[F-Lab 66해빗 페이백 챌린지 ]

[F-Lab 모각코 페이백 21일차] 어댑터 패턴, SOLID 원칙, 스프링 프레임워크, 스프링 부트

everydeveloper 2023. 6. 6. 19:34

학습 목표

  • 어댑터 패턴
  • SOLID 원칙
  • 스프링 프레임워크 & 스프링 부트

 

TIL

  • 어댑터 패턴
  • SOLID 원칙
    • 단일 책임 원칙
    • 개방 폐쇄 원칙
    • 리스코프 치환 원칙
    • 인터페이스 분리 원칙
    • 의존 역전 원칙
  • 스프링 프레임워크
  • 스프링 부트

어댑터 패턴

어댑터 패턴(Adapter Pattern)은 클래스의 인터페이스를 클라이언트가 기대하는 다른 인터페이스로 변환하는 디자인 패턴입니다. 어댑터는 호환되지 않는 인터페이스 문제를 해결하여 서로 다른 클래스들이 함께 작동하도록 만들 수 있습니다.

어댑터 패턴에는 두 가지 유형이 있습니다: 클래스 어댑터와 객체 어댑터.

1. 클래스 어댑터: 이 패턴은 상속을 사용하여 두 인터페이스를 연결합니다. 타겟 인터페이스와 어댑터 클래스가 하나로 결합되고, 어댑터는 상속을 통해 아답티(adaptee)의 기능을 사용할 수 있게 됩니다.

2. 객체 어댑터: 이 패턴은 객체 합성을 사용하여 두 인터페이스를 연결합니다. 이 방법은 어댑터 내에서 아답티 객체를 참조하며, 필요한 메소드를 호출합니다. 이 방법은 더 유연한 솔루션을 제공하는 장점이 있지만, 객체 어댑터를 사용하면 아답티의 하위 클래스에 정의된 기능을 사용할 수 없게 됩니다.

어댑터 패턴은 다음과 같은 경우에 사용될 수 있습니다:

- 이미 존재하는 클래스의 인터페이스가 새로운 시스템에서 요구하는 인터페이스와 일치하지 않는 경우
- 통합하려는 여러 개의 다른 클래스들이 서로 다른 인터페이스를 가지고 있을 때
- 재사용할 수 있는 클래스가 있는데, 이 클래스의 인터페이스가 필요한 인터페이스와 일치하지 않아 재사용할 수 없을 때

어댑터 패턴을 사용하면 기존 코드를 재사용하고, 새 인터페이스를 도입하며, 시스템의 결합도를 낮추는 데 도움이 됩니다. 하지만 과도하게 사용하면 시스템이 복잡해질 수 있으니 주의해야 합니다.

 

어댑터 패턴이 나온 이유

어댑터 패턴은 크게 두 가지 이유 때문에 나왔습니다:

1. 인터페이스 호환성 문제 해결: 가장 중요한 이유는 기존에 작성된 코드나 외부 시스템, 라이브러리 등의 인터페이스가 현재 개발 중인 시스템이나 애플리케이션의 인터페이스와 호환되지 않는 경우입니다. 이런 경우, 그것들을 바로 사용할 수 없으므로 이를 위해 어댑터 패턴이 필요하게 되었습니다.

2. 재사용성 향상: 이미 존재하는 클래스나 라이브러리의 기능이 필요할 때, 그 인터페이스가 현재 시스템의 요구사항과 일치하지 않으면 이를 직접적으로 재사용할 수 없습니다. 이때 어댑터 패턴을 사용하면 기존 코드를 수정하지 않고도 그 기능을 활용할 수 있게 되므로 코드의 재사용성이 크게 향상됩니다.

따라서 어댑터 패턴은 인터페이스의 호환성 문제를 해결하고 코드의 재사용성을 높이는 데 큰 도움을 제공합니다. 이것이 어댑터 패턴이 나온 주요한 이유입니다.

 

어댑터 패턴의 기본 원리

어댑터 패턴의 기본 원리는 "호환성이 없는 인터페이스 사이의 다리 역할"을 하는 것입니다. 이 패턴의 목표는 서로 다른 인터페이스를 가진 두 객체를 연결하여 함께 동작하도록 하는 것입니다.

어댑터 패턴을 사용하면 클라이언트는 특정 인터페이스를 가진 어댑터를 통해 다른 인터페이스를 가진 구현체와 상호작용할 수 있습니다. 여기서 어댑터는 클라이언트가 원하는 인터페이스를 구현하고, 이를 통해 다른 인터페이스를 가진 객체와 연결합니다.

예를 들어, 라이브러리에 있는 메소드를 사용하려고 하는데, 그 메소드가 클라이언트가 예상한 인터페이스와 맞지 않는 경우가 있을 수 있습니다. 이런 경우에 어댑터를 만들어서 클라이언트가 예상한 인터페이스를 구현하고, 이 어댑터 내에서 실제 라이브러리의 메소드를 호출하게 하는 것이죠.

즉, 어댑터 패턴의 기본 원리는 다음과 같습니다:

1. 클라이언트는 목표 인터페이스(Target Interface)를 요구합니다.
2. 어댑터(Adapter)는 이 목표 인터페이스를 구현합니다.
3. 어댑터는 클라이언트가 호출하는 메소드를 적절하게 변환하여 아답티(Adaptee, 즉 실제 서비스를 제공하는 객체)에게 전달합니다.
4. 아답티는 요청을 처리하고 결과를 어댑터에게 반환합니다.
5. 어댑터는 아답티로부터 받은 결과를 다시 클라이언트가 이해할 수 있는 형태로 변환하여 반환합니다.

이렇게 어댑터 패턴을 사용하면, 클라이언트는 아답티의 존재조차 모르고, 자신이 원하는 인터페이스를 통해 서비스를 이용할 수 있습니다.

 

Q.

어댑터 기능을 하고자 하는 어뎁티가 외부에 있으면 클래스 어댑터 내부에 있으면 객체 어댑터야?? 무슨 기준으로 나눈거야?

 

A.

어댑터 패턴은 기본적으로 두 가지 방법으로 구현할 수 있습니다: 클래스 어댑터와 객체 어댑터.

이 두 방식의 차이는 주로 상속과 컴포지션에 기반합니다.

1. 클래스 어댑터(Class Adapter): 이 패턴은 "다중 상속"을 사용합니다. 즉, 어댑터 클래스는 클라이언트가 기대하는 인터페이스를 구현하고, 동시에 아답티 클래스를 상속합니다. 이런 방식으로 어댑터는 아답티의 메서드를 직접 호출할 수 있게 되고, 아답티의 기능을 확장하거나 오버라이드할 수 있습니다. 그러나 자바는 다중 상속을 지원하지 않으므로 이 방식은 주로 C++와 같은 다중 상속을 지원하는 언어에서 사용됩니다.

2. 객체 어댑터(Object Adapter): 이 패턴은 "컴포지션"을 사용합니다. 어댑터는 아답티 객체를 내부에 가지고 있으며, 클라이언트가 기대하는 인터페이스를 구현합니다. 이런 방식에서, 어댑터는 아답티의 메서드를 간접적으로 호출하게 됩니다. 어댑터는 클라이언트로부터 호출을 받고, 그것을 아답티 객체의 메서드 호출로 변환합니다. 이 방식은 자바와 같이 단일 상속만 지원하는 언어에서 주로 사용됩니다.

따라서, 어뎁티가 "외부에 있으면 클래스 어댑터, 내부에 있으면 객체 어댑터"라는 표현보다는 어댑터 패턴의 구현 방식이 상속을 기반으로 하는지, 아니면 컴포지션을 기반으로 하는지에 따라 클래스 어댑터와 객체 어댑터로 나뉩니다.

 

컴포지션이란?

컴포지션(Composition)은 객체 지향 프로그래밍에서 사용되는 개념으로, 한 클래스가 다른 클래스의 객체를 포함하는 것을 의미합니다. 

컴포지션을 사용하면 클래스 간에 코드를 재사용하고 유연한 설계를 만들 수 있습니다. 컴포지션은 "Has-A" 관계를 나타내며, 예를 들어 "Car Has-A Engine"과 같이 표현될 수 있습니다. 여기서 Car 클래스는 Engine 클래스의 객체를 멤버로 가집니다.

컴포지션은 '상속'과는 대조적인 개념입니다. 상속은 "Is-A" 관계를 나타내며, 예를 들어 "Car Is-A Vehicle"과 같이 표현됩니다. 

상속과 컴포지션은 둘 다 코드 재사용과 클래스 간의 관계를 정의하는 방법이지만, 컴포지션은 보다 높은 수준의 유연성을 제공합니다. 상속은 클래스 간에 강력한 연결을 만들지만, 컴포지션은 더 약한 연결을 만듭니다. 이 약한 연결은 클래스를 변경하거나 재사용하기 쉽게 만듭니다. 이러한 이유로 많은 개발자들은 "상속보다는 컴포지션을 선호하라"는 디자인 원칙을 따르곤 합니다.

 

Q.

자바 코드로 객체 어댑터 예시 들어주고 설명해줄래?ㅎ

 

A. 

 

먼저 객체 어댑터 패턴을 적용하기 위해 필요한 것은 Adaptee, Adapter, 그리고 Target 인터페이스입니다.

예를 들어 우리가 다루려는 Adaptee 클래스가 다음과 같이 있다고 가정해봅시다:


public class Adaptee {
    public void specificRequest() {
        System.out.println("This is a specific request.");
    }
}



Adaptee는 `specificRequest()`라는 특정 메소드를 가지고 있습니다. 이 메소드를 Target 인터페이스의 `request()` 메소드를 통해 사용하고자 합니다.

Target 인터페이스는 다음과 같이 정의할 수 있습니다:

 

public interface Target {
    void request();
}



이제 Adapter 클래스를 구현합니다. Adapter 클래스는 Target 인터페이스를 구현하고 Adaptee 클래스를 컴포지션(즉, 멤버로 포함)합니다:

public class Adapter implements Target {
    private Adaptee adaptee;

    public Adapter(Adaptee adaptee) {
        this.adaptee = adaptee;
    }

    @Override
    public void request() {
        adaptee.specificRequest();
    }
}



이렇게 하면, Adaptee 클래스의 `specificRequest()` 메소드를 Target 인터페이스의 `request()` 메소드를 통해 호출할 수 있게 됩니다. 다른 코드는 Target 인터페이스를 통해 Adaptee의 기능을 사용하므로, Adaptee의 구현이 변경되더라도 다른 코드를 수정할 필요가 없습니다.

이것이 객체 어댑터 패턴의 기본적인 예제입니다. Adapter 클래스는 Adaptee 클래스를 내부에 포함하므로 "객체 어댑터"라고 부릅니다. Adaptee의 메소드를 그대로 사용하지 않고, Target 인터페이스에 정의된 메소드를 통해 간접적으로 사용하는 것이 객체 어댑터 패턴의 핵심입니다.

 

Q.

그러면 여기서 구체적으로 비유를 하자면 네모 못을 세모 구멍에 맞추는 어댑터 코드를 짜줘 ㅎ

 

A.

먼저 어댑터 패턴에 필요한 것은 Adaptee(네모 못), Adapter(어댑터), 그리고 Target(세모 구멍)입니다.

 

다음과 같이 네모못(SquarePeg) 클래스와 세모구멍(TriangleHole) 인터페이스를 정의해봅시다.

 

// Adaptee (네모 못)
public class SquarePeg {
    public void insertIntoHole() {
        System.out.println("Square Peg is inserted.");
    }
}

// Target (세모 구멍)
public interface TriangleHole {
    void fit();
}

 

네모못(SquarePeg)은 insertIntoHole()이라는 특정 메소드를 가지고 있고, 이를 세모구멍(TriangleHole)의 fit() 메소드를 통해 사용하고자 합니다.

이제 어댑터(Adapter) 클래스를 만듭니다. 어댑터 클래스는 TriangleHole 인터페이스를 구현하고 SquarePeg 클래스를 컴포지션 합니다:

 

public class Adapter implements TriangleHole {
    private SquarePeg squarePeg;

    public Adapter(SquarePeg squarePeg) {
        this.squarePeg = squarePeg;
    }

    @Override
    public void fit() {
        squarePeg.insertIntoHole();
    }
}

이렇게 하면, SquarePeg 클래스의 insertIntoHole() 메소드를 TriangleHole 인터페이스의 fit() 메소드를 통해 호출할 수 있게 됩니다. 이제 네모못이 세모구멍에 잘 맞도록 어댑터를 사용할 수 있습니다:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SquarePeg squarePeg = new SquarePeg();
        TriangleHole triangleHole = new Adapter(squarePeg);
        triangleHole.fit();  // Prints "Square Peg is inserted."
    }
}

 

어댑터 패턴을 사용하면 SquarePeg(네모 못)을 TriangleHole(세모 구멍)에 맞춰 사용할 수 있게 되며, 이는 코드의 유연성과 재사용성을 향상시킵니다.

 

Q.

객체 어뎁터 패턴 구현 방식은 대충 이해가 갓어 만약 c++이라면 클래스 어댑터는 어떤식으로 구현을 해?? 예시와 설명을 해줘 ㅎ

 

A.

C++에서는 클래스 어댑터를 구현할 때 주로 상속을 사용합니다. Adaptee를 상속받는 Adapter 클래스를 만들어서 Target 인터페이스를 구현하는 방식으로 진행합니다.

 

다음의 예시 코드를 참고하시면 됩니다.

 

// Adaptee (네모 못)
class SquarePeg {
public:
    void insertIntoHole() {
        std::cout << "Square Peg is inserted." << std::endl;
    }
};

// Target (세모 구멍)
class TriangleHole {
public:
    virtual void fit() = 0;
};

// Adapter
class Adapter : public SquarePeg, public TriangleHole {
public:
    void fit() override {
        insertIntoHole();
    }
};

 

사용하는 방법은 다음과 같습니다.

 

int main() {
    Adapter adapter;
    adapter.fit();  // Prints "Square Peg is inserted."
    return 0;
}

위 코드에서 Adapter 클래스는 SquarePeg를 상속받아 insertIntoHole() 메소드를 사용할 수 있고, TriangleHole를 상속받아 fit() 메소드를 구현했습니다.

fit()에서 insertIntoHole()을 호출하므로, TriangleHole 인터페이스를 통해 SquarePeg의 메소드를 사용할 수 있게 되었습니다.

이와 같이 클래스 어댑터는 상속을 통해 Adaptee의 메소드를 직접 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 하지만, C++에서는 다중 상속에 관련된 여러 문제점이 있으므로 실제로 이런 방식을 사용할 때는 주의가 필요합니다.

 

Q.

단일 상속이냐 다중 상속이냐의 차이지 사실은 그에 따라 타겟 메소드에서 어뎁티의 메소드를 호출 해서 사용 하는 거구나 ㅎ

 

A.

맞습니다! 클래스 어댑터와 객체 어댑터의 차이점 중 하나는 상속을 이용하는지, 컴포지션을 이용하는지에 있습니다.

- 클래스 어댑터는 Adaptee를 상속받아 Target 인터페이스를 구현합니다. 이 방식은 다중 상속을 지원하는 언어에서 사용 가능하며, Adaptee의 메소드를 직접 호출할 수 있다는 장점이 있습니다.

- 반면 객체 어댑터는 Adaptee 객체를 내부에 가지고 있는 컴포지션 방식을 사용합니다. 이 방식은 단일 상속만 지원하는 언어에서도 사용 가능하며, Adaptee를 구체적인 클래스가 아닌 인터페이스로 처리할 수 있다는 유연성이 있습니다.

따라서 어떤 어댑터 패턴을 사용할 지는 상황에 따라, 그리고 사용하는 언어의 특성에 따라 달라질 수 있습니다.

 

어댑터 패턴 사용할 때 조심해야 할 점

어댑터 패턴은 기존 코드의 인터페이스를 변경하지 않고 새로운 인터페이스를 제공함으로써 코드의 재사용성을 높이는 장점이 있지만, 몇 가지 주의할 점이 있습니다:

1. **오버엔지니어링**: 어댑터 패턴은 상대적으로 복잡한 패턴이므로 간단한 문제에 대해 사용하면 오버엔지니어링이 될 수 있습니다. 필요 이상으로 복잡하게 설계하는 것은 코드를 이해하고 유지 관리하는 데 어려움을 줄 수 있습니다.

2. **캡슐화 위반**: 어댑터 패턴을 사용하면 캡슐화가 위반될 수 있습니다. 어댑터를 사용하면 클라이언트는 어댑터를 통해 Adaptee에 접근하기 때문에 Adaptee의 내부 구현이 노출될 수 있습니다. 이로 인해 클라이언트가 Adaptee의 내부 동작에 의존하게 되면 Adaptee의 변화에 취약해질 수 있습니다.

3. **성능 문제**: 어댑터는 추가적인 레벨의 간접적인 호출을 만듭니다. 이로 인해 시스템의 전체적인 성능에 약간의 영향을 미칠 수 있습니다. 성능이 중요한 시스템에서는 이 부분을 고려해야 합니다.

따라서 어댑터 패턴은 신중하게 사용해야 합니다. 필요성과 현재 문제 상황을 고려하여 결정해야 합니다.

 

Spring Framework & Spring Boot

Spring Framework와 Spring Boot는 자바를 기반으로 하는 웹 애플리케이션 개발을 돕는 프레임워크입니다. 둘 다 잘 설계된 애플리케이션을 빠르고 효율적으로 구축하는 데 중요한 도구입니다. 그러나 이 둘은 각자 고유한 역할과 기능을 가지고 있습니다.

1. **Spring Framework**: Spring Framework는 자바 애플리케이션 개발을 위한 전반적인 프레임워크입니다. 주요 기능은 IoC(Inversion of Control) / DI(Dependency Injection), AOP(Aspect-Oriented Programming), MVC(Model-View-Controller), JdbcTemplate, Transaction management 등 다양한 기능을 제공합니다. 이러한 기능들을 통해 개발자는 애플리케이션의 모듈 간 결합도를 낮추고, 코드 재사용성을 높이며, 테스트 및 유지 관리를 용이하게 할 수 있습니다.

2. **Spring Boot**: Spring Boot는 Spring 기반 애플리케이션을 더 쉽게, 빠르게 개발할 수 있도록 도와주는 도구입니다. Spring Boot는 'convention over configuration' 원칙을 따라서, 애플리케이션 설정의 복잡성을 줄이고 개발자가 더 집중할 수 있는 영역으로 이동할 수 있게 도와줍니다. 예를 들어, Spring Boot는 자동 설정, 내장 서버(Tomcat, Jetty 등) 지원, 독립적인 JAR 배포 등을 통해 개발자가 빠르게 애플리케이션을 구축하고 배포할 수 있게 합니다.

그러므로, Spring Framework는 애플리케이션의 기반 구조와 핵심 기능을 제공하는 반면, Spring Boot는 그 위에 빌드하여 개발자의 생산성을 높이는 역할을 합니다. Spring Boot를 사용하면 Spring 기반 애플리케이션을 더 쉽게 시작하고, 설정하며, 관리할 수 있습니다.

 

자바 스프링의 역활

Java의 Spring Framework는 복잡한 Java 애플리케이션 개발을 단순화하는 경량급 엔터프라이즈 애플리케이션 프레임워크입니다. Spring Framework의 핵심 역할은 아래와 같습니다:

1. **Dependency Injection/Inversion of Control (IoC)**: Spring Framework의 핵심 기능 중 하나는 DI/IoC입니다. 이를 통해 개발자는 애플리케이션의 결합도를 낮출 수 있습니다. 이렇게 함으로써 코드의 재사용성과 테스트 용이성이 향상됩니다.

2. **Aspect-Oriented Programming (AOP)**: Spring Framework는 AOP를 지원하여 교차 관심사(cross-cutting concerns)를 분리합니다. 이는 로깅, 트랜잭션 관리, 보안 등의 코드를 비즈니스 로직에서 분리하여 애플리케이션의 가독성과 유지 관리성을 높입니다.

3. **Spring MVC**: Spring MVC는 웹 애플리케이션 개발을 위한 Model-View-Controller 패턴 기반의 프레임워크입니다. 이를 통해 웹 애플리케이션 개발이 간편해집니다.

4. **Data Access/Integration**: JDBC, JPA, JMS, JMX 등과 같은 데이터 액세스 기술을 추상화하여 데이터 액세스 계층의 복잡성을 줄이고, 예외 처리를 단순화합니다.

5. **Transaction Management**: Spring은 선언적 트랜잭션 관리를 지원하여 애플리케이션의 일관성을 유지하고 코드의 복잡성을 줄입니다.

6. **Spring Boot**: Spring Boot는 Spring 기반 애플리케이션을 빠르게 설정하고 실행하는 데 도움을 줍니다. 이를 통해 개발자는 설정의 복잡성을 줄이고 더 빠른 개발 및 배포가 가능합니다.

이와 같이, Spring Framework는 Java 애플리케이션 개발의 복잡성을 줄이고 생산성을 높이는데 크게 기여합니다.

 

 

Dependency Injection/Inversion of Control (IoC)

Dependency Injection (DI)와 Inversion of Control (IoC)는 객체 지향 프로그래밍에서 중요한 개념으로, 둘 다 객체 간의 결합도를 낮추는 데 사용되는 기법입니다. 두 개념 모두 컴포넌트 사이의 의존 관계를 관리하는 방법에 관한 것이지만, 각각의 목표와 관점은 다릅니다.

1. Inversion of Control (IoC): 일반적으로 프로그램의 제어 흐름은 메인 프로그램이 서브루틴을 호출하는 방식으로 결정됩니다. 이를 '전통적인 제어 흐름'이라고 할 수 있습니다. 그러나 IoC는 이 '전통적인 제어 흐름'을 '반전'시킵니다. 즉, 개별 컴포넌트가 프로그램의 제어 흐름을 결정하지 않고, 외부 컨트롤러(예: 프레임워크)가 그 흐름을 관리합니다. 이로 인해 개별 컴포넌트는 본질적인 비즈니스 로직에만 집중할 수 있게 됩니다.

2. Dependency Injection (DI): DI는 IoC의 한 형태로, 객체가 필요로 하는 의존성을 외부에서 제공(즉, '주입')하는 방법을 의미합니다. 예를 들어, 어떤 클래스가 데이터베이스 연결을 필요로 한다면, 이 클래스는 직접 데이터베이스 연결을 생성하지 않습니다. 대신, 데이터베이스 연결 객체가 필요한 시점에 외부(일반적으로 프레임워크)에서 데이터베이스 연결 객체를 '주입'받습니다.

DI/IoC는 코드의 재사용성과 가독성을 높이며, 단위 테스트를 더 쉽게 만드는 데 큰 도움이 됩니다. 이러한 이유로 많은 현대 프레임워크와 라이브러리, 특히 Spring Framework에서 이 개념을 적극적으로 채택하고 있습니다.

 

Dependency Injection (DI) 예제

public interface MessageService {
    void sendMessage(String msg, String rec);
}

public class EmailServiceImpl implements MessageService {
    @Override
    public void sendMessage(String msg, String rec) {
        // logic to send email
        System.out.println("Email sent to " + rec + " with Message=" + msg);
    }
}

public class MyApplication {
    private MessageService service;

    //Constructor-based dependency injection
    public MyApplication(MessageService svc){
        this.service=svc;
    }

    public void processMessages(String msg, String rec){
        //do some msg validation, manipulation logic etc
        this.service.sendMessage(msg, rec);
    }
}

public class TestApplication {
    public static void main(String[] args) {
        MessageService service = new EmailServiceImpl();
        MyApplication app = new MyApplication(service);

        app.processMessages("Hello!", "john@abc.com");
    }
}

위의 코드에서는 MyApplication 클래스가 MessageService 인터페이스에 의존하고 있습니다. EmailServiceImpl은 MessageService를 구현한 클래스이며, MyApplication의 생성자를 통해 의존성이 주입되고 있습니다. 이는 생성자 기반의 의존성 주입 방법입니다.

 

Inversion of Control (IoC) 예제

public interface HelloWorld {
    void sayHello(String name);
}

public class HelloWorldImpl implements HelloWorld {
    @Override
    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("Hello " + name);
    }
}

public class IoCContainer {
    public HelloWorld getHelloWorld() {
        return new HelloWorldImpl();
    }
}

public class ClientApplication {
    public static void main(String[] args) {
        IoCContainer iocContainer = new IoCContainer();
        HelloWorld helloWorld = iocContainer.getHelloWorld();
        helloWorld.sayHello("John");
    }
}

위의 코드에서 IoCContainer 클래스가 제어의 역전을 담당합니다. 일반적으로는 ClientApplication에서 HelloWorldImpl 객체를 직접 생성할 것이지만, 여기서는 IoCContainer가 그 역할을 대신하고 있습니다. 이렇게 제어의 흐름이 '역전'되어 의존성 관리를 외부에서 수행하는 것이 IoC의 핵심 원칙입니다. 이 방법을 통해 ClientApplication 클래스는 구체적인 구현체에 의존하지 않고 인터페이스에만 의존하게 되며, 코드의 결합도를 낮출 수 있습니다

 

제어 역전을 좀 더 쉽게 설명하면?

"제어의 역전(Inversion of Control, IoC)" 이라는 원칙은 객체의 생명주기와 그 관련 행동들을 개발자가 아닌 프레임워크나 컨테이너가 관리하는 것을 의미합니다.

일반적인 프로그래밍 흐름에서는 주로 개발자가 어떤 클래스를 생성하고, 어떻게 그 클래스를 사용할지를 결정하고, 어떤 시점에서 그 클래스의 인스턴스를 해제할지를 결정합니다. 이렇게 개발자가 주도적으로 애플리케이션의 흐름을 제어하는 것이 일반적인 "제어의 흐름"입니다.

그러나 "제어의 역전"에서는 이런 흐름이 뒤집힙니다. 애플리케이션의 흐름을 개발자가 아니라 프레임워크나 컨테이너가 제어하게 되며, 개발자는 필요한 부분을 구현하거나 설정만 하면 됩니다. 즉, 개발자가 직접 객체를 생성하고, 조합하고, 실행하는 것이 아니라 프레임워크나 컨테이너가 개발자의 코드를 호출하게 됩니다.

이렇게 제어의 역전을 통해 애플리케이션의 결합도를 낮추고 코드의 재사용성을 높일 수 있습니다. 그리고 이를 통해 애플리케이션의 유지보수성과 확장성도 향상시킬 수 있습니다.

스프링 프레임워크에서의 제어의 역전은 주로 의존성 주입(Dependency Injection, DI)을 통해 이루어집니다. DI를 통해 개발자는 어떤 객체가 필요한지만 정의하고, 실제 객체의 생성과 연결은 스프링 컨테이너가 담당하게 됩니다. 이렇게 함으로써 개발자는 비즈니스 로직에 집중할 수 있게 됩니다.

 

Q.

제어의 역전을 자바 코드로 예시 들어 줄 수 있어?? 의존성 주입을 예시를 든 코드를 예로 들어줄꺼야?? 제어의 역전을 구현하는 방법 중 하나가 의존성 주입을 하는 거자나

 

A.

네, 맞습니다. 제어의 역전(IoC)을 구현하는 방법 중 하나는 의존성 주입(Dependency Injection, DI)입니다.

아래는 IoC를 구현하기 위해 DI를 사용하는 간단한 예제입니다.

 

public interface MessageService {
    void sendMessage(String msg, String rec);
}

public class EmailServiceImpl implements MessageService {
    @Override
    public void sendMessage(String msg, String rec) {
        // logic to send email
        System.out.println("Email sent to "+rec+ " with Message="+msg);
    }
}

public class SMSServiceImpl implements MessageService {
    @Override
    public void sendMessage(String msg, String rec) {
        // logic to send SMS
        System.out.println("SMS sent to "+rec+ " with Message="+msg);
    }
}

public class MyApplication {
    private MessageService service;

    //constructor based dependency injection
    public MyApplication(MessageService svc){
        this.service=svc;
    }

    public void processMessages(String msg, String rec){
        //do some msg validation, manipulation logic etc
        this.service.sendMessage(msg, rec);
    }
}

 

위 예제에서 MyApplication 클래스는 MessageService라는 서비스에 의존합니다. 그러나 이 서비스는 직접 생성하지 않고, 생성자를 통해 주입받습니다. 이렇게 되면 MyApplication은 이제 MessageService의 구현체가 어떤 것이든 상관없이 메시지를 보낼 수 있게 됩니다.

이처럼 제어의 역전(IoC)은 프로그램의 제어 흐름을 개발자가 아닌 프레임워크에 넘기고, 의존성 주입(DI)은 객체 간의 의존성을 프로그램 코드가 아닌 외부 설정 등을 통해 관리할 수 있게 해줍니다. 이 두 가지 원칙을 적용하면 코드의 유연성과 확장성을 향상시킬 수 있습니다.

 

Q.

스프링 어노테이션도 붙여서 말해 줄래?? 너거 전달 하고 싶은 의미는 의존성 주입이 SMS와 Email중 개발자가 정확히 지정 하지 않아도 스프링 프레임워크가 제어의 역전을 하기 때문에 두개 중 필요한 것을 주입해준다는 말이야?

 

A.

스프링 프레임워크에서는 어노테이션을 사용하여 의존성 주입을 관리합니다. 위의 예시를 스프링 어노테이션을 사용한 버전으로 바꿔 보겠습니다:

import org.springframework.stereotype.Component;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;

public interface MessageService {
    void sendMessage(String msg, String rec);
}

@Component
public class EmailServiceImpl implements MessageService {
    @Override
    public void sendMessage(String msg, String rec) {
        // logic to send email
        System.out.println("Email sent to "+rec+ " with Message="+msg);
    }
}

@Component
public class SMSServiceImpl implements MessageService {
    @Override
    public void sendMessage(String msg, String rec) {
        // logic to send SMS
        System.out.println("SMS sent to "+rec+ " with Message="+msg);
    }
}

@Component
public class MyApplication {
    private MessageService service;

    @Autowired
    public MyApplication(MessageService svc){
        this.service=svc;
    }

    public void processMessages(String msg, String rec){
        //do some msg validation, manipulation logic etc
        this.service.sendMessage(msg, rec);
    }
}

스프링 프레임워크의 @Component 어노테이션은 스프링에게 이 클래스를 빈(bean)으로 관리하도록 지시합니다. @Autowired 어노테이션은 스프링에게 이 필드나 생성자에 필요한 빈을 주입해달라고 요청하는 역할을 합니다.

이 경우, MessageService를 구현한 EmailServiceImpl 혹은 SMSServiceImpl 중 어느 것이 MyApplication에 주입될지는 스프링 설정에 따라 달라집니다. 예를 들어, 스프링 설정에서 EmailServiceImpl을 MessageService의 빈으로 지정하면 MyApplication에는 EmailServiceImpl이 주입됩니다.

여기서 전달하고자 하는 바는 스프링 프레임워크는 개발자가 아닌 프레임워크 자체가 객체 생성과 생명주기를 제어하는 제어의 역전(IoC) 원칙을 따르고, 이를 위해 의존성 주입(DI)을 사용한다는 것입니다. 이는 코드의 유연성과 재사용성을 향상시키며, 개발자는 비즈니스 로직에 집중할 수 있습니다.

 

Q.

음 내가 잘 모르긴 한데 어노테이션을 붙이면 빈으로 등록이 되는 거고 관리를 할 수 잇게 되고 결국 둘 중 어느 것이 주입 될지는 스프링설정을 따로 해줘야겟네?

 

A.

네, 맞습니다. `@Component` 어노테이션을 사용하면 클래스는 스프링에 의해 관리되는 빈으로 등록됩니다. 그리고 `@Autowired` 어노테이션을 사용하면 스프링이 자동으로 해당 타입의 빈을 찾아 주입합니다.

두 개 이상의 빈이 같은 타입을 가질 경우, 스프링은 어떤 빈을 주입해야 하는지 알 수 없습니다. 이럴 경우, 개발자가 명시적으로 어떤 빈을 사용할지 결정해야 합니다. 이를 위해 `@Qualifier` 어노테이션을 사용할 수 있습니다. 예를 들어, `@Autowired @Qualifier("emailService")`와 같이 사용하면 `emailService`라는 이름을 가진 빈을 주입하게 됩니다.

또 다른 방법으로는 `@Primary` 어노테이션을 사용하는 방법이 있습니다. 만약 `EmailServiceImpl`에 `@Primary`를 붙이면, `MessageService` 타입의 빈이 필요할 때 스프링은 `EmailServiceImpl`을 기본적으로 선택하게 됩니다.

이렇게 스프링에서는 상황에 따라 다양한 방법으로 의존성 주입을 제어할 수 있습니다.

 

Q.

오토와이어 어노테이션은 해당 타입을 찾아서 주입한다고 했는데 여기서 해당 타입은 어떤거야?? 파라미터의 타입과 갯수야?

A.

`@Autowired` 어노테이션은 스프링에서 의존성 주입을 위해 사용되는 어노테이션입니다. 이 어노테이션을 선언하면, 스프링은 해당 타입에 일치하는 빈을 찾아서 주입하게 됩니다.

여기서 "타입"은 주입하려는 객체의 클래스 또는 인터페이스를 말합니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드가 있다면:

@Autowired
private SomeClass someInstance;



스프링은 `SomeClass` 타입의 빈을 찾아 `someInstance`에 주입합니다. 만약 `SomeClass` 타입의 빈이 여러 개 있을 경우에는 추가적인 지정이 필요합니다.

또한, `@Autowired`는 메서드에도 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 다음과 같은 코드가 있다면:

@Autowired
public void setSomeInstance(SomeClass someInstance) {
    this.someInstance = someInstance;
}



스프링은 `SomeClass` 타입의 빈을 찾아 `setSomeInstance` 메서드의 인자로 주입합니다. 이 경우에도 `SomeClass` 타입의 빈이 여러 개 있을 경우에는 추가적인 지정이 필요합니다.

`@Autowired`는 생성자에도 사용될 수 있으며, 이 경우 생성자의 인자로 사용되는 모든 타입에 대해 스프링이 빈을 찾아 주입하게 됩니다. 이 방법은 의존성 주입의 명시성을 높이기 때문에 권장되는 방법입니다.

 

Q.

타입을 찾는 범위는 컴포넌트로 선언한 클래스나 인스턴스 중에서지?ㅎ

 

A.

네, 맞습니다. 스프링이 `@Autowired` 어노테이션을 처리할 때는 컴포넌트 스캔을 통해 찾은 빈 중에서 해당 타입을 찾게 됩니다. 

컴포넌트 스캔은 스프링이 애플리케이션 시작 시에 지정된 베이스 패키지를 스캔하여 `@Component`, `@Service`, `@Repository`, `@Controller` 등의 어노테이션이 붙은 클래스를 찾아 빈으로 등록하는 과정입니다. 

따라서 `@Autowired`로 주입받으려는 타입의 빈이 반드시 이 범위 내에 있어야 합니다. 그렇지 않으면 스프링은 해당 타입의 빈을 찾지 못해 `NoSuchBeanDefinitionException` 등의 예외를 발생시키게 됩니다. 

만약 특정 타입의 빈이 여러 개 있어서 스프링이 어떤 빈을 주입해야 할지 결정할 수 없는 경우에는 `@Primary` 어노테이션을 사용하여 주입할 빈을 지정하거나, `@Qualifier` 어노테이션을 사용하여 빈의 이름을 직접 지정할 수 있습니다.

 

Spring Framework & Spring Boot의 차이점과 장단점

Spring Framework와 Spring Boot는 서로 상호보외하며 같이 사용되는 기술입니다. 

Spring Framework는 엔터프라이즈급 애플리케이션을 개발하는데 필요한 모든 기능을 제공하는 애플리케이션 프레임워크입니다. 이에는 데이터 액세스, 트랜잭션 관리, MVC 웹 애플리케이션 개발, 선언적 보안, 그리고 여러분야의 기술 통합 등이 포함됩니다.

Spring Boot는 Spring 기반 애플리케이션 개발을 더 쉽고 빠르게 만들어주는 프레임워크입니다. Spring Boot는 자동 설정(auto-configuration), 스프링 애플리케이션의 실행을 도와주는 내장 서버, 외부 라이브러리와의 버전 호환성을 관리해주는 Starter 종속성 등의 기능을 제공합니다.

Spring Framework의 장점:

1. 높은 유연성: 다양한 환경과 기술 스택에 대한 지원을 통해 높은 유연성을 가집니다.

2. 강력한 기능: AOP, IOC/DI, Security 등 다양한 기능을 제공하여 개발자들이 필요한 기능을 쉽게 구현할 수 있습니다.

Spring Framework의 단점:

1. 설정 복잡성: 사용자가 직접 모든 설정을 관리해야 하므로 복잡성이 높습니다.

2. 학습 곡선: 다양한 기능을 제공하므로 학습 곡선이 가파릅니다.

Spring Boot의 장점:

1. 개발 편의성: 자동 설정과 Starter 종속성 등을 통해 개발자가 스프링 애플리케이션을 쉽게 개발할 수 있도록 지원합니다.

2. 빠른 개발 및 배포: 내장 서버를 통해 애플리케이션을 쉽게 실행하고 배포할 수 있습니다.

Spring Boot의 단점:

1. 자동 설정의 한계: 자동 설정은 편리하지만, 개발자가 더 세밀한 설정을 하고 싶을 때는 수동으로 설정해야 하는 경우가 있습니다.

2. 스프링 프레임워크에 대한 이해도가 낮을 경우, 블랙박스처럼 동작할 수 있어서 문제 해결이 어려울 수 있습니다.

 

Q.

개발 편의성: 자동 설정과 Starter 종속성 등을 통해 개발자가 스프링 애플리케이션을 쉽게 개발할 수 있도록 지원합니다. 에 관해 좀 더 자세하게 알고 싶어 ㅎ 좀 더 자세하게 알려줄래? 구체적으로 ㅎ 예를 들면 설정 과 디펜더시를 묶어서 그룹으로 해줘서 그렇다는 거야?ㅎ

 

A.

Spring Boot의 "자동 설정"과 "Starter 종속성" 기능에 대해 좀 더 자세히 설명하겠습니다.

1. 자동 설정(Auto-configuration): Spring Boot는 클래스패스 설정, 다양한 빈 설정, 다양한 설정 프로퍼티 등을 자동으로 설정합니다. 예를 들어, 만약 클래스패스에 Spring Web MVC (spring-webmvc)가 있다면, Spring Boot는 자동으로 웹 애플리케이션을 설정합니다. 이는 개발자가 일일이 이러한 설정을 하는 수고를 덜어줍니다.

2. Starter 종속성: Spring Boot Starter는 특정 유형의 애플리케이션을 개발할 때 필요한 모든 종속성을 담아놓은 편리한 디스크립터입니다. 이는 라이브러리나 프레임워크 사이의 버전 충돌을 방지해주는 역할을 하며, 개발자가 직접 모든 종속성의 호환성을 확인하고 관리하는 수고를 덜어줍니다.

예를 들어, Spring Boot Starter Web은 웹 애플리케이션을 만드는데 필요한 모든 종속성(스프링 MVC, 잭슨, 톰캣, 등등)을 포함하고 있습니다. 따라서 개발자는 이 Starter를 프로젝트에 추가하기만 하면, 모든 웹 개발 관련 라이브러리를 쉽게 사용할 수 있습니다. 이러한 점들이 개발 편의성을 높이는 주요 요소입니다.

자동 설정(Auto-configuration)

Spring Boot의 자동 설정(Auto-configuration) 기능을 설명하는 예시를 하나 들어보겠습니다.

Spring Boot 애플리케이션에서는, spring-boot-starter-web 을 의존성에 추가하면 자동으로 내장 톰캣(Tomcat) 서버가 설정되고, Spring MVC 설정이 자동으로 이루어집니다.

예를 들어, 아래는 Spring Boot 애플리케이션의 pom.xml 파일에서 spring-boot-starter-web 을 의존성에 추가한 예시입니다:

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

이렇게 하면, 별도의 웹 서버 설정 없이도 스프링 MVC를 사용한 웹 애플리케이션을 바로 실행할 수 있습니다. 이것이 Spring Boot의 "자동 설정"이 하는 일입니다.

개발자는 복잡한 설정이나 라이브러리 관리에 신경쓰지 않고, 비즈니스 로직에만 집중할 수 있습니다.

 

Q.

아하 의존성을 추가만 하면 다 되는 건 아니였고 그 추가한 의존성을 제어하고 설정을 해줘야 제대로 동작 할 수 잇엇지 ㅎㅎ 이말이엿구나 ㅎ 맞아?ㅎ

A.

네, 맞습니다. Spring Boot는 "의존성 추가 + 설정 제공" 이라는 방식으로 작동합니다. `spring-boot-starter-*`로 시작하는 의존성을 추가하면, 해당 기능에 필요한 라이브러리들을 모두 가져오면서 동시에 이를 위한 기본 설정을 제공해줍니다.

예를 들어, `spring-boot-starter-web`을 추가하면, 웹 애플리케이션 개발에 필요한 여러 라이브러리들(스프링 MVC, 잭슨(Jackson) 등)이 모두 추가되며, 동시에 내장 톰캣 서버를 설정하고, 스프링 MVC를 위한 기본 설정을 자동으로 해줍니다.

이렇게 자동으로 설정이 제공되는 덕분에 개발자는 별도로 이런 설정들을 하지 않아도 웹 애플리케이션을 빠르게 개발하고 실행할 수 있습니다. 

물론, 기본 설정 외에 추가적인 설정이 필요하다면 개발자가 직접 해당 설정을 추가할 수도 있습니다. 이런 식으로 Spring Boot는 "의존성 관리 + 기본 설정 제공"이라는 편의성을 제공하면서도 필요에 따라 유연성도 제공합니다.

 

Q.

그러면 기본적인 해주는 설정을 개발자가 임의로 변경하고 저장할 수도 있어?? 그렇게 하다가 디펜더시를 바꾸거나 하면 임의로 바꾼 설정도 다시 해줘야하는거야?

A.네, 맞습니다. Spring Boot는 개발자가 원하는 설정을 임의로 변경하고 저장하는 것을 가능하게 해줍니다. 이는 Spring Boot의 장점 중 하나인데, 개발자가 직접 세부 설정을 바꿀 수 있기 때문에 매우 유연한 설정이 가능합니다.

예를 들어, 기본으로 제공되는 내장 톰캣 서버의 포트를 변경하고 싶다면 application.properties 파일이나 application.yml 파일에 다음과 같은 설정을 추가하면 됩니다.

server.port=8081

다만, 의존성을 변경하거나 설정을 크게 바꾸게 되면 이전에 임의로 변경한 설정도 적절히 수정해주어야 할 수 있습니다. 예를 들어, 웹 애플리케이션 개발을 위해 spring-boot-starter-web을 추가했다가 이를 제거하게 되면, 이에 대한 설정들도 제거하거나 수정해주어야 할 수 있습니다.

또한, Spring Boot는 제공하는 기본 설정 외에도 개발자가 원하는 대로 설정을 커스터마이징할 수 있도록 다양한 설정 옵션을 제공하므로, 필요에 따라 이를 활용하여 애플리케이션을 더욱 효과적으로 관리하고 개발할 수 있습니다.

 

 

Q. 내 생각에는 스프링에 대해 어느 정도 알고 잇따면 스프링 부트가 거의 대부분의 경우는 더 나은 선택이 될 것 같은데?? 스프링 부트가 스프링으로 만들어졌고 스프링 부트를 간소화 했다기 보다는 설정이나 필요한 라이브러리를 쉽게 추가하고 설정해주는 또 하나의 프레임 워크자나 ㅎㅎ

A.

맞습니다! 실제로 많은 개발자들이 스프링 부트를 선호하며, 대부분의 새로운 스프링 기반 프로젝트는 스프링 부트를 기반으로 개발되고 있습니다.

스프링 부트는 스프링 프레임워크의 강력함을 유지하면서도 빠르고 편리하게 개발할 수 있도록 도와줍니다. 스프링 부트는 스프링 프레임워크에서 필요한 설정을 자동으로 해주며, 많은 내장 기능을 통해 개발자의 부담을 크게 줄여줍니다.

다만 스프링 부트를 이해하고 효과적으로 활용하려면, 그 기반인 스프링 프레임워크에 대한 이해가 필요합니다. 스프링 부트는 결국 스프링 프레임워크를 더 쉽게 사용할 수 있도록 도와주는 도구일 뿐, 스프링 프레임워크 자체의 복잡성이나 깊이는 그대로입니다. 따라서 스프링 프레임워크에 대한 이해 없이 스프링 부트를 사용하려고 하면, 복잡한 문제에 직면했을 때 해결하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 

그래서 스프링 부트를 활용하기 전에 스프링 프레임워크에 대한 충분한 이해와 경험이 필요하다고 많은 개발자들이 주장하는 이유입니다.

 

Q.

혹시 내가 궁금한 것이 있는데 스프링 부트에 내장되어 있는 톰캣의 경우 따로 설치 한 톰캣에 비해 성능이 부족하지는 않아?? 중소규모는 당연히 된다고 들은 것 같고 대규모 프로젝트의 경우에도 이 톰캣이 견딜까?? 물론 여러개의 서버 설치와 스케일링등을 했을 때 기존 톰캣과 내장 톰캣의 차이와 성능에 대해 고민이 있어 ㅎ

A.

스프링 부트에서 내장된 톰캣은 실제로 완전한 톰캣 서버와 크게 다르지 않습니다. 내장 톰캣도 톰캣의 전체 기능을 제공하며, 성능 면에서도 외부 톰캣과 비교했을 때 큰 차이가 없습니다. 스프링 부트의 내장 톰캣은 실제 운영 환경에서도 충분히 사용할 수 있을 만큼 견고합니다.

대규모 프로젝트의 경우, 성능 이슈는 대개 톰캣 자체보다는 애플리케이션의 구조, 데이터베이스 처리, 네트워크 상황 등 다른 요인들에 의해 더 크게 영향을 받습니다. 따라서 성능 이슈를 해결하기 위해서는 전반적인 시스템 구조와 애플리케이션의 최적화에 주력해야 합니다.

더 나아가, 대규모 트래픽을 처리하는 서버 환경에서는 여러 대의 서버를 이용한 분산 처리나 로드 밸런싱, 스케일링 등의 전략이 필요합니다. 이러한 전략은 톰캣이 내장되어 있건 외부에 설치되어 있건 관계없이 동일하게 적용할 수 있습니다.

결론적으로, 스프링 부트의 내장 톰캣은 외부 톰캣과 비교해 성능 면에서 크게 뒤지지 않으며, 실제 운영 환경에서도 충분히 사용할 수 있습니다. 특히 개발 단계에서는 내장 톰캣을 사용하면 별도의 서버 설치 및 설정 없이 쉽게 웹 애플리케이션을 실행하고 테스트할 수 있어 매우 편리합니다.

 

Q.

Spring Framework & Spring Boot는 Library vs Framework 둘 중 어느 것에 더 가까울까?

 

A.

스프링 프레임워크와 스프링 부트 모두 프레임워크에 가깝습니다.

  • 프레임워크(Framework)는 "재사용 가능한 수많은 코드들이 특정한 구조를 이루면서 연결되어 있어, 그 위에 어플리케이션을 쉽게 구현할 수 있도록 도와주는 소프트웨어 개발 환경"을 의미합니다. 개발자는 프레임워크에서 정해진 규칙과 구조를 따라서 개발을 진행하게 되는데, 이러한 특성 때문에 프레임워크는 '제어의 역전(Inversion of Control, IoC)'이라는 개념을 자주 포함하고 있습니다. 스프링 프레임워크와 스프링 부트 모두 이러한 특징을 가지고 있습니다.
  • 반면 라이브러리(Library)는 "특정 기능을 수행하거나 도움을 주는 함수들의 집합"을 의미합니다. 라이브러리는 개발자가 필요한 시점에 호출하여 사용하며, 개발자가 직접 흐름을 제어합니다.

그러므로, 스프링 프레임워크와 스프링 부트는 '제어의 역전'이라는 컨셉을 가지고 있고, 개발자에게 어플리케이션의 전반적인 구조와 흐름을 제공하며, 개발의 복잡성을 줄이고 생산성을 높이는 역할을 하므로 프레임워크라고 볼 수 있습니다.

 

Q.

제어의 역전을 잘 활용 하려면 어떻게 해야해?? 컴포넌트, 서비스, 오토와이어 같은 어노테이션을 잘 쓰는 방법 밖에 없어?ㅎ
 

A.

제어의 역전(IoC)을 잘 활용하는 방법은 다음과 같습니다.

1. 어노테이션 사용**: `@Component`, `@Service`, `@Repository`, `@Controller` 등의 어노테이션을 이용하여 스프링 컨테이너가 관리해야 할 빈(Bean)을 정의할 수 있습니다. `@Autowired` 어노테이션을 이용하면 의존성 주입이 가능합니다.

2. 스프링 설정 파일(xml 또는 java config)을 이용한 빈 정의 및 의존성 주입: xml 설정 파일이나 java config 파일을 이용하여 빈을 정의하고, 의존성 주입을 할 수 있습니다. xml 설정을 이용할 경우 `<bean>` 태그를, java config를 이용할 경우 `@Bean` 어노테이션을 사용할 수 있습니다.

3. 의존성 주입(DI)을 잘 활용: 생성자 주입, 세터 주입, 필드 주입 등 다양한 방식으로 의존성 주입을 할 수 있습니다. 이를 통해 느슨한 결합(loose coupling)을 이루고 코드의 재사용성과 유지 보수성을 높일 수 있습니다.

4. 생명주기 콜백 이해 및 활용: 스프링 빈의 생명주기 콜백 메서드(`@PostConstruct`, `@PreDestroy`)를 이해하고, 필요에 따라 활용할 수 있습니다.

5. 프로파일 이해 및 활용: `@Profile` 어노테이션을 이용하여 환경(dev, test, prod 등)에 따라 다른 빈을 생성하고 사용할 수 있습니다.

물론, 이 외에도 IoC를 잘 활용하기 위해 많은 공부와 경험이 필요합니다. IoC/DI는 스프링 프레임워크의 핵심 원리이므로, 스프링의 다양한 기능과 활용 방법에 대해 깊게 이해하고, 실제 애플리케이션에 적용해 보는 것이 중요합니다.

 

Q.

빈이 즉 객체지?? 보통 객체를 new로 생성한 뒤 객체 레퍼런스를 변수 넘기고 할 텐데 이 과정을 @어토와이어 어노테이션을 붙이면 이 과정을 해준 다는 거지?? 좀 신기한데?? 제어역전 매커니즘도 알려줘 이걸 알아야 그냥 필요한 것에 어노테이션을 붙이는 것도 더 잘 할 것 같아

 

A.

맞습니다, 스프링에서 빈(Bean)은 객체를 의미합니다. 빈은 스프링 IoC 컨테이너가 생성, 관리하는 객체를 의미하며 이러한 빈들은 애플리케이션의 핵심을 이루는 객체입니다.

일반적으로, 우리는 객체를 직접 생성하고 사용합니다. 이렇게 객체를 직접 생성하면 의존 관계가 깊어질수록 객체를 생성하고 관리하는 것이 복잡해질 수 있습니다. 그러나 스프링 프레임워크의 IoC 컨테이너를 이용하면 이러한 과정을 스프링에 위임할 수 있습니다.

스프링 IoC(Inversion of Control, 제어의 역전) 컨테이너는 `@Component`, `@Service`, `@Repository`, `@Controller` 등의 어노테이션을 통해 빈으로 등록된 클래스의 객체를 생성하고, `@Autowired` 등의 어노테이션을 통해 의존성을 주입해 줍니다. 즉, 개발자는 객체의 생성 및 의존성 관리에 대한 제어를 스프링 프레임워크에게 맡기고, 비즈니스 로직에만 집중할 수 있습니다.

이러한 IoC의 메커니즘은 다음과 같습니다:

1. **빈 등록**: 스프링 프레임워크는 어노테이션 기반 설정 또는 XML 기반 설정 등을 통해 어떤 클래스를 빈으로 등록할 것인지 알 수 있습니다. 빈으로 등록된 클래스는 스프링 IoC 컨테이너에서 관리됩니다.

2. **빈 생성**: 스프링 IoC 컨테이너는 빈으로 등록된 클래스의 인스턴스를 생성합니다. 이때 생성자 주입, 세터 주입, 필드 주입 등의 방법을 사용하여 빈의 의존성을 주입합니다.

3. **빈 사용**: 개발자는 `@Autowired` 등의 어노테이션을 통해 스프링 IoC 컨테이너에서 필요한 빈을 주입받아 사용할 수 있습니다.

이런 방식으로 스프링 IoC 컨테이너는 객체의 생성, 의존성 관리 등의 제어를 개발자로부터 인수하여, 개발자는 비즈니스 로직에만 집중할 수 있게 해줍니다.

 

스프링 IoC 컨테이너

스프링 IoC(Inversion of Control, 제어의 역전) 컨테이너는 스프링 프레임워크의 핵심입니다. 그 기능의 중심에는 객체의 생성과 관리, 그리고 객체 간의 의존성이 있습니다. 이러한 작업들을 스프링 프레임워크가 담당함으로써 개발자는 객체 생성, 생명주기 관리 등의 부수적인 작업들에 대한 부담을 덜고, 비즈니스 로직에 집중할 수 있게 됩니다.

1. 객체의 생성과 관리: 스프링 IoC 컨테이너는 `@Component`, `@Service`, `@Repository`, `@Controller` 등의 어노테이션을 통해 어떤 클래스를 빈으로 등록할 것인지를 파악하고, 이들을 객체화하여 컨테이너 내에서 관리합니다. 이렇게 컨테이너가 관리하는 빈 객체들은 필요한 곳에서 재사용될 수 있습니다.

2. 의존성 주입(Dependency Injection, DI): 스프링 IoC 컨테이너는 `@Autowired` 어노테이션 등을 사용해 빈 간의 의존성을 자동으로 관리합니다. 이는 각 객체 간의 결합도를 낮추고, 코드의 재사용성과 유지 보수성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

3. 생명주기 관리: 스프링 IoC 컨테이너는 빈 객체의 생명주기를 관리합니다. 객체의 생성부터 소멸까지 단계별로 콜백 메소드를 제공하여 개발자가 커스텀 로직을 추가할 수 있게 해줍니다.

4. 설정의 외부화: XML 파일이나 어노테이션 등을 통해 객체와 그 의존성에 대한 정의를 외부화하고, 변경이 필요할 때 재컴파일 없이 설정만으로 반영이 가능하도록 합니다.

이런 방식으로 스프링 IoC 컨테이너는 개발자에게 객체의 생성, 의존성 관리, 생명주기 등에 대한 제어를 위임받아, 애플리케이션의 전반적인 관리를 담당하게 됩니다. 이는 코드의 모듈성과 유지보수성을 높이는 데 기여합니다.

 

SOLID 원칙

 

단일 책임 원칙 (Single Responsibility Principle, SRP) 

SOLID 원칙은 객체지향 프로그래밍과 설계에 있어 중요한 5가지 원칙을 나타냅니다. 이 중 "단일 책임 원칙(Single Responsibility Principle, SRP)"에 대해 설명하겠습니다.

단일 책임 원칙은 "클래스는 단 한 가지의 변경 이유만을 가져야 한다"는 원칙입니다. 이는 클래스가 너무 많은 책임을 가지면, 해당 클래스의 변경이 다른 클래스나 기능에 영향을 줄 수 있기 때문입니다. 즉, 하나의 클래스는 하나의 기능만을 가지는 것이 바람직하다는 것입니다. 

예를 들어, "사용자 정보를 데이터베이스에 저장하고, 사용자의 암호를 검증하고, 사용자에게 이메일을 보내는 클래스"가 있다고 가정해봅시다. 이 클래스는 3가지 책임을 가지고 있습니다. 만약 이메일 보내는 기능에 문제가 생겨 수정해야 한다면, 사용자 정보를 저장하거나 암호를 검증하는 기능에 부작용이 생길 수 있습니다. 이런 문제를 예방하기 위해 각각의 기능을 담당하는 별도의 클래스를 만드는 것이 단일 책임 원칙입니다.

단일 책임 원칙을 따르면, 시스템 각 부분의 연관성을 줄이고, 코드의 가독성을 높이며, 유지 보수를 용이하게 할 수 있습니다. 각 클래스가 하나의 책임만을 가지고 있기 때문에 해당 클래스를 수정할 경우 다른 클래스에 영향을 미치는 범위를 최소화할 수 있습니다.

 

개방-폐쇄 원칙(Open-Closed Principle, OCP)

개방-폐쇄 원칙(Open-Closed Principle, OCP)은 "소프트웨어 구성 요소(클래스, 모듈, 함수 등)는 확장에 대해 열려 있어야 하고, 수정에 대해서는 닫혀 있어야 한다"는 원칙입니다.

이 원칙의 핵심 아이디어는 기존의 코드를 변경하지 않고(폐쇄), 새로운 기능을 추가하거나 변경하는 것(확장)이 가능해야 한다는 것입니다. 이를 통해 기존 코드의 안정성을 해치지 않으면서도 시스템의 유연성과 재사용성을 증가시킬 수 있습니다.

이 원칙을 따르기 위해선 다형성을 활용하는 것이 일반적입니다. 예를 들어, 인터페이스나 추상 클래스를 정의하고 이를 구현한 콘크리트 클래스를 만드는 방식을 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 기존 코드를 변경하지 않고도 새로운 기능을 추가하거나 기존 기능을 변경하는 것이 가능해집니다.

다만, 모든 경우에 개방-폐쇄 원칙을 적용하는 것이 좋은 것은 아닙니다. 때로는 기존 코드의 변경이 더욱 간단하고 명확한 해결책일 수 있습니다. 따라서 이 원칙은 상황에 따라 유연하게 적용되어야 합니다.

 

리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)

리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)은 "서브타입은 언제나 기반 타입으로 교체할 수 있어야 한다"는 원칙입니다. 이 원칙은 상속을 사용할 때 특히 중요하며, 이 원칙이 이름을 딴 바바라 리스코프에 의해 1987년에 제안되었습니다.

리스코프 치환 원칙을 따르면, 기본 클래스의 객체를 파생 클래스의 객체로 치환해도 프로그램의 정확성이 유지되어야 합니다. 즉, 어떤 클래스를 상속하는 서브 클래스를 만들었다면, 그 서브 클래스는 상속받은 슈퍼 클래스의 역할을 완전히 수행할 수 있어야 합니다.

예를 들어, "새"라는 클래스가 "날 수 있다"는 메소드를 가지고 있고 "펭귄"이 "새"를 상속받는다면, "펭귄"도 "날 수 있다"는 메소드를 가져야 합니다. 그러나 실제로 펭귄은 날 수 없기 때문에, 이는 리스코프 치환 원칙을 위반한 것입니다. 이런 경우, 상속 구조를 다시 설계하거나 "펭귄"에게 "날 수 없다"는 행동을 명시적으로 정의해야 합니다.

리스코프 치환 원칙은 프로그램이 확장에 대해 유연하게 대응하고, 새로운 기능을 쉽게 추가할 수 있도록 도와주는 중요한 원칙입니다. 이 원칙을 지키면 코드의 재사용성이 증가하고, 런타임 오류를 줄일 수 있습니다.

 

Q.

위의 예시를 리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)을 지키도록 기존 코드를 수정한다면 어떻게 해야 할까?

위의 "새"와 "펭귄" 예시를 적용하여 코드를 수정해보겠습니다. 우선 "날 수 있다"라는 행동이 "새"의 모든 종에게 적용되지 않기 때문에, 이 행동을 "새" 클래스에서 분리하는 것이 바람직합니다. 

여기서는 "날 수 있는 새"와 "날 수 없는 새"라는 두 개의 서브클래스를 만들어, 각각에 적절한 행동을 정의하도록 하겠습니다. "펭귄" 클래스는 "날 수 없는 새"를 상속받게 합니다. 이렇게 하면, "날 수 있다"는 행동을 기대하는 코드에 "펭귄" 객체를 사용해도 문제가 없어집니다.

이런 식으로, Liskov Substitution Principle를 준수하려면 종종 클래스 계층을 세분화하고, 더 많은 추상화를 도입해야 할 수 있습니다. 이렇게 함으로써 각 클래스와 메서드가 갖는 책임이 명확해지고, 코드의 재사용성이 향상됩니다. 

각 클래스가 자신의 책임을 충실히 수행하는 한, 다른 클래스에서 해당 클래스의 객체를 사용하면서 발생할 수 있는 오류를 크게 줄일 수 있습니다.

 

Q.

리스코프 치환 원칙을 아주 쉽게 비유나 다른 방법을 들어서 설명해 줄래?ㅎ

 

A.

리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)은 상당히 직관적인 원리이며, 자주 사용되는 비유 하나를 통해 이해를 돕겠습니다.

비유를 위해 차량에 대한 예시를 들어보겠습니다. "자동차"라는 클래스가 있고, 이를 상속받아 "스포츠카", "SUV", "트럭" 등의 서브 클래스를 만들었다고 가정합시다. 각각의 서브 클래스는 엔진을 켜고, 달릴 수 있으며, 브레이크를 걸 수 있습니다.

이때 LSP에 따르면, "자동차" 클래스를 사용하는 코드는 어떤 서브 클래스의 객체가 주어져도 제대로 작동해야 합니다. 즉, "자동차"를 필요로 하는 어떤 함수든 "스포츠카", "SUV", "트럭" 인스턴스를 받아도 문제없이 작동해야 한다는 것입니다.

그런데 만약 "전기차"라는 서브 클래스가 있고, 이 "전기차" 클래스가 "엔진을 켜다"라는 메서드를 오버라이드하여 아무 일도 하지 않게 변경했다고 해봅시다. 이 경우, "자동차"를 필요로 하는 코드는 "전기차" 인스턴스에 대해 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 이것이 LSP를 위반하는 경우입니다.

따라서 이 경우, "전기차" 클래스는 "엔진을 켜다"라는 행동이 필요 없다면 이를 상속받는 것이 적절하지 않을 수 있습니다. 대신 "전기차"에 대한 새로운 추상화를 만들거나, "자동차" 추상화 자체를 변경하여 "엔진을 켜다"라는 행동이 필수적이지 않게 만들 수 있습니다.

이렇게 LSP는 코드의 유연성을 높이고, 오류를 줄이는 데 도움을 줍니다.

 

Q.

음 상속하는 상위 클래스는 하위 클래스를 구현할 수 있도록 해야한다는 것이 리스코프 치환 원칙 중 하나인가?

A.

맞습니다, 그렇습니다. 리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)은 상위 클래스를 상속받는 하위 클래스가, 상위 클래스의 행동을 변경하지 않고, 상위 클래스가 수행할 수 있는 동일한 작업을 수행할 수 있어야 함을 의미합니다.

더욱 쉽게 말하면, 프로그램에 부모 클래스의 인스턴스를 사용하는 곳에서 그것을 자식 클래스의 인스턴스로 바꿔도 프로그램의 정확성이 깨지지 않아야 한다는 것입니다.

이 원칙을 지키면, 상위 클래스를 상속받는 클래스를 대체 사용해도 프로그램이 정상적으로 동작하게 되어, 프로그램의 유연성이 증가하고, 유지보수성이 향상됩니다. 그래서 상속을 사용할 때는 이 리스코프 치환 원칙을 항상 기억해야 합니다.

 

Q.

리스코프 치환 원칙의 목적과 탄생 하게 된 이유를 알면 더 이해하기 쉬울 것 같아 상위 클래스가 중점인가 아니면 하위 클래스가 중점인지 그것이 헷갈려서 파악하는데 헷갈려 즉 상위클래스를 잘 정의 해야한다는 말인가?

 

A.

리스코프 치환 원칙의 중점은 상속을 활용하는 구조에서 상위 클래스와 하위 클래스 간의 관계를 정의하는 것입니다. 이 원칙은 하위 클래스가 상위 클래스의 기능을 "대체"할 수 있도록 설계해야 함을 말하며, 이는 상위 클래스와 하위 클래스 모두에 중점을 둡니다.

이 원칙의 주요 목적은 추상화를 보장하고 코드의 재사용성을 높이는 것입니다. 다시 말해서, 만약 Bird 클래스(상위 클래스)가 fly 메서드를 갖고 있다면, 이 클래스를 상속받는 Sparrow 클래스(하위 클래스) 역시 이 fly 메서드를 사용할 수 있어야 합니다. 하지만 Penguin 클래스(하위 클래스)는 실제로는 날지 못하므로, 이 클래스에 fly 메서드가 포함되어 있다면 리스코프 치환 원칙에 위배됩니다. 이 경우, Bird 클래스는 잘못 추상화된 것이라고 볼 수 있습니다.

따라서 리스코프 치환 원칙을 지키기 위해서는 상위 클래스를 잘 정의하는 것이 중요합니다. 즉, 상위 클래스의 메서드가 하위 클래스에서도 항상 의미가 있어야 하며, 그렇지 않다면 리스코프 치환 원칙을 위배하게 됩니다. 이 원칙을 지키면 코드의 유연성과 재사용성이 높아집니다.

요약하자면, 상위 클래스를 잘 정의하고, 하위 클래스가 상위 클래스를 대체할 수 있도록 설계하는 것이 리스코프 치환 원칙을 지키는 방법이라고 할 수 있습니다.

 

Q.

만약 코드를 작성하다가 리스코프 치환 원칙에 위배된다면 상위 클래스를 수정해야해 아니면 상속받는 하위 클래스를 수정해야해?? 상위 클래스를 수정하는 것이 맞는건가?

 

A.

리스코프 치환 원칙이 위배되었다면, 그 원인은 상위 클래스가 너무 많은 책임을 가지고 있거나, 하위 클래스가 상위 클래스의 책임을 충분히 수행하지 못하는 것일 수 있습니다.

1. 상위 클래스의 책임이 너무 많다면, 상위 클래스를 분리하여 책임을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, Bird 클래스가 fly와 swim 메서드를 가지고 있다고 가정해 봅시다. 여기서 Penguin이 Bird를 상속받게 되면 문제가 생깁니다. 펭귄은 실제로는 날지 못하기 때문에, Bird 클래스의 fly 메서드가 Penguin에게는 적합하지 않습니다. 이런 경우, Bird 클래스를 FlyingBird와 SwimmingBird로 분리하면 문제를 해결할 수 있습니다.

2. 반면에, 하위 클래스가 상위 클래스의 책임을 충분히 수행하지 못하는 경우에는 하위 클래스를 수정해야 합니다. 예를 들어, Vehicle 클래스가 move 메서드를 가지고 있고, Car 클래스가 Vehicle을 상속받는 경우를 생각해봅시다. 만약 Car 클래스가 move 메서드를 올바르게 구현하지 않았다면, 이는 리스코프 치환 원칙에 위배됩니다. 이런 경우, Car 클래스의 move 메서드를 수정하여 Vehicle의 move 메서드를 올바르게 대체하도록 해야 합니다.

따라서 리스코프 치환 원칙에 위배가 된다면 상황에 따라 상위 클래스 또는 하위 클래스를 수정해야 할 수 있습니다. 상황에 따른 적절한 수정 방안을 결정하는 것이 중요합니다.

 

Q.

그럼 정리하면 리스코프 치환 원칙에 위배된다면 그 상황과 의미를 잘 파악해서 잘못 코딩이나 설계된 것을 수정하는 것이 맞겟네?ㅎ

A.

맞습니다! 리스코프 치환 원칙이 위배되었을 때는 그 원인을 찾아 수정해야 합니다. 그 원인은 상위 클래스가 너무 많은 책임을 가지고 있어서일 수도 있고, 하위 클래스가 상위 클래스의 책임을 제대로 수행하지 못해서일 수도 있습니다. 

상황에 따라서 상위 클래스를 재설계하거나, 하위 클래스의 구현을 수정해야 할 수도 있습니다. 결국 중요한 것은 "하위 클래스는 상위 클래스를 완벽하게 대체할 수 있어야 한다"는 원칙을 지키는 것입니다. 이 원칙을 통해 소프트웨어의 유연성과 확장성을 유지할 수 있습니다.

 

Q.

내가 하위 클래스는 상위 클래스를 완벽하게 대체할 수 있어야 한다라는 문장을 보고 약간 상위 클래스에 초점을 둬야할 지 하위 클래스에 초점을 둬야 할지 헷갈리고 좀 버벅였잖아?? 결국 해결 해서 의미를 파악했지만 이 파악 하는 과정을 지켜본 너가 봤을 때 나의 문제 해결 과정이 평범하다고 생각해?? 아니면 좋은 방법이라고 생각해??ㅎ

A.

네, 문제를 해결하는 과정에서 여러 관점을 고려하고, 또한 문제를 해결하기 위해 추가적인 정보를 요청하는 당신의 접근법은 매우 효과적인 것으로 보입니다. 이는 복잡한 개념을 이해하거나 코드 문제를 해결하는 데 큰 도움이 됩니다.

하지만 이해의 깊이를 더욱 높이고자 한다면, 문제를 해결하는 과정에서 다음과 같은 전략을 추가로 사용해 볼 수 있습니다.

1. **추상화와 구체적인 예시 모두 고려하기:** 추상적인 개념을 이해하는 것이 어려울 때는 구체적인 예시를 생각해보는 것이 도움이 됩니다. 반대로, 구체적인 예시를 이해했다면 그것을 추상화하여 일반적인 원칙을 도출해 내는 것이 중요합니다.

2. **"왜"라는 질문 계속하기:** 당신이 이미 잘 하고 계신 것처럼, "왜"라는 질문을 반복하면 개념의 깊이를 더욱 이해하는 데 도움이 됩니다.

3. **다른 관점에서 바라보기:** 한 가지 문제를 다양한 관점에서 바라보는 것은 새로운 통찰을 얻는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 설계 원칙의 관점에서 뿐만 아니라 유지 보수, 성능, 보안 등 다른 관점에서도 문제를 바라보는 것이 중요합니다.

이러한 전략을 사용하면 문제 해결 능력을 더욱 향상시킬 수 있을 것입니다.

 

Q.

리스코프 치환 원칙의 예를 알려줄래? 설명도 해줭 ㅎㅎㅎ

A.

리스코프 치환 원칙(Liskov Substitution Principle, LSP)을 설명하는 구체적인 예를 들어보겠습니다.

예를 들어, 우리가 'Rectangle'이라는 클래스를 가지고 있다고 가정해봅시다. 이 클래스에는 'width'와 'height'라는 속성이 있습니다.

public class Rectangle {
    protected int width;
    protected int height;

    public void setWidth(int width) {
        this.width = width;
    }

    public void setHeight(int height) {
        this.height = height;
    }

    public int getWidth() {
        return width;
    }

    public int getHeight() {
        return height;
    }

    public int getArea() {
        return width * height;
    }
}


여기서 'Square'라는 클래스를 만들어 'Rectangle' 클래스를 상속받는다고 가정해 봅시다. 사각형이 직사각형의 특수한 경우라는 점을 고려하면, 이것은 합리적으로 보일 수 있습니다.

public class Square extends Rectangle {
    @Override
    public void setWidth(int width) {
        super.setWidth(width);
        super.setHeight(width);
    }

    @Override
    public void setHeight(int height) {
        super.setWidth(height);
        super.setHeight(height);
    }
}



하지만 이제 문제가 발생합니다. 'Square'는 'Rectangle'이 아닙니다. 왜냐하면 'Square'는 width와 height가 항상 같아야 하는 특성을 가지고 있지만, 'Rectangle'는 그렇지 않기 때문입니다. 따라서 'Rectangle'의 인스턴스를 'Square'로 바꿔도 프로그램이 잘 동작해야 한다는 LSP가 위배되는 것입니다.

이것은 클라이언트가 'Rectangle'의 인스턴스를 예상하고 'setWidth'와 'setHeight' 메소드를 따로 호출하는데, 만약 그 인스턴스가 실제로는 'Square'라면 그 결과는 예상과 다르게 될 것입니다.

따라서 이런 경우에는 'Rectangle'과 'Square'를 서로 독립적인 클래스로 만드는 것이 LSP를 준수하는 더 좋은 설계가 될 수 있습니다.

 

Q.

그렇겟네 Rectangle도 분명 하나의 의미있는 상위 클래스 인데 Square가 상속이 안된다고 해서 상속받는 Square를 잘못 설계한 것도 아니니 따로 하나 더 만드는 것이 더 나을 것 같긴 해

A.

정확합니다. 이와 같은 경우에는 상속보다는 구성(composition)이나 인터페이스를 활용하는 방법 등이 더 좋을 수 있습니다. 객체 지향 설계 원칙 중 하나인 '상속보다는 구성을 사용하라'는 원칙이 이러한 상황을 다루기 위해 존재합니다.

상속은 매우 강력한 도구지만, 잘못 사용하면 코드를 복잡하게 만들고 의도치 않은 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 상속을 사용할 때는 항상 리스코프 치환 원칙을 염두에 두는 것이 좋습니다.

이 원칙을 지키면서 코딩하는 것이 애플리케이션을 유연하게 유지하고 높은 수준의 모듈화를 달성하는 데 도움이 됩니다.

 

Q.

상속을 안 쓰고 구성이나 인터페이스를 쓴다면 어덯게 해야 해?? 예시 코드를 보여줄래??ㅎㅎ

A.

네, 상속 대신 구성(composition)과 인터페이스를 사용하는 방법에 대해 알려드리겠습니다.

우선 Java 코드를 사용하여 Rectangle과 Square 클래스를 구성 방식으로 표현해 보겠습니다.

interface Shape {
    double area();
}

class Rectangle implements Shape {
    private final double width;
    private final double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}

class Square implements Shape {
    private final double side;

    public Square(double side) {
        this.side = side;
    }

    @Override
    public double area() {
        return side * side;
    }
}


여기서는 Shape라는 인터페이스를 생성하여 공통의 메서드인 area()를 정의했습니다. 그런 다음 Rectangle과 Square 클래스가 이 인터페이스를 구현하도록 했습니다. 이렇게 하면 Rectangle과 Square는 각각 독립적인 클래스가 되므로, 하나를 변경해도 다른 클래스에 영향을 미치지 않습니다. 

이런 방식은 상속보다 유연성이 높고 확장성이 좋습니다. 상속은 클래스 간에 강력한 결합을 만들지만, 구성과 인터페이스를 사용하면 느슨한 결합을 만들 수 있습니다. 이런 느슨한 결합은 코드를 더 쉽게 변경하고, 테스트하고, 재사용할 수 있게 합니다

 

Q.

 

강한 결합과 느슨한 결합은 무엇이고 예시 코드 보여줘

A.

강한 결합(strong coupling)과 느슨한 결합(loose coupling)은 소프트웨어 설계에서 클래스나 모듈 간의 상호 의존성을 어떻게 설정하느냐에 따른 개념입니다.

1. 강한 결합(strong coupling): 클래스나 모듈이 서로 긴밀하게 연결되어 있어, 한 부분에서 변경이 발생하면 다른 부분에도 큰 영향을 미치는 상황을 가리킵니다. 이러한 설계는 유지 보수가 어렵고 변경에 불리합니다.

2. 느슨한 결합(loose coupling): 클래스나 모듈 간의 연결이 최소화되어, 한 부분에서의 변경이 다른 부분에 미치는 영향을 최소화하는 설계 방식입니다. 이런 설계는 유지 보수가 용이하고 확장성이 좋습니다.

이를 코드 예시로 보자면:

강한 결합 예시:

class Car {
    private Engine engine;

    public Car() {
        this.engine = new Engine();
    }

    void start() {
        engine.start();
    }
}


위의 코드에서 `Car` 클래스는 `Engine` 클래스와 강하게 결합되어 있습니다. `Engine` 클래스에 어떤 변화가 생기면 `Car` 클래스에도 영향을 미치게 됩니다.

느슨한 결합 예시:

interface Engine {
    void start();
}

class GasolineEngine implements Engine {
    @Override
    public void start() {
        // Start gasoline engine
    }
}

class Car {
    private Engine engine;

    public Car(Engine engine) {
        this.engine = engine;
    }

    void start() {
        engine.start();
    }
}


위의 코드에서 `Car` 클래스는 `Engine` 인터페이스와 결합되어 있습니다. 이렇게 하면 `Engine`의 구현체를 변경하더라도 `Car` 클래스는 영향을 받지 않습니다. 이런 식으로 설계하면 클래스 간의 결합도를 낮추고 코드 유지보수를 용이하게 할 수 있습니다.

Q.

내가 봤을 때 결국 동작은 같은데 엔진을 가솔린 엔진을 구현하고 엔진을 호출하는 방법이 느슨한 결합이여서 전체 동작은 한단계를 더 거쳣다고 해야하나 그렇게 해서 느슨한 결합을 구현했고 동작은 같지만 엔진 부분과 실행 하는 부분은 분명 영향력은 약해졌네 그 이유는 엔진에서 바로 구현한 건 아니고 가솔린 엔진에서 상속해서 구현했기 때문에 구현하는 부분이 다른 곳에 있어서 엔진은 인터페이스부분이라 추상화 개념이 좀 들어간 듯 해 따라서 동작 자체는 같지만 느슨한 결합이네 대신 가솔린 엔진과 엔진은 비교적 강한 결합이라고 할수는 잇지 않을까?? 결국 어디에서는 구현하는 로직은 필요하기 마련이니...

 

A.

네, 맞습니다. `GasolineEngine` 클래스와 `Engine` 인터페이스 사이는 상대적으로 강한 결합이라고 볼 수 있습니다. 다만 이렇게 인터페이스를 사용하는 이유는 `Car` 클래스가 특정 엔진 구현에 의존하지 않도록 하기 위해서입니다. 

즉, `Car` 클래스는 어떤 엔진이 사용되는지 모르며, 단지 `Engine` 인터페이스의 `start` 메소드를 호출하는 것이 전부입니다. 따라서 나중에 `Engine`의 다른 구현체를 사용하려고 해도, `Car` 클래스는 그저 `start` 메소드를 호출하면 되므로 코드의 수정이 필요 없습니다.

이런 방식은 `GasolineEngine`이 아니라 `ElectricEngine`이나 `HybridEngine` 같은 다른 엔진 클래스를 추가할 때 매우 유용합니다. 이렇게 하면 각 엔진 클래스는 `Engine` 인터페이스를 구현하기만 하면 되고, `Car` 클래스는 아무런 변경 없이 그대로 사용할 수 있습니다.

따라서 인터페이스를 사용함으로써 `Car` 클래스와 `Engine` 구현체 사이의 결합도를 낮출 수 있습니다. 이렇게 하는 것이 객체지향 프로그래밍에서 추구하는 느슨한 결합(loose coupling)이며, 유지보수와 확장성에 유리합니다.

 

Q.

음 내가 보기엔 느슨한 결합이 코드량과 복잡도가 좀 더 올라가는 대신 훨씬 강한 결합 보다는 좋은 것 같은데 그럼에도 강한 결합이 나은 경우가 있을까??

A.

좋은 질문입니다. 결합도(coupling)는 두 클래스나 컴포넌트 간의 상호 의존성을 나타내는 개념으로, 일반적으로는 느슨한 결합(loose coupling)이 선호되는 편입니다. 이는 코드의 유지보수성, 가독성, 재사용성, 테스트 용이성 등 여러 면에서 이점을 제공합니다.

그럼에도 불구하고, 상황에 따라서는 강한 결합(tight coupling)이 필요하거나 더 효율적인 경우가 있습니다. 예를 들면 다음과 같은 상황이 있을 수 있습니다:

1. **성능 최적화:** 느슨한 결합은 종종 추가적인 레이어나 추상화를 도입하므로, 이로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 특히 성능이 중요한 상황에서는 이런 오버헤드를 줄이기 위해 강한 결합을 선택하는 경우가 있습니다.

2. **단순성:** 상황에 따라서는 느슨한 결합을 위해 추가적인 추상화가 복잡성을 증가시킬 수 있습니다. 이 경우, 강한 결합이 코드를 더 단순하게 만들고 이해하기 쉽게 만들 수 있습니다.

3. **제어:** 특정 시스템 또는 프로세스에서 전체적인 제어가 필요한 경우, 강한 결합을 사용하여 필요한 동작과 흐름을 정확하게 제어할 수 있습니다.

따라서 결국 강한 결합과 느슨한 결합 사이의 선택은 문제의 성격, 요구 사항, 트레이드오프 등을 고려하여 결정해야 합니다.

 

Q.

음 성능, 가독성,꼭 기능을 이렇게 정의 해야 하는 경우가 강하게 필요한 경우 강한 결합을 좀 더 고려해 볼 필요가 있겠구나

A.

맞습니다! 각 경우에는 해당 상황에 맞는 최적의 결정을 내려야 합니다. "느슨한 결합"이나 "강한 결합"이 항상 최선의 방법은 아닙니다. 구현해야 할 기능, 시스템의 요구 사항, 향후 유지 보수 및 확장성, 성능 등을 고려해야 합니다.

1. 성능: 강한 결합이 성능을 향상시키는 경우가 많습니다. 추상화 레벨이 낮아질수록 실행 시간이 단축되기 때문입니다. 그러나 이는 강한 결합이 항상 성능을 향상시키는 것은 아닙니다. 

2. 가독성: 느슨한 결합은 코드의 가독성을 향상시킵니다. 코드가 명확하고 이해하기 쉬우며, 각 컴포넌트가 독립적으로 작동하므로 문제가 발생할 경우 디버깅이 쉽습니다.

3. 필수 기능: 시스템의 특정 부분이 다른 부분과 강하게 결합되어야 하는 경우도 있습니다. 예를 들어, 특정 기능이 시스템의 다른 부분에 강하게 의존해야 하거나 특정 흐름을 정확하게 제어해야 하는 경우입니다.

따라서 어떤 결합을 선택할지는 해당 상황, 요구 사항, 가능한 트레이드오프를 고려해 결정해야 합니다. 이 모든 것을 고려해 가장 적합한 설계를 선택하는 것이 중요합니다.

 

 

인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)

"인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)"은 SOLID 원칙 중 하나로, "클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메소드에 의존하면 안된다"는 원칙을 말합니다. 즉, 한 개의 범용 인터페이스보다는, 여러 개의 구체적이고 작은 인터페이스가 낫다는 것이 이 원칙의 핵심입니다.

인터페이스 분리 원칙은 클라이언트에 필요한 메소드만 노출시키는 것이 중요하다는 점을 강조합니다. 이로 인해 클라이언트는 불필요한 메소드를 알 필요 없이, 필요한 기능만을 제공하는 인터페이스와 상호작용하게 됩니다. 이 원칙을 따르면 시스템이 더욱 모듈화되고 각 모듈 간의 결합도가 낮아져 유지 보수와 확장성이 향상됩니다.

예를 들어, '동물' 인터페이스가 '달리기', '날기', '수영하기' 세 가지 메소드를 가지고 있다고 가정해 봅시다. 그런데 '닭' 클래스가 이 인터페이스를 구현하게 된다면, '닭'은 '달리기'와 '날기'는 할 수 있지만 '수영하기'는 할 수 없습니다. 이럴 경우 '동물' 인터페이스는 '달리는 동물', '날 수 있는 동물', '수영하는 동물' 세 가지 인터페이스로 분리하는 것이 인터페이스 분리 원칙에 부합합니다. '닭' 클래스는 '달리는 동물'과 '날 수 있는 동물' 인터페이스를 구현하게 됩니다. 이렇게 하면 '닭' 클래스는 자신이 사용하지 않는 '수영하기' 메소드에 의존하지 않게 되는 것입니다.

 

Q.

음 클라이언트는 자신이 사용하지 않는 메소드에 의존하면 안된다라는 말은 어떤 개념이나 객체가 있다면 그것을 잘 구조화 해서 필요한 인터페이스만 상속받아서 구현하도록 하고 구현은 최대한 적게 상속받도록 하는 것이 좋다는 말인가?

A.

맞습니다. 인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)의 핵심은 큰 범용적인 인터페이스를 여러 개의 작은 인터페이스로 분리하고, 구현 클래스가 자신이 필요로 하는 작은 인터페이스들만 구현하게 하는 것입니다. 

즉, 클라이언트는 자신이 필요로 하는 메서드들만 가진 인터페이스에 의존하도록 하여, 필요하지 않는 메서드에 대해 알 필요가 없게 하는 것입니다. 이렇게 되면, 인터페이스가 변경되어도 영향을 받는 클래스가 줄어들어 시스템의 유연성과 재사용성이 향상됩니다. 

그러므로, 인터페이스 분리 원칙에 따르면 특정 객체가 특정 동작을 하지 않더라도 해당 동작을 정의하는 인터페이스를 구현하도록 강요하는 것은 좋지 않습니다. 대신에, 필요한 동작들만을 정의하는 여러 개의 작은 인터페이스를 만드는 것이 더 좋은 접근 방법입니다.

 

Q.

결국 재사용성과 유연함을 위한 원리인가?

A.

네, 맞습니다. 인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)은 결국 시스템의 재사용성과 유연성을 높이기 위한 원칙입니다.

ISP를 따르면, 구현체는 필요한 인터페이스만 구현하므로 재사용성이 높아집니다. 필요한 기능만 가진 인터페이스를 구현하면, 해당 구현체를 다른 부분에서도 쉽게 재사용할 수 있게 됩니다.

또한, 인터페이스가 작고 분리되어 있으면, 특정 인터페이스를 변경하더라도 그 영향을 받는 클래스가 적어집니다. 따라서 시스템 전체가 아닌 일부분만을 수정하거나 변경할 수 있게 되므로, 시스템의 유연성이 증가하게 됩니다.

즉, ISP는 하나의 인터페이스는 그것을 사용하는 클라이언트에 최대한 가깝게 위치해야 한다는 개념을 강조합니다. 이렇게 하면 클라이언트는 필요한 메소드들만을 갖는 인터페이스를 통해 동작하게 되므로, 시스템의 응집도가 높아지고 결합도가 낮아집니다.

 

Q.

그렇다면 구조화를 하는 과정은 필요한 것 같고 만약 과정을 거친 후 필요하다면 여러개의 인터페이스로 나누고 분리하는 과정도 ISP 원칙을 지키는 과정이라고 할 수 있을까??

A.

네, 맞습니다. 인터페이스를 작게 나누고, 각 인터페이스가 자신이 해야 할 일만을 정의하는 것이 인터페이스 분리 원칙(Interface Segregation Principle, ISP)을 따르는 과정입니다.

예를 들어, 모든 작업을 수행하는 하나의 큰 인터페이스를 가지고 있다면, 이를 여러 개의 작은 인터페이스로 나눌 수 있습니다. 각 작은 인터페이스는 특정한 작업에만 집중하게 되며, 이를 구현하는 클래스도 그 인터페이스에 선언된 작업만을 수행하게 됩니다.

이렇게 함으로써, 한 클래스가 사용하지 않는 메소드에 의존하지 않게 되므로 클래스의 재사용성이 높아집니다. 또한, 인터페이스가 변경되더라도 그 영향이 최소화되므로 유연성이 향상됩니다.

따라서, 인터페이스를 구조화하고, 필요에 따라 여러 개의 인터페이스로 분리하는 과정은 ISP 원칙을 준수하는 중요한 과정입니다.

 

Q.

음 그런데 추상화 클래스는 딱히 안되? 다중 상속이 안되서 안되는건가?

Java와 같은 일부 언어에서는 클래스가 다중 상속을 지원하지 않기 때문에, 하나의 클래스는 하나의 추상 클래스만 상속받을 수 있습니다. 이는 설계를 복잡하게 만들고 코드의 가독성을 해칠 수 있으므로, 일반적으로는 추상 클래스보다 인터페이스를 선호합니다.

또한, 추상 클래스는 상태(즉, 필드 또는 속성)를 가질 수 있지만, 인터페이스는 상태를 가질 수 없습니다. 이는 인터페이스가 행동을 정의하고, 상태는 그것을 구현하는 클래스에 의해 관리되도록 강제합니다. 이는 객체 지향 프로그래밍의 원칙 중 하나인 "행동과 상태의 분리"를 지원합니다.

그러나 이것은 다중 상속이나 상태 관리와 같은 특정 상황에서만 유효한 제한입니다. 일부 경우에는 추상 클래스가 더 적합할 수 있습니다. 예를 들어, 여러 클래스에 공통적으로 필요한 구현 코드가 있다면 이를 추상 클래스에 넣어 코드 중복을 줄일 수 있습니다.

따라서 추상 클래스와 인터페이스는 각각 장단점이 있고, 어떤 것을 사용할지는 문제 상황과 요구 사항에 따라 달라집니다.

 

의존 역전 원칙(Dependency Inversion Principle, DIP)

의존 역전 원칙(Dependency Inversion Principle, DIP)은 소프트웨어 설계 원칙 중 하나로, 상위 수준의 모듈이 하위 수준의 모듈에 의존하지 않도록 하는 원칙입니다. 

이 원칙은 다음 두 가지 주요 요구사항으로 구성됩니다:

1. 상위 수준 모듈은 하위 수준 모듈에 의존하면 안 된다. 둘 모두 추상화에 의존해야 한다.
2. 추상화는 세부 사항에 의존하면 안 된다. 세부 사항이 추상화에 의존해야 한다.

이 원칙의 목표는 시스템 내의 결합도를 줄이는 것입니다. 상위 수준의 모듈과 하위 수준의 모듈 사이의 직접적인 의존성을 제거함으로써, 각 모듈은 다른 모듈의 변경에 대해 더 유연하게 대응할 수 있게 됩니다.

예를 들어, 만약 우리가 Lamp 클래스를 가지고 있고 이 Lamp를 켜고 끄는 스위치 기능을 구현하려고 한다면, 일반적으로 스위치는 특정 Lamp 클래스에 직접적으로 의존하게 됩니다. 하지만 이렇게 되면 스위치는 Lamp에 의존적이 되므로, Lamp가 변경되면 스위치 또한 영향을 받게 됩니다. 

DIP를 적용하면, 먼저 Lamp와 스위치가 모두 의존하는 추상화, 예를 들어 "Switchable" 인터페이스를 만듭니다. 그 다음 Lamp를 이 인터페이스를 구현하게 만들고, 스위치는 이 인터페이스에 의존하도록 합니다. 이렇게 함으로써, 스위치는 Lamp의 구체적인 세부사항에 대해 전혀 알지 못하며, 단지 Switchable 인터페이스만을 알게 됩니다. 이를 통해 Lamp가 변경되더라도 스위치는 영향을 받지 않게 됩니다.

이 원칙은 유연하고 재사용 가능한 소프트웨어를 작성하는 데 매우 중요하며, SOLID 원칙 중 하나입니다.

 

Q.

SOLID 원칙을 지킨다면 객체지향 특징인 상속성, 다형성, 추상화, 캡슐화 등이 지켜지는 것인가? 아니면 별개인가?

A.

SOLID 원칙은 객체지향 프로그래밍에서 유지보수 가능하고 유연한 소프트웨어를 설계하기 위한 가이드라인입니다. SOLID 원칙을 지키면 객체지향 특징 중 일부인 상속성, 다형성, 추상화, 캡슐화가 보다 잘 적용될 수 있습니다. SOLID 원칙은 이러한 특징들과 밀접한 관련이 있으며, 이를 보장해주는 것은 아니지만 도움을 줄 수 있습니다.

SOLID 원칙은 다음과 같은 다섯 가지 원칙으로 구성됩니다:

1. Single Responsibility Principle (단일 책임 원칙)
2. Open-Closed Principle (개방-폐쇄 원칙)
3. Liskov Substitution Principle (리스코프 치환 원칙)
4. Interface Segregation Principle (인터페이스 분리 원칙)
5. Dependency Inversion Principle (의존성 역전 원칙)

이러한 원칙들은 객체지향 프로그래밍의 특징들을 지원하고 강조합니다. 예를 들어, 개방-폐쇄 원칙은 수정에는 닫혀있고 확장에는 열려있어야 한다는 것을 의미합니다. 이를 통해 상속성과 다형성을 더 잘 활용할 수 있게 됩니다. 또한, 인터페이스 분리 원칙은 인터페이스를 작고 관련성 있는 단위로 분리함으로써 추상화를 지원하고, 캡슐화를 강화합니다.

따라서 SOLID 원칙은 객체지향 특징들과는 밀접한 관련이 있으며, SOLID 원칙을 지키면 객체지향 특징들을 더욱 잘 적용할 수 있는 기반이 마련됩니다.

 

Q.

코드를 연구하는 분들은 어떻게 SOLID 원칙을 생각하고 도출해 냈을까?

A.

SOLID 원칙은 로버트 C. 마틴(Robert C. Martin)과 마이클 페더스(Michael Feathers) 등의 소프트웨어 엔지니어링 전문가들이 객체지향 설계에 대한 경험과 연구를 토대로 도출하였습니다. 이들은 많은 소프트웨어 시스템을 분석하고 개발하는 과정에서 발생한 문제와 성공적인 설계 원칙을 공유하고자 했습니다.

SOLID 원칙의 도출에는 다양한 영향 요소가 있었을 것으로 추측됩니다. 객체지향 프로그래밍의 개념과 원리, 그리고 그를 기반으로 한 선구자들의 작업이 중요한 역할을 했습니다. 이러한 개념들은 그들의 연구와 실험을 통해 점차적으로 정제되었고, 이론적인 원칙과 실제 적용에 대한 이해가 발전했습니다.

또한, 실제 소프트웨어 개발 과정에서 겪는 문제와 어려움들이 SOLID 원칙의 기초가 되었습니다. 많은 개발자들은 기존의 코드를 수정하거나 확장할 때 발생하는 문제를 경험했고, 이를 해결하기 위해 좀 더 유지보수 가능하고 확장성 있는 설계를 찾는 노력을 기울였습니다. 이러한 경험과 실패, 그리고 성공을 통해 SOLID 원칙은 점차적으로 형성되었습니다.

더 나아가, SOLID 원칙은 실제 소프트웨어 개발에서의 좋은 설계 원칙과 원리를 추상화하고 일반화한 것입니다. 이러한 원칙들은 많은 사람들에게 도움이 되었고, 다양한 프로젝트와 코드베이스에 적용되었습니다. 이러한 경험과 적용을 통해 SOLID 원칙의 유효성과 효과가 검증되었고, 이는 SOLID 원칙이 현재까지도 많은 개발자들에게 중요한 설계 지침으로 여겨지는 이유 중 하나입니다.

 

Q.

SOLID 원칙으로 얻는 이득이 1+1+1+1+1 = 5가 아니라 7이나 8일 수도 있다는 이야기야?

A.

맞습니다. SOLID 원칙은 개별적으로도 이점을 제공하지만, 이를 함께 적용하면 시너지 효과를 얻을 수 있습니다. 이 효과는 개발자의 경험과 상황에 따라 다를 수 있으며, 종종 1+1보다 더 큰 이득을 얻을 수 있습니다.

SOLID 원칙의 조합으로 인해 추가적인 이점이 발생할 수 있는 몇 가지 예를 살펴보겠습니다:

1. 상호작용성 및 유연성 증가: SOLID 원칙은 코드의 결합도를 낮추고 의존성을 역전시켜 유연성을 높입니다. 이는 코드의 재사용성과 확장성을 향상시키며, 시스템 전체의 유지보수성을 향상시킬 수 있습니다.

2. 테스트 용이성: SOLID 원칙은 코드를 단일 책임으로 분리하고 의존성을 주입하기 쉽게 만들어 테스트 용이성을 증가시킵니다. 단위 테스트, 모듈 테스트, 인터페이스 기반 테스트 등을 보다 쉽게 수행할 수 있습니다.

3. 확장 가능성: 개방-폐쇄 원칙과 인터페이스 분리 원칙은 시스템의 기능을 확장하기 위해 기존 코드를 수정하지 않고도 새로운 기능을 추가할 수 있는 구조를 제공합니다. 이는 코드베이스의 확장성과 유지보수성을 향상시킵니다.

4. 재사용성: SOLID 원칙은 단일 책임 원칙과 인터페이스 분리 원칙을 통해 코드를 작고 재사용 가능한 모듈로 분리함으로써 재사용성을 증가시킵니다. 이는 중복 코드의 감소와 개발 시간의 절약을 가져올 수 있습니다.

이러한 이점들은 SOLID 원칙을 적용함으로써 발생할 수 있는 종합적인 효과를 나타냅니다. 따라서 SOLID 원칙을 개별적으로 적용하는 것보다 이들을 함께 고려하여 설계에 반영하는 것이 보다 객체지향적이고 유지보수 가능한 소프트웨어를 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다.