개발 공부/Java

[JSP/스프링] - 스프링 프레임워크

징_ 2024. 1. 15. 16:29

* 스프링 프레임워크와 스프링 부트

- 스프링 프레임워크란?

스프링 프레임워크(Spring Framework) 

  • 자바 기반의 오픈소스 프레임워크로 Java EE에서 요구하는 수준의 복잡한 기능을 Java EE를 사용하지 않고 구현하기 위해 시작됨
  • 스프링 프레임워크는 높은 수준의 스프링 기반 애플리케이션을 손쉽게 만들어주는 스프링(spring.io) 프로젝트 중 하나로, 20개 이상의 서로 다른 모듈로 구성됨
  • 프로젝트 규모와 필요 기능에 따라 스프링 프레임워크를 기본으로 여러 모듈을 조합 한 형태로 사용하게 됨

 

 

스프링 프레임워크의 주요 특징

  • 경량 컨테이너
    • 객체 생성, 소멸과 같은 생명 주기를 관리하며 스프링 컨테이너로부터 필요한 객체를 얻어올 수 있음
  • 제어의 역행 지원
    • 메서드나 객체의 호출 제어권이 사용자가 아니라 프레임워크에 있어서 필요에 따라 스프링에서 사용자의 코드를 호출함
  • 의존성 주입 지원
    • 각각의 계층이나 서비스 간에 의존성이 존재할 경우 프레임워크가 서로 연결해줌
  • 관점 지향 프로그래밍 지원
    • 트랜잭션이나 로깅, 보안과 같이 여러 모듈에서 공통적으로 사용하는 기능의 경우 해당 기능을 분리하여 관리할 수 있음

 

 

스프링의 주요 프로젝트

  • 스프링은 여러 서브 프로젝트로 구성되어 있음
    • 각각의 프로젝트는 또 여러 모듈 로 구성되어 있음
  • 실제 개발에서는 세부 프로젝트의 모듈을 조합해 개발하게 됨
  • 대표적인 스프링 프로젝트
    • 스프링 부트 : 보다 간편하게 스프링 프로젝트를 시작할 수 있도록 해주며, 특히 마이크 로서비스 개발 및 웹 애플리케이션 개발에 적합함
    • 스프링 데이터 : 데이터베이스 연동을 위한 보다 편리한 개발을 지원함
    • 스프링 배치 : 대량의 데이터를 일괄 처리하기 위한 솔루션으로 대형 시스템에서 주로 사용함
    • 스프링 시큐리티 : 보안과 관련된 여러 기능을 통합 제공함
    • 스프링 HATEOAS : REST API에 대해 하이퍼 미디어 기반으로 서비스 정보를 제공하는 기능으로, API 구조 파악이나 테스트에 유용함

 

 

 

스프링 5.x 개선 사항 및 주요 버전

  • 자바 11, 12 지원
  • 리액티브 프로그래밍 지원
  • 함수형 웹 프레임워크
  • 코틀린 언어 지원
  • 서블릿 3.1, JMS 2.0, JPA2.1, JAX-RS 2.0 등 API 버전 지원 개선
  • 하이버네이트5, Jackson 2.6, Junit5 등 지원
  • 아파치 톰캣, 제티, 네티, 언더토우 등 서버 지원

 

 

 

 

 

 

- 스프링 부트란?

스프링 부트

  • 스프링 프레임워크 기반의 프로젝트를 빠르고 간편하게 시작할 수 있게 해줌
    • 스프링에 대한 전문적인 지식이 없어도 특정 목적의 개발환경과 프로젝 트 구조를 자동으로 생성하고 바로 사용할 수 있도록 도와줌
    • 톰캣, 제티와 같은 WAS도 내장하고 있으며, 별도의 웹 서버 설치나 실행 없이 스프링 부트 애플리케이션을 실행하는 것으로 웹 애플리케이션의 구동이 가능 ( 최근 유행하고 있는 MSA 기반의 서비스 개발에 유용)
  • 리액티브 스택(Reactive Stack - 비동기)과 서블릿 스택(Servlet Stack - 동기)을 구분함

 

리액티브 스택(Reactive Stack)

  • 새로운 비동기 논블로킹 I/O 구조를 사용하며 멀티코어 시스템의 장점을 살리고 대 규모 사용자 접속을 처리하는 데 유용한 구조로 설계되어 있음
  • 또한 네티, 언더토우 및 서블릿 3.1 이상의 컨테이너를 사용하며 Spring WebFlux라 고 하는 새로운 프레임워크를 사용해 개발됨
  • 아파치 톰캣 8.5 이상도 사용할 수 있음
  • 기본적으로 NoSQL 데이터베이스와의 연동을 지원

 

 

서블릿 스택(Servlet Stack)

  • 기존과 같이 서블릿 API에 기반한 동기 방식의 블로킹 I/O 구조를 사용하며 하나의 요청은 하나의 스레드로 처리됨
  • 아파치 톰캣과 같은 서블릿 컨테이너를 사용하며, 전통적인 Spring MVC 기반의 서 버 프로그램 개발과 JPA, JDBC, NoSQL 데이터베이스 지원을 포함함
  • 기존 스프링 부트와 동일한 방식의 개발 모델과 API 구조로 이해하면 됨

 

 

리액티브 프로그래밍

  • 변화에 반응하는 프로그램 모델로, 기본적으로 비동기 I/O 기반으로 데이터 흐름과 변화 전파에 중점을 둔 프로그래밍 패러다임
  • 리액티브 프로그래밍은 데이터의 흐름을 먼저 정의하고 데이터가 변경되었을 때 연관된 함수나 수식이 업데이트되는 방식 ( React, RxJava와 같이 최근 유행하는 각종 프레임워크와 라이브러리의 기본 철학 )
  • 최근 리액티브 프로그래밍이 주목 받는 이유
    • 리액티브 프로그래밍 기법을 통해 개발의 효율을 높여줌
    • 적은 스레드 개수로 더 많은 부하를 처리할 수 있음

 

 

 

 

 

 

 

* IoC, DI, AOP

- IoC란?

IoC(Inversion of Control)

  • 제어의 역행
  • 기존의 프로그램: main( )처럼 프로그램이 시작되는 곳에서 필요한 객체를 생성하고, 생성된 객체의 메서드를 호출
  • IoC : 작업을 수행하는 쪽에서 객체를 생성하는 일반적인 개념을 뒤집은 것으로, 프로그램 제어를 자신이 아닌 다른 곳에 위임함
  • 컨테이너에 객체 생성과 공급을 위임하는 형태

 

 

 

IoC 의 특징

  • 객체가 자신이 사용할 객체를 생성하거나 선택하지 않음
  • 객체는 자신이 어떻게 생성되고 어떻게 사용되는지 알 수 없음
  • 모든 객체는 제어 권한을 위임받은 특별한 객체(컨테이너)에 의해 만들어지고 사용됨
  • 스프링의 경우
    • 스프링 컨테이너에서 객체를 생성하고 공급하는 역할을 담당
    • 스프링 빈(Spring Bean): 스프링 컨테이너에 의해 관리되는 스프링 객체
      • XML 기반의 설정 파일을 통해 객체와 관계를 정의하지만 지금은 주로 애너테이션을 통해 관련 설정을 함

 

 

- DI란?

DI(Dependency Injection)

  • IoC를 시스템적으로 구현하는 방법으로 DI(Dependency Injection)와 DL(Dependency Lookup)이 있음
  • DI : 우리말로 ‘의존성 주입’이라 불림. 클래스 간의 의존관계를 Bean 설정에 기반해 컨테이너가 자동으로 연결해주는 방식
  • DL : 저장소에 저장되어 있는 Bean에 접근하기 위해 개발자가 컨테이너에서 제공하는 API를 이용해 Bean을 찾는 방식
  • DL은 컨테이너에 대한 의존성이 커지고 불필요한 코드 사용이 증가하므로 DI 방식 이 선호됨
    • 스프링 프레임워크에서는 기본적으로 DI 방식을 사용함

 

 

- AOP란?

AOP(Aspect-Oriented Programming)

  • ‘관점 지향 프로그래밍’이라고도 하며 스프링 프레임워크의 핵심 요소 중 하나
  • 횡단(공통) 관심사(Cross-cutting concern)의 분리를 허용함으 로써 모듈성을 증가시키는 것이 목적
  • 따라서 코드 자체를 수정하지 않는 대신 기존 코드에 추가 동작인 어드바이스 (Advise)를 정의하여 추가된 기능이 실행
  • 어느 코드가 포인트컷(Pointcut)([예] 특정 이름으로 시작하는 메서드)을 통해 수정되는지를 별도로 지정하는 구조를 가

 

 

실제 프로그램을 개발할 때 AOP가 적용되는 부분

  • 예) 뉴스와 게시판 기능을 제공하는 서비스
    • 뉴스와 게시판은 독립된 기능(모듈)
    • 두 모듈은 모두 사용자 인증을 통해 로그인 여부를 체크해야 함
    • 어떤 뉴스 기사가 클릭되었는지 어떤 게시글이 클릭되었는지 로그를 기록해야 함
    • 모듈은 달라도 두 모듈은 사용자 인증과 로그를 처리하기 위한 코드가 구현 되어야 함
    • 이러한 구현의 추가는 코드에서 핵심 기능과 뒤섞이고 단순한 중복 코드를 생산
    • AOP는 핵심 기능과 횡단 관심사를 분리하고 코드를 일일이 구현하는 대신 어드바이스로 정의하고 코드의 특정 위치에 실행하기 위한 포인트컷을 정의함

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* WebMV와 RestController 모듈

- WebMVC란?

스프링 WebMVC

  • MVC 기반 웹 애플리케이션 개발과 구조적으로 거의 동일
  • 컨트롤러 부분을 제외하면 모델과 뷰는 기존의 코드를 그대로 사용할 수 있을 만큼 유연한 구조를 가짐

 

컨트롤러

  • 컨트롤러를 직접 구현할 필요 없이 특정 요청에 대한 처리 메서드만 작성하면 됨
  • 불필요한 중복 구현을 하지 않아도 됨
  • 개발자가 보다 나은 컨트롤러 구조를 만들기 위해 고민할 필요가 없음

 

모델

  • 모델 부분은 기존 코드를 그대로 사용할 수 있음
  • 스프링의 JDBCTemplate을 사용해 코드를 간결하게 개선할 수도 있음
  • Spring Data JPA를 적용하면 데이터베이스와 관련된 코드의 많은 부분을 스프링에 넘길 수 있어 보다 간편하게 데이터베이스 관련 작업도 처리할 수 있음

 

뷰

  • JSP를 그대로 사용할 수 있음
  • EL과 JSTL 기반이라면 구조적으로도 나쁘지 않기 때문에 많은 경우 JSP를 뷰로 사용 하고 있음
  • 다만 웹 페이지 자체의 독립적 개발이나 테스트 등이 어려워지는 문제가 존재함
  • 최근에는 클라이언트 렌더링 중심의 프런트엔드 기반 개발도 확대되며, REST 기반 개발이 보편화되면서 JSP의 사용이 예전만큼 필수적인 요소는 아님

 

뷰 - 스프링 프레임워크의 경우

  • 자바 기반 프레임워크이지만 JSP에 대한 종속은 없음
  • 타임리프(Thymeleaf), JSP, 프리마커(FreeMarker) 등 다양한 템플릿 엔진과의 연동을 지원
    • JSP 사용은 별도의 설정이 필요하지만 타임리프의 경우 ‘pom.xml’에 추가만 하면 바로 사용할 수 있음

 

 

 

컨트롤러 구현하기

  • 클래스 생성 후 선언부 위에 다음과 같이 애너테이션을 추가
  • @Controller: MVC 컨트롤러로 동작할 클래스를 의미
  • @RequestMapping( ): 서블릿의 @WebServlet의 request mapping 속성과 같음

  • 이후 요청 메서드와 URL에 따라 동작할 메서드를 구현하면 됨
    • 예) GET/web/hello 요청에 동작하는 메서드

  • 기본적으로 JAX-RS와 유사한 구조로 볼 수 있으며, 서블릿과 달리 하나의 컨트롤러 클래스에서 여러 메서드와 요청을 다양하게 처리할 수 있다는 차이가 있음

 

 

 

모델 구현하기

  • 모델 영역은 기존 코드를 완전히 재사용할 수 있음
  • 컨트롤러의 요청 처리 메서드에서 DAO 객체를 불러와 필요한 메서드를 호출
  • DAO 자체도 기존의 JDBC 코드 구조를 사용할 수 있음
  • 스프링의 JDBCTemplate 또는 JPA를 사용하여 개선할 수도 있음
  • DO(Entity) 클래스의 경우 거의 재사용이 가능
  • JPA를 도입할 경우 몇몇 애너테이션을 추가로 사용해야 함
  • 예) 컨트롤러에서 dao를 사용하기

  • DAO 자체는 기존 코드를 그대로 사용해도 되지만 스프링 JDBCTemplate을 사용하 는 경우 다음과 같이 코드가 간략화 가능

 

 

 

 

뷰 구현하기

  • JSP를 사용한다면 기존과 동일하게 EL, JSTL로 구성된 페이지를 만들면 됨
  • 타임리프를 사용한 경우

 

 

 

 

 

 

 

- RestController 란?

RestController

  • 스프링에서 REST API 구현을 위해 사용하는 모듈
  • 스프링에서는 JAX-RS를 사용할 수도 있고, 스프링의 RestController를 사용할 수도 있는데 RestController가 좀 더 편하고 간결
  • 기본적인 REST API 개발 구조나 원리는 동일하며 사용하는 애너테이션 등에서만 차이가 있음
  • RestController는 메서드에 따른 요청을 구분하고, 요청 또는 경로 파라미터에 따라 파라미터를 제공받을 수 있음
  • 또한 JSON 규격으로 전달되는 데이터를 자바 객체로 매핑할 수도 있으며 리턴 타입 으로 사용하면 자동으로 JSON으로 변환되는 점도 JAX-RS와 동일함
  • 예시
    • hello( ) 메서드: /api/hello?msg=Welcome 형식으로 요청이 이루어짐
    • hello2( ) 메서드: /api/hello/Welcome 형식의 요청에 동작함

 

 

 

 

 

 

 

 

* 스프링 빈 선언과 오토와이어링

- 스프링 빈

스프링 빈(Spring Bean)

  • 스프링 컨테이너에 의해 관리되는 자바 객체로 빈 등록은 설정 xml, 애너테이션, 설정 클래스를 이용해 등록할 수 있음
  • 이렇게 등록한 스프링 빈은 오토와이어링을 통해 공급됨
  • 스프링 부트의 경우 애너테이션을 통한 빈 등록을 기본으로 함
    • 필요한 Bean을 등록하고, 필요한 위치에서 @Autowired를 통해 주입받아 사용함
    • @Component, @Service, @Controller, @Repository, @Bean 등

 

 

@Component 관계

  • @Service, @Controller, @Repository는 모두 @Component를 상속받음
  • 해당 애너테이션으로 등록된 클래스는 스프링 컨테이너에 의해 자동으로 생성되어 스프링 Bean으로 등록됨

  • @Bean: 개발자가 컨트롤할 수 없는 외부 라이브러리를 Bean으로 등록할 때 사용함(설정 클래스에서 사용)
  • @Component: 개발자가 직접 만든 클래스를 Bean으로 등록할 때 사용함(선언된 Class 를 Bean으로 등록)
  • @Controller, @Service, @Repository: @Component와 기본적으로 동일하며 역할에 따라 다른 이름을 사용한 것임

 

 

 

 

빈 등록

  • 가장 기본 애너테이션인 @Component를 사용하는 경우
  • 예) 게임에서 사용될 무기 클래스를 대표할 수 있는 타입으로 Weapon 인터페이스를 정의

 

 

▪ 예) Weapon 인터페이스를 구현하는 ShotGun 클래스를 스프링 빈으로 등록하기 위해 @Component 애너테이션을 사용

  • 설정 클래스를 사용하는 경우 다음과 같이 별도의 클래스를 만들고 @Configuration 으로 설정 클래스임을 알림
  • 그리고 @Bean 애너테이션을 Weapon 객체를 등록하는 메서드에 붙여줌
  • 이때 해당 메서드의 리턴이 빈으로 등록됨

 

 

 

 

- 오토와이어링

필드 주입(Field Injection)

  • 클래스의 필드에 @Auto wired를 사용하는 방식
  • 순환 의존성 문제가 발생할 수 있으며, final로 지정할 수 없어 불변 객체를 만들 수 없다는 문제점이 있음
  • 이 외에도 무분별한 사용으로 인해 의존관계가 잘 보이지 않고 복잡해질 수 있어 사용 에 주의해야 함

 

 

 

 

생성자 주입(Constructor Injection)

  • 객체가 생성될 때 호출되는 생성자에 참조할 클래스를 인자로 받아 필드에 매핑하는 방식 
  • 생성자가 하나인 경우
    • @Autowired를 사용하지 않아도 됨
    • 다만 생성자에 참조할 객체가 늘어나게 되면 코드 개선(리팩토링)을 고려할 수 있음
  • 생성자로 집중되기 때문에 필드 주입 방식보다 관리가 편하고 코드 분석과 테스트에 도 유리하며 참조 객체를 final로 받아 사용할 수 있어 보다 안전함

 

 

 

Setter 주입(Setter Injection)

  • setter 메서드를 통해 빈을 주입하는 방식
  • 가급적 메서드 이름은 set 타입 이름 규칙을 따르는 것이 좋음
  • 보통 생성자에 과도하게 의존성 주입이 되는 것을 보완하기 위해 사용하거나 의존성이 선택적인 경우에 권장됨
  • 필드 주입과 마찬가지로 final을 사용할 수 없음