[Springboot] 스프링 부트란?

 🍃 스프링 프레임워크

스프링 프레임워크(Spring Framework)는 자바(Java) 기반의 애플리케이션 프레임워크이다.

스프링은 목적에 따라 다양한 프로젝트를 제공하는데, 그중 하나가 스프링 부트(Spring Boot)이다.

 

스프링 프레임워크는 자바에서 가장 많이 사용하는 프레임워크로, 엔터프라이즈급 개발을 편리하게 만들어주는 '오픈소스 경량급 애플리케이션 프레임워크'로 불린다.

엔터프라이즈급 개발이란?
네이버나 카카오 같은 대규모 데이터를 처리하는 환경을 엔터프라이즈 환경이라고 부른다.

 

스프링의 핵심가치는 개발자가 비즈니스 로직 구현에만 집중할 수 있게끔 하는 것

 

제어 역전(IoC)

일반적인 자바 개발의 경우 객체를 생성하고 사용하는 일련의 작업을 개발자가 직접 제어하는 구조를 갖는다.

@RestController
public class NoDIController {
    
    private MyService service = new MyService();
    
    @GetMapping("/no-di/hello")
    public String getHello() {
        return service.getHello();
    }
}

 

제어 역전(IoC; Inversion of Control)을 특징으로 하는 스프링은 기존 자바 개발 방식과 다르게 동작한다.

사용할 객체를 직접 생성하지 않고 객체의 생명주기 관리를 외부에 위임하게 되고 이로인해

의존성 주입(DI; Dependency Injection), 관점 지향 프로그램(AOP; Aspect-Oriented Programming) 이 가능해진다.

'외부' 란 스프링 컨테이너(Spring Container) 또는 IoC 컨테이너(IoC Container)를 의미한다.

 

의존성 주입(DI)

의존성 주입 이란 외부 컨테이너가 생성한 객체를 주입받아 사용하는 방식을 의미한다.

스프링에서 의존성을 주입받는 방법은 세 가지가 있고, @Autowired 라는 어노테이션을 통해 의존성을 주입할 수 있다.

 

생성자를 통한 의존성 주입

@RestController
public class DIController {

    MyService myService;

    @Autowired
    public DIController(MyService myService) {
        this.myService = myService;
    }
    
    @GetMapping("/di/hello")
    public String getHello() {
        return myService.getHello();
    }
}

 

필드 객체 선언을 통한 의존성 주입

@RestController
public class FieldInjectionController {

    @Autowired
    private MyService myService;
    
}

 

setter 메서드를 통한 의존성 주입

@RestController
public class SetterInjectionController {

    MyService myService;
    
    @Autowired
    public void setMyService(MyService myService) {
        this.myService = myService;
    }

}

 

다른 방식과는 다르게 생성자를 통해 의존성을 주입받는 방식은 레퍼런스 객체 없이는 객체를 초기화할 수 없게 설계할 수 있기 때문에 제일 권장하는 의존성 주입 방식이다.

 

관점 지향 프로그래밍(AOP)

관점 지향 프로그래밍은 객체 지향 프로그래밍(OOP)를 더욱 잘 사용하도록 돕는 개념으로 본다.

 

AOP는 관점을 기준으로 묶어 개발하는 방식이다. 관점(aspect)란 어떤 기능을 구현할 때 '핵심 기능'과 '부가 기능'으로 구분해 각각을 하나의 관점으로 보는 것을 의미한다.

 

핵심 기능은 비즈니스 로직이 처리하려는 목적 기능을 말한다.

다시말해 클라이언트로부터 요청을 받아 데이터베이스에 저장하고, 요청한 데이터를 보여주는 메인 기능을 의미한다.

 

부가 기능은 비즈니스 로직 사이에 로깅 처리를 하거나 트랜잭션을 처리하는 기능 등을 뜻한다.

 

기존 OOP 방식에서는 객체마다 핵심기능, 부가기능 코드를 작성한다.

이러한 방식에서는 부가기능이 서로 다른 핵심기능들에서 동일한 기능을 수행할 확률이 높다.

 

AOP 방식에서는 핵심 기능, 부가 기능을 각각의 관점으로 보기 때문에 분리되어있다.

동일한 기능을 하는 부가 기능을 따로 관리해 핵심 기능이 수행되기 전 또는 후에 수행되기만 하면 된다.

 

AOP를 구현하는 방식에는 크게 세 가지가 있다.

• 컴파일 과정에 삽입하는 방식
• 바이트코드를 메모리에 로드하는 과정에 삽입하는 방식
• 프락시 패턴을 이용한 방식 (스프링이 채택한 방식)

 

스프링 프레임워크의 다양한 모듈

스프링 프레임워크는 기능별로 구분된 약 20여 개의 모듈로 구성되어 있다.

모든 모듈을 사용할 필요는 없고 애플리케이션 개발에 필요한 모듈만 선택해서 사용하게끔 설계되어있는데

이를 경량 컨테이너 설계라고 부른다.

 

🍃 스프링 프레임워크 vs. 스프링 부트

스프링 프레임워크는 기존 개발 방식의 문제와 한계를 극복하기 위해 다양한 기능을 제공하고 필요한 모듈들을 추가해 사용하게 했지만 그만큼 설정이 복잡한 편이다.

 

이러한 문제를 해결하기 위해 별도의 복잡한 설정을 하지 않아도 사용할 수 있는 스프링 부트가 등장했다.

 

의존성 관리

스프링 프레임워크에서는 각 모듈의 의존성을 직접 설정해야하고, 호환되는 버전을 명시해야하고, 연관된 다른 라이브러리의 버전까지도 고려하며 사용해야 했었다.

 

스프링 부트에서는 위와 같은 불편함을 해소하기 위해 'spring-boot-starter'라는 의존성을 제공한다.

각 라이브러리의 기능과 관련해서 자주 사용되고 서로 호환되는 버전의 모듈 조합 세트를 제공한다.

 

많이 사용되는 spring-boot-starter 라이브러리에는 다음과 같은 것들이 있다.

• spring-boot-starter-web: 스프링 MVC를 사용하는 RESTful 애플리케이션을 만들기 위한 의존성.
  기본으로 내장 톰캣(Tomcat)이 포함돼 있어 jar 형식으로 실행 가능
• spring-boot-starter-test: JUnit Jupiter, Mockito 등의 테스트용 라이브러리 포함
• spring-boot-starter-jdbc: HikariCP 커넥션 풀을 활용한 JDBC 기능 제공
• spring-boot-starter-security: 스프링 시큐리티(인증, 권한, 인가 등) 기능 제공
• spring-boot-starter-data-jpa: 하이버네이트를 활용한 JPA 기능 제공
• spring-boot-starter-cache: 스프링 프레임워크의 캐시 기능 제공

 

자동 설정(Auto Configuration)

자동 설정은 애플리케이션에 추가된 라이브러리를 실행하는 데 필요한 환경 설정을 알아서 찾아준다.

 

스프링 부트 프로젝트를 생성하면 메인 애플리케이션 코드를 자동으로 만들어주는데

이때 @SpringBootApplication 이라는 어노테이션을 붙여준다.

 

@SpringBootApplication 어노테이션은 @SpringBootConfiguration, @EnableAutoConfiguration, @ComponentScan 세 개의 어노테이션을 합쳐놓은 구성이다.

 

스프링 부트 애플리케이션이 실행되면 @ComponentScan 이 @Component 시리즈 어노테이션이 붙은 클래스를 발견해 빈(bean)을 등록한다. @EnableAutoConfiguration 어노테이션을 통해 'spring-boot-autoconfigure' 패키지 안에 spring.factories 파일을 추가해 다양한 자동 설정이 적용된다.

 

spring.factories 파일을 열면 다양한 Auto Configure 항목들이 존재하는데 각 파일에 설정된 @Conditional의 조건을 충족할 경우 빈에 등록되고 애플리케이션에 자동 반영된다.

 

Component 시리즈에는
· @Controller
· @RestController
· @Service
· @Repository
· @Configuration
이 포함되어 있다.

 

내장 WAS

스프링 부트의 각 웹 어플리케이션에는 내장 WAS(Web Application Server)가 존재한다.

웹 애플리케이션을 개발할 때 가장 기본이 되는 의존성인 'spring-boot-starter-web' 안에 톰캣을 내장한다.

 

스프링 부트의 자동 설정 기능은 톰캣에도 적용되므로 특별한 설정 없이 톰캣 실행 가능

 

모니터링

서비스 운영 단계에서는 해당 시스템이 사용하는 스레드, 메모리, 세션 등의 주요 요소들을 모니터링 해야하는데 스프링 부트 액추에이터(Spring Boot Actuator)라는 자체 모니터링 도구가 있다.