프레임워크 / 라이브러리
프레임워크는 소프트웨어의 구체적인 부분에 해당하는 설계와 구현을 재사용이 가능하게끔 뼈대를 제공하는 것이다. 애플리케이션의 전체적인 흐름을 쥐고 필요한 개발자의 코드를 가져온다.
라이브러리는 자주 사용되는 로직을 재사용하기 편리하도록 잘 정리한 일련의 코드들의 집합이다. 개발자가 필요하다고 생각하는 기능을 구현하기 위해 라이브러리를 가져온다.
제어의 주체가 누구냐에 따라 구분 했을 때 개발자가 코드를 제어할 수 있다면 ‘라이브러리’, 개발자의 코드를 제어한다면 ‘프레임워크’이다.
스프링 프레임워크 란?
자바 엔터프라이즈 개발을 편하게 해주는 경량화된 오픈 소스 애플리케이션 프레임워크이다. 자바 객체를 직접 관리하여 Spring 컨테이너로부터 필요한 객체를 가져와 사용한다.
경량화 되어 있다는 말은 스프링 자체가 가볍거나 작은 규모라는 의미가 아니라 불필요하게 무겁지 않다는 의미로 스프링 전에 사용하던 EJB의 과도한 개발환경과 코드를 대비시키기 위한 의미이다. 스프링의 장점은 가볍고 단순한 환경 (톰캣, 제티 등)에서도 엔터프라이즈 개발의 고급 기술을 대부분 사용할 수 있다는 점이다.
엔터프라이즈 개발을 편하게 한다 는 말은 EJB가 처음 등장했을 때도 나왔던 말이지만 EJB와 다르게 스프링은 개발자들이 프레임워크가 제공하는 기술이 아닌 자신이 작성하는 애플리케이션의 로직에 더 많은 관심과 시간을 쏟게 해준다. 초기 스프링의 기본 설정과 적용 기술만 잘 선택한다면 개발자가 신경 쓸 일이 거의 없다. 따라서 엔터프라이즈 개발에서 필연적으로 요구되는 기술적인 요구를 충족하면서도 개발을 복잡하게 만들지 않는다.
일반적인 라이브러리나 프레임워크는 특정 업무 분야나 한 가지 기술에 특화된 목표를 가지고 만들어진다. 그래서 특정 계층에서 주로 동작하는 한 가지 기술분야에 집중되는데 애플리케이션 프레임워크 는 특정 계층이나 기술, 업무 분야에 국한되지 않고 애플리케이션의 전 영역을 포괄하는 범용적인 프레임워크를 말한다. 개발의 전 과정을 빠르고 편리하며 효율적으로 진행하는데 일차적인 목표를 두는 프레임워크다.
**EJB-기업 환경의 시스템을 구현하기 위한 서버 측 컴포넌트 모델, 일반적으로 업무 로직을 가지고 있는 서버 어플리케이션을 지칭한다.
프레임워크 사용 목적?
개발자 간의 능력 차이, 개발자의 구성에 따라 프로젝트 결과에도 큰 차이가 발생할 수 있다. 이러한 상황을 극복하기 위해 미리 기본 흐름이나 구조가 정해진 프레임워크를 사용한다면 결과물에 일정한 품질이 보장되고, 개발시간 단축이라는 장점이 생긴다.
스프링 특징
- 경량 컨테이너
- IoC기반의 프레임워크
- POJO 기반의 프레임워크
- AOP 지원
- MVC 패턴
- WAS에 독립적인 개발 환경
IoC
제어의 역전이란 뜻으로 자바 기반의 개발 초기에는 자바 객체를 생성하고 의존관계를 연결하는 등의 제어권을 개발자가 가지고 있었으나 이 제어권을 컨테이너 쪽으로 넘어가 객체의 생성부터 생명주기의 관리까지 모든 객체의 제어권이 바뀌었다는 것을 의미한다.
객체의 의존성을 역전시키게 되면 객체간의 결합도를 줄이고 유연한 코드를 작성할 수 있어 가독성이 좋아지고, 코드의 중복을 제거하며, 유지 보수를 편하게 할 수 있게 한다.
IoC 컨테이너
기본적으로 객체를 생성하고 객체간의 의존성을 이어주는 역할을 한다.
- BeanFactory : IoC컨테이너의 기능을 정의한 인터페이스로 Bean(IoC컨테이너에 의해 생성되고 관리되는 객체)의 생성, 의존성 주입, 생명주기 관리 등의 기능을 제공한다.
- ApplicationContext : BeanFactory 인터페이스를 상속받는데 BeanFactory가 제공하는 기능 외에 AOP, 메세지 처리, 이벤트 처리등의 기능을 제공한다.
DI
의존성 주입이라는 의미로 객체간의 의존성을 컨테이너가 자동으로 연결해주는 것이다. 개발자가 Bean 설정 파일에 의존관계가 필요한 정보를 추가하면 컨테이너가 자동으로 연결해준다.
Field 주입 / 생성자 주입 / Setter 주입
- Field 주입 : 객체의 인스턴스 필드에 의존성이 주입되는 것으로 변수 선언부에 @Autowired 어노테이션을 붙여 사용한다. 코드가 간결해서 많이 이용하지만 참조관계를 눈으로 확인하기 어렵고, 의존성 주입이 간단하기 때문에 의존성 주입을 막 추가하는 경우 단일책임의 원칙을 위반하게 된다. final을 붙일 수 없기 때문에 객체가 변할 수 있다.
- 생성자 주입 : 객체가 생성되는 시점에 의존성이 주입되는 것으로 생성자의 호출 시점에 1회 호출되는 것이 보장된다. 주입받은 객체가 변하지 않거나 반드시 객체의 주입이 필요한 경우에 강제하기 위해 사용한다.
- Setter 주입 : 객체의 set 메서드가 호출되는 시점에 의존성이 주입되는 것으로 주입받는 객체가 변경될 가능성이 있는 경우에 사용한다.
DI 프레임워크의 대부분이 생성자 주입을 권장하는데 그 이유는
- 변경가능성을 배제하고 불변성을 보장해 준다.
- 테스트 코드의 작성이 용이해진다.
- final 키워드 작성 가능 및 Lombok과 결합을 통해 코드를 간결하게 작성할 수 있다.
- 순환참조 문제를 애플리케이션 구동 시점에 파악하여 방지할 수 있다.
POJO
Plain Old Java Object 의 약자로 평범하고 오래된 자바 객체라는 뜻이다. 이는 다른 클래스나 인터페이스를 상속받아 메서드가 추가된 클래스가 아닌 일반적으로 알고 있는 getter, setter 같이 기본적인 기능만 가진 자바 객체를 말한다.
진정한 POJO란 객체지향적인 원리에 충실하면서, 환경과 기술에 종속되지 않고 필요에 따라 재활용될 수 있는 방식으로 설계된 오브젝트를 말한다.
[위키백과 참고] POJO는 다음과 같은 행동을 해서는 안 된다.
- 미리 정의된 클래스의 확장
public class Foo extends javax.servlet.http.HttpServlet { ... - 미리 정의된 인터페이스의 구현
public class Bar implements javax.ejb.EntityBean { ... - 미리 정의된 애너테이션을 포함
@javax.persistence.Entity public class Baz { ...
AOP
AOP는 관점지향 프로그래밍으로 불린다. 기능별로 클래스를 분리했음에도 불구하고, 로그, 트랙잭션, 자원해제 등 공통적으로 반복되는 중복코드가 발생하게 되는데 이를 해결하기 위해 개발 코드에서는 비즈니스 로직에 집중하고, 실행시 비즈니스 로직의 앞 뒤에 해당 공통 관심사를 수행할 수 있게 하여 중복 코드를 줄이는 방식을 AOP라 한다.
AOP는 프록시 패턴을 사용하는데 프록시 패턴은 어떤 기능을 추가하려 할 때 기존 코드를 변경하지 않고 기능을 추가할 수 있다.
**프록시 패턴 : 대리인이라는 뜻으로 무엇인가 대신 처리한다는 의미이다. 어떤 객체를 사용하고자 할 때 객체를 직접적으로 참조하는 것이 아니라 해당 객체를 대행하는 객체 를 통해 대상객체에 접근하는 방식을 사용하여 해당 객체가 메모리에 존재하지 않아도 기본 정보를 참조하거나 설정할 수 있고 객체가 실제 필요한 시점까지 생성을 미룰 수 있다.
Interceptor / Filter
개발시 공통 업무에 관한 코드들을 따로 빼서 관리하는 방법으로 filter, interceptor, AOP가 있다. 이 세 방법은 요청 흐름에 따라 차이가 발생한다.
순서) Filter → Interceptor → AOP → Interceptor → Filter
- Filter : 웹 어플리케이션에 등록하고(web.xml), 요청이 서블릿 컨테이너에 도착하기 전에 수행된다. 사용자의 요청 정보에 대한 검증하고 필요에 따라 그 정보에 데이터를 추가하거나 변조할 수 있다. 주로 전역적으로 처리하는 인코딩, 보안 등을 수행한다. 예) 오류처리, 인코딩처리, 보안관련 기능처리, 데이터 압축, 변환, 로그, 로그인여부 권한 검사 등
- Interceptor : 스프링 컨텍스트에 등록하고, 서블릿 컨테이너를 통과한 후 컨트롤러에게 요청이 전달되기 전, 후에 대한 처리를 수행한다. 스프링 컨텍스트 내에 존재하기 때문에 모든 bean 객체에 접근할 수 있고, 여러개의 인터셉터를 사용할 수 있어 로그인처리, 권한체크 등을 수행할 수 있다. 또 필터와 다르게 handlerMethod 파라미터를 이용하여 AOP와 같은 기능 수행이 가능하다.
Bean 등록 방법
Bean은 Spring IOC Container가 관리하는 객체들을 의미한다. new 연산자를 사용하지 않고 컨테이너가 객체를 만들어서 사용할 수 있게 해준다.
Bean 등록방법으로
- Component Scan : 클래스에 @Component 어노테이션을 명시하는 방법이다.
- 자바로 직접 등록 : 클래스에 @Configuration을 붙이고 메서드에 @Bean을 붙여 구현한다. 이때 메서드에 리턴 객체가 Bean으로 등록된다.
- xml 설정 파일에 직접 등록 : Bean 태그 또는 componentScan 태그 사용
Spring MVC
Spring은 MVC 패턴을 따르는데 이는 Model, View, Controller로 이루어진 구조이다. Model은 데이터를 담고 있는 객체이고, View는 화면을 담당하여 클라이언트 쪽이 처리를 한다. Controller는 데이터 흐름과 제어를 처리하여 사용자의 요청에 대한 처리를 한다.
뷰의 영역과 비즈니스 로직이 분리되어 있다는 점이 큰 장점이다.
Model1 / Model2
- Model1 : view와 controller가 합쳐진 것으로 비즈니스 영역에서 프레젠테이션 영역을 같이 처리하는 것이다. 개발이 쉽고 간단하지만 유지보수가 어렵다.
- Model2 : Model, View, Controller로 나누어진 것으로 자신이 수행하는 기능에 따라 분리되어 모듈화 되어 있어 각 영역별로 개발을 수행하는 개발자들의 역할도 분리된다. 따라서 동시에 여러 분야를 개발할 수 있다는 장점을 갖고, 개발 시간이 오래 걸린다는 단점을 갖는다.
따라서 규모가 작고 개발 후 주기적인 유지보수가 거의 없는 경우에는 Model1 프로젝트가 적합하고, 반대의 경우에는 Model2가 적합하다고 할 수 있다.
VO / DTO
VO : Value Object 값 그 자체를 표현하는 객체이다. 로직을 포함할 수 있고, 객체의 불변성을 보장한다. 핵심 역할은 equlas(), hashcode()를 오버라이딩 하는 것이다.
DTO : Data Transfer Object 계층 간 데이터 교환을 위해 사용하는 객체이다. 데이터 교환만을 위해 사용하므로 로직을 갖지 않고, getter/setter 메소드만 갖는다.
단순히 데이터를 전달하는 객체라는 것에서는 동일한 개념이나, VO는 객체 안의 값을 통해서도 비교해야하는 중요 로직에서 사용할 데이터를 담기 위해 사용하고, DTO는 단순히 데이터를 전달하는 용도로 사용한다.
DAO
Data Access Object의 약자로 DB 데이터에 접근하는 객체이다.
Controller, RestController
Controller : 주로 View를 반환하기 위해 사용된다. Data를 반환해야 하는 경우에는 @ResposeBody 어노테이션을 사용하여 JSON 데이터로 반환한다.
RestController : Controller에 @ResponseBody가 추가된 것으로 주 용도는 JSON 또는 XML 객체 데이터 형태로 HTTP 응답에 담아 반환하는 것이다.
RESTful API
REST는 URL을 통해 자원을 명시하고 HTTP Method(GET, POST, DELETE, PUT)를 통해 자원에 대한 CRUD 동작을 표시하고 적용하는 것을 의미한다. 웹의 기존 기술과 HTTP 프로토콜을 그대로 활용하기 때문에 웹의 장점을 최대한 활용할 수 있는 아키텍쳐 스타일이다.
특징은 1)클라이언트는 유저와 관련된 처리, 서버는 REST API를 제공함으로써 역할이 구분됨 2)HTTP의 특성을 이용하기 때문에 무상태성을 갖는다. 3)캐시처리가 가능하여 응답이 빠름 4)HTTP 표준에만 따른다면 모든 플랫폼에서 사용 가능
RESTful 은 REST 아키텍처를 구현하는 웹서비스를 나타내는 것으로 Client에서 바로 객체로 치환 가능한 형태의 데이터 통신을 지향하게 되면서 Server와 Client의 역할을 분리하게 되었다.
[RESTful API 제약조건]
- URL은 자원을 표현해야 한다.
- URL은 최대한 명사만 사용, 동사의 역할은 method가 할 수 있도록 한다.
- 언더바 사용X, 필요한 경우 하이픈(-) 사용
- 소문자 사용
- 파일 확장자는 포함하지 않는다.
Maven, gradle
Maven : Java용 프로젝트 관리 도구로 다양한 외부 라이브러리 종속성 관계를 pom.xml 파일에 명시한다.
Gradle : Maven보다 코드가 간결하고, 멀티 프로젝트에 용이하다.
Maven은 설정 내용이 길어지고 가독성이 떨어진다. 의존관계가 복잡한 프로젝트 설정에 부적절하다. 또 특정 설정을 소수의 모듈에서 공유하기 위해서는 부모 프로젝트를 생성하여 상속하게 해야한다.
Gradle은 공통 모듈을 상속해서 사용하는 단점을 커버했고, 설정 주입시 프로젝트의 조건을 체크할 수 있어서 프로젝트별로 주입되는 설정을 다르게 할 수 있다. 또 빌드와 테스트 실행시 속도가 빠르다.
Spring Security
Spring 기반 애플리케이션의 인증과 권한, 인가 등을 담당하는 스프링 하위 프레임워크이다. 어플리케이션의 보안과 관련해서 체계적으로 많은 기능들을 가지고 있어 자체적으로 구현할 필요가 없어 편하다. filter 기반으로 동작하기 때문에 Spring MVC와 분리되어 관리 및 동작한다. 일반 filter와 다른 점은 filter는 서블릿 컨테이너에 직접 등록하나 sercurity filter는 DelegatingFilterProxy가 filter 작업을 sercurity filter chain으로 위임해서 실행된다.
인증-사용자가 본인이 맞는지 확인하는 절차
인가-인증된 사용자가 요청한 자원에 접근 가능한지를 결정하는 절차
JWT
Json Web Token은 인터넷 표준 인증 방식으로 인증에 필요한 정보들을 Token에 담아 암호화시켜 사용한다. JWT는 구성요소가 점(.)으로 구분되어 있고 각 Header, Payload, Signature로 구성되어 있다.
- Header : 토큰 타입, 서명 생성에 사용된 알고리즘 정보를 저장
- Payload : 토큰에 대한 property를 key-value의 형태로 저장한다.
- Signature : 서명, Header, Payload를 디코딩한 값을 합쳐 서버가 가지고 있는 개인키를 가지고 암호화 한 상태이다. 서명은 서버에 있는 개인키로만 암호화할 수 있으므로 다른 클라이언트는 임의로 복호화할 수 없다.
스프링 vs 스프링 부트
스프링 프레임워크는 기능이 많은 만큼 환경설정이 복잡하다. 이에 스프링 부트는 설정의 많은 부분을 자동화하여 사용자가 편하게 사용할 수 있도록 돕는다. starter dependency만 추가해주면 호환되는 버전을 일일히 맞출 필요가 없이 starter가 버전관리를 해준다. 내장 톰캣을 가지고 있어 별도의 톰캣을 설치할 필요가 없다.
**starter란 사전에 미리 정의한 의존성 조합이다. 다수의 의존성을 이미 starter가 포함하고 있기 때문에 개발자는 starter에 대한 의존성만 추가하면 된다.