스프링 AOP 정리 - 스프링 핵심 원리 - 고급편

1.1 핵심 기능과 부가 기능

 

비지니스 로직은 크게 핵심 기능과 부가 기능으로 구분 가능

핵심 기능은 해당 객체가 제공하는 고유의 기능이고 부가 기능은 핵심 기능을 보조하기 위해 제공하는 기능

부가 기능의 대표적인 예시는 트랜잭션 기능, 로그 추적 기능이 있음.

이들은 공통으로 사용되며 여러 곳에서 동일하게 사용되기 때문 -> 횡단 관심사(cross-cutting concerns)라고 함.

 

옛날에는 주 업무가 진행되는 과정에서 내가 로그를 처리하겠다면,

직접 코드를 열어서 위 아래에 코드 입력하고, 주석 처리하고 실제 코드를 손대야 함.

-> 그래서 소스코드가 존재해야 수정 가능

 

코드에 대해 알 수 있는 사람만 cross cutting이 가능하다.

 

관점에 해당하는 코드를 꽂아 놓지 않고 주 업무만 만들고,

프록시를 통해 cross-cutting concern을 따로 둬서 처리 하자는 것이 AOP의 개념이다. 

 

기존에 OOP에서 바라보던 관점을 다르게 하여 부가기능적인 측면에서 보았을때 공통된 요소를 추출하자는 것이다.
이때 가로(횡단) 영역의 공통된 부분을 잘라냈다고 하여, AOP를 크로스 컷팅(Cross-Cutting) 이라고 불리기도 한다.

 

공통된 기능을 재사용하는 기법이다.
OOP에선 공통된 기능을 재사용하는 방법으로 상속이나 위임을 사용합니다. 하지만 전체 어플리케이션에서 여기저기에서 사용되는 부가기능들을 상속이나 위임으로 처리하기에는 깔끔하게 모듈화가 어렵다.

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AOP를 적용하지 않은 상태로 부가 기능 적용할 때 문제점

• 앞서 말했던 것처럼 부가 기능은 여러 곳에서 동일하게 사용되기 때문에 클래스가 N 개라면 N개의 클래스에 대해 동일한 코드를 작성해야 하는 문제점이 발생합니다.

 

• 또한, 부가 기능을 고도화하거나 변경해야할 경우 N개의 클래스에 대해 모두 고쳐야 하기 때문에 상당히 귀찮고 실수가 발생할 확률이 높습니다.

Aspect

위 문제점을 해결하기 위해 Aspect가 등장했는데 애스펙트는 부가 기능과 해당 부가 기능을 어디에 적용할지 선택하는 기능을 합해서 만든 하나의 모듈입니다.

@Aspect 어노테이션이 바로 애스펙트이며 스프링이 제공하는 Advisor도 Advice(부가 기능)과 Pointcut(적용 대상)을 가지고 있어 개념상 하나의 Aspect입니다.

 

Aspect는 애플리케이션을 바라보는 관점이며 애스펙트는 기능에서 횡단 관심사 관점(클래스, 메서드를 넘어서 공통적인 부분을 분리한다)으로 보는 것입니다.

따라서, Aspect를 사용한 프로그래밍 방식을 관점 지향 프로그래밍 AOP라고 합니다.

 

2. AOP 적용 방식

AOP를 사용하면 핵심 기능과 부가 기능이 코드상 완전히 분리되어 관리되며 크게 3가지 방식으로 부가 기능이 실제 로직에 추가됩니다.

• 컴파일 시점
• 클래스 로딩 시점
• 런타임 시점 (Proxy)

 

2.1 컴파일 시점(바이트 코드 조작 컴파일 A.java ---(AOP)---> A.class)

.java 소스 코드를 컴파일러를 통해 .class를 만드는 시점에 부가 기능 로직을 추가하는 방법입니다.

이때 AspectJ가 제공하는 컴파일러를 사용하고 컴파일된 .class를 디컴파일하면 Aspect 관련 호출 코드가 들어갑니다.

 

 

AspectJ 컴파일러는 Aspect를 확인해서 해당 클래스가 적용 대상인지 먼저 확인하고(Pointcut), 적용 대상인 경우 부가 기능 로직을 적용합니다.(Advice)

이렇게 핵심 로직에 부가 기능 로직이 추가되는 것을 위빙(Weaving)이라고 합니다.

 

* AspectJ가 제공하는 컴파일러를 사용해야하고 다소 복잡한 것이 단점

 

2.2 클래스 로딩 시점(바이트코드 조작 A.java -> A.class)

자바를 실행하면 자바 언어는 .class 파일을 JVM(Java Virtual Machine) 내부의 클래스 로더에 보관합니다.

이 과정에서 .class 파일을 조작해서 보관할 수 있는데 이 시점에 Aspect를 적용하는 것을 로드 타임 위빙이라고 합니다.

 

A.class(기계어)를 클래스 로더가 읽어온다. 클래스를 로딩하는 시점에 메모리에서 공통 코드를 넣어준다.

 

* 자바를 실행할 때 java -javaagent라는 옵션을 통해 클래스 로더 조작기를 지정해야 하는데 이 부분이 번거로운 것이 단점

 

2.3 런타임 시점 ( 프록시 패턴)

런타임 시점은 컴파일이 끝나고, 클래스 로더에 클래스도 다 올라간 뒤 즉, 이미 자바가 실행하고 난 다음을 말합니다.

간단히 말하자면 자바의 main 메서드가 이미 실행한 뒤 시점입니다.

따라서, 런타임 시점에 부가 기능을 추가할 때는 자바 언어가 제공하는 범위 안에서 적용해야하며 스프링 컨테이너의 DI, 빈 후처리기과 같은 개념이 필요

위 내용을 종합하면 프록시를 통해 스프링 빈에 부가 기능을 적용할 수 있습니다.

 

프록시를 사용하기 때문에 컴파일 시점과 클래스 로딩 시점에 비해 일부 제약이 있지만 특별한 컴파일러나 복잡한 옵션을 설정하지 않아도 되는 것이 장점입니다.

프록시 패턴이란?

프록시는 대리인이라는 뜻으로, 무엇인가를 대신 처리하는 의미입니다. 

 

어떤 객체를 사용하고자 할때, 객체를 직접적으로 참조 하는것이 아니라, 해당 객체를 대행(대리, proxy)하는 객체를 통해 대상객체에 접근하는 방식을 사용하면 객체가 메모리에 존재하지 않아도 기본적인 정보를 참조하거나 설정할 수 있고 또한 실제 객체의 기능이 반드시 필요한 시점까지 객체의 생성을 미룰 수 있습니다.

 

클라이언트가 어떤 일에 대한 요청(RealSubject의 request()메서드 호출)을 하면, Proxy가 대신 RealSubject의 request()메서드 호출을 하고 그 반환 값을 클라이언트에게 전달합니다.

 

Main 에서 Service의 runSomething()메서드를 직접 호출 하지 않고 Proxy에게 대신 시킵니다.

그럼 Proxy는 Service의 인스턴스를 가지고 있으면서 직접 Service의 runSomething()메서드를 호출하고 그 반환 값을 요청자 Main에게 넘겨줍니다. 코드로 구현하면 아래와 같습니다.

 

 

public interface IService {
	String runSomething();
}

public class Service implements IService {
	@Override
	public String runSomething() {
		return "서비스 짱!!!";
	}
}

public class Proxy implements IService {
	IService service1;

	@Override
	public String runSomething() {
		System.out.println("호출에 대한 흐름 제어가 주목적, 반환 결과를 그대로 전달");
		service1 = new Service();
		return service1.runSomething();
	}
}

public class Main {  	
public static void main(String[] args) { 		
	//직접 호출하지 않고 프록시를 호출한다. 		
	IService proxy = new Proxy(); 		
	System.out.println(proxy.runSomething()); 	
	}
}
}

 

인터페이스를 중간에 두어 구체클래스들에게 영향을 받지 않게 설계했습니다.

 

용량이 큰 이미지와 글이 같이 있는 문서를 모니터 화면에 띄운다고 가정하였을때 이미지 파일은 용량이 크고 텍스트는 용량이 작아서 텍스트는 빠르게 나타나지만 그림은 조금 느리게 로딩

 

만약 이렇게 처리가 안되고 이미지와 텍스트가 모두 로딩이 된 후에야 화면이 나온다면 사용자는 페이지가 로딩될때까지 의미없이 기다려야 합니다. 그러므로 먼저 로딩이 되는 텍스트라도 먼저 나오는게 좋습니다.

 

3. AOP 적용 위치

AOP는 아래와 같이 다양한 위치에 적용이 가능합니다.

• 적용 가능 지점(Join point): 생성자, 필드 값 접근, static 메서드 접근, 메서드 실행
• AspectJ를 사용해서 컴파일 시점과 클래스 로딩 시점에 적용하는 AOP는 바이트코드를 실제 조작하기 때문에 모든 지점에서 적용 가능
• 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점에만 AOP 적용 가능
  • 프록시 메서드는 오버라이딩 개념으로 동작하기 때문에 생성자나 static 메서드, 필드 값 접근에는 불가
  • 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 스프링 컨테이너가 관리할 수 있는 스프링 빈에만 AOP 적용 가능

 

4. AOP 용어 정리

• 조인 포인트(Join point)
  
  • 메서드 실행, 생성자 호출, 필드 값 접근, static 메서드 접근과 같이 프로그래밍 실행 중 지점
• 포인트 컷(Pointcut)
  • Join point 중에서 Advice(부가 기능)가 적용될 위치를 선별하는 기능
  • 프록시를 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점만 포인트 컷으로 선별 가능
• 타겟(Target)
  • Advice(부가 기능)을 받는 객체이며 Pointcut을 통해 결정됨
• 어드바이스(Advice)
  • 부가 기능
  • 특정 Join point에서 Aspect에 의해 취해지는 조치
• 애스펙트(Aspect)
  • Advice와 Pointcut을 합쳐서 모듈화 한 것
  • 여러 Advice와 Pointcut이 함께 존재
• 어드바이저(Advisor)
  • 하나의 Advice와 하나의 Pointcut으로 구성 (1:1 관계)
  • 스프링 AOP에서만 사용되는 용어
• 위빙(Weaving)
  • Pointcut으로 결정한 target의 Join point에 Advice를 적용하는 것
  • 위빙을 사용하면 핵심 기능 코드에 영향을 주지 않고 부가 기능 추가 가능
• AOP 프록시
  • AOP 기능을 구현하기 위해 만든 프록시 객체이며 대표적인 예가 JDK 동적 프록시와 CGLIB 프록시