니다.

종료 메서드 추론

@Bean의 destroyMethod 속성에는 아주 특별한 기능이 있습니다.
라이브러리는 대부분 close , shutdown 이라는 이름의 종료 메서드를 사용합니다.
@Bean의 destroyMethod 는 기본값이 (inferred) (추론)으로 등록되어 있습니다.
이 추론 기능은 close , shutdown 라는 이름의 메서드를 자동으로 호출해줍니다. 이름 그대로 종료 메서드를 추론해서 호출해줍니다.
✨ 직접 스프링 빈으로 등록하면 종료 메서드는 따로 적어주지 않아도 잘 동작합니다.
추론 기능을 사용하기 싫으면 destroyMethod=”” 처럼 빈 공백을 지정하면 됩니다.

어노테이션

@PostConstruct, @PreDestroy 두 개의 어노테이션을 사용해서 편리하게 초기화와 종료를 실행할 수 있습니다.

@PostConstruct, @PreDestory 어노테이션 특징

최신 스프링에서 가장 권장하는 방법입니다.
어노테이션 하나만 붙이면 되므로 매우 편리합니다.
패키지를 잘 보면 javax.annotation.PostConstruct 입니다. 스프링에 종속적인 기술이 아니라 JSR-250 라는 자바 표준입니다. 따라서 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 동작합니다.
컴포넌트 스캔과 잘 어울립니다.
유일한 단점은 외부 라이브러리에는 적용하지 못한다는 것입니다. 외부 라이브러리를 초기화, 종료 해야 하면 @Bean의 기능을 사용하자!