[Spring] 스프링 핵심 원리(기본편) 강의 정리 - 3
🌱Spring - 싱글톤 컨테이너
📌 웹 애플리케이션과 싱글톤
: 대부분의 스프링 애플리케이션은 웹 애플리케이션이다.
웹 애플리케이션은 보통 여러 고객이 동시에 요청을 한다
(고객 1이 memberService를 요청하면 new memberService를 하며 객체1을 반환,
고객 2가 memberService를 요청하면 new memberService를 하며 객체2를 반환,
고객 3이 memberService를 요청하면 new memberService를 하며 객체3을 반환)
= 고객이 3번 요청하면 객체가 3개 생성 됨
AppConfig 객체를 만든 뒤 객체를 두 번 생성함
[결과값]
- 우리가 만들었던 스프링이 없는 순수한 DI컨테이너인 AppConfig는 요청을 할 때마다 객체를 새로 생성함
- 고객 트래픽이 초당 100이 나오면 초당 객체 100개 생성 및 소멸 -> 메모리 낭비 심함
- 해결방안은 해당 객체가 딱 1개만 생성되고, 공유하도록 설계 (생성된 객체 인스턴스를 공유) ➡️ “싱글톤”
📌 싱글톤 패턴
: 클래스의 인스턴스가 딱 1개만 생성되는 것을 보장하는 디자인 패턴(private 생성자를 사용해서 외부에서 임의로 new 키워드를 사용하지 못하도록 막아야 한다.)
✏️싱글톤 패턴을 사용한 예제
- Static 영역에 객체를 하나 생성해서 올려둔다
- 이 객체 인스턴스가 필요하면 오직 “getInstance()”메서드를 통해서만 조회할 수 있다.
- 생성자를 private으로 막아서 외부에서 new 키워드로 객체가 생성되는 것을 막는다
✏️AppCOnfig를 다 싱글톤으로 변환하지 않아도 된다.
: 스프링 컨테이너를 쓰면 스프링 컨테이너가 기본적으로 객체를 다 싱글톤으로 만들어 관리해준다.
✏️싱글톤의 문제점
- 수많은 코드를 다 작성해야 한다.
- 의존관계상 클라이언트가 구체 클래스에 의존한다 -> DIP를 위반한다.
- private 생성자로 자식 클래스를 만들기 어렵다
- 내부 속성을 변경하거나 초기화 하기 어렵다
- 결론적으로 유연성이 떨어진다
📌 싱글톤 컨테이너
:스프링 컨테이너는 싱글톤 패턴의 문제점을 해결하면서, 객체 인스턴스를 싱글톤(1개만 생성)으로 관리한다. 지금까지 우리가 학습한 스프링 빈이 바로 싱글톤으로 관리되는 빈이다.
- 스프링 컨테이너는 싱글턴 패턴을 적용하지 않아도 객체 인스턴스를 싱글톤으로 관리한다.
- 스프링 컨테이너는 싱글톤 컨테이너 역할을 한다. 이렇게 싱글톤 객체를 생성하고 관리하는 기능을 “레지스트리”라고 한다.
pureContainer()을 Spring으로 바꾼 코드이다.
✏️싱글톤 컨테이너 적용 후
- 고객 A,B,C가 올 때 마다 동일한 memberService를 반환해준다.
- 스프링 컨테이너 덕분에 고객의 요청이 올 때 마다 객체를 생성하는 것이 아니라, 이미 만들어진 객체를 공유해서 효율적으로 재사용 사용할 수 있다.
📌 싱글톤 컨테이너 주의점
✏️싱글톤 컨테이너 주의점
- 싱글톤 패턴이든, 스프링 같은 싱글톤 컨테이너를 사용하든, 객체 인스턴스를 하나만 생성해서 공유하는 싱글톤 방식은 여러 클라이언트가 하나의 같은 객체 인스턴스를 공유하기 때문에 싱글톤 객체는 상태를 유지하게 설계하면 안된다.
- 무상태로 설계해야 한다.
(1). 특정 클라이언트에 의존적인 필드가 있으면 안된다.
(2). 특정 클라이언트가 값을 변경할 수 있는 필드가 있으면 안된다.
(3). 가급적 읽기만 가능해야 한다.
(4). 필드 대신에 자바에서 공유되지 않는, 지역변수, 파라미터, ThreadLocal 등을 사용해야 한다.
- 스프링 빈의 필드에 공유 값을 설정하면 큰 장애가 발생할 수 있다.
✏️예시 코드
- statefulService의 “price”필드는 공유되는 필드인데, 특정 클라이언트가 값을 변경한다.
- 사용자A의 주문금액은 10000원이 되어야 하는데, 20000원이라는 결과가 나왔다.
- 진짜 공유 필드는 조심해야한다. 스프링 빈은 항상 무상태(stateless)로 설계한다.
✏️오류 고치기
(변경 전)
(변경 후)
price는 지역변수이기 때문에 사용자A와 사용자B의 가격이 다르다.
📌 @Configuration과 싱글톤
✏️@configuration과 싱글톤
:AppConfig.java 파일을 참고해보자
- memberService 빈을 만드는 코드를 보면 'memberRepository()'를 호출한다.
- 이 메서드를 호출하면 'new MemoryMemberRepository()'를 호출한다.
- orderService 빈을 만드는 코드도 동일하게 'memberRepository()'를 호출한다.
- 이 메서드를 호출하면 'new MemoryMemberRepository()'를 호출한다.
결과적으로 각각 다른 2개의' MemoryMemberRepository'가 생성되면서 싱글톤이 깨지는 것처럼 보인다. 스프링 컨테이너는 이 문제를 어떻게 해결할까?
✏️Test코드 작성
:MemberServiceImpl과 OrderServiceImpl에 getMemberRepository()를 생성 후 Test코드를 돌려보았다.
@Test
void configurationTest() {
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
OrderServiceImpl orederService = ac.getBean("orderService", OrderServiceImpl.class);
MemberRepository realMemberRepository = ac.getBean("memberRepository", MemberRepository.class);
MemberRepository memberRepository1 = memberService.getMemberRepository();
MemberRepository memberRepository2 = orederService.getMemberRepository();
System.out.println("memberService -> memberRepository = " + memberRepository1);
System.out.println("orderService -> memberRepository = " + memberRepository2);
System.out.println("realMemberRepository -> memberRepository = " + realMemberRepository);
}
memberService와 orderService, 바로 ac에서 꺼낸 memberRepository 세개의 인스턴스가 똑같은 걸 알 수 있다.
AppConfig의 자바 코드를 보면 분명히 각각 2번 'new MemoryMemberRepository'를 호출하였기 때문에 다른 인스턴스가 생성되어야 하는데?
아래를 통해 알아보자.
✏️AppConfig에 호출 로그 남김
:memberService와 OrderService를 사용할 때 memberRepository()는 총 3번이 호출되어야 하는 것 아닐까?
memberRepository() 호출 -> "call AppConfig.memberRepository" //1번
MemberService() 호출 -> "call AppConfig.memberService"
memberRepository() 호출 -> "call AppConfig.memberRepository" //2번
OrderSerivce() 호출 -> "call AppConfig.orderService"
memberRepository() 호출 -> "call AppConfig.memberRepository" //3번
@Configuration
public class AppConfig {
@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
System.out.println("call AppConfig.memberRepository");
...
}
/* ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ ㅡ */
@Bean
public MemberService memberService() {
System.out.println("call AppConfig.memberService");
...
}
@Bean
public OrderService orderService() {
System.out.println("call AppConfig.orderService");
...
}
...
}실행결과
:어째서 call AppConfig.memberRepository()는 한번만 호출되었을까? 다음 강의에서 알아보자.
📌 @Configuration과 바이트코드 조작의 마법
:스프링 컨테이너는 싱글톤 레지스트리다. 따라서 스프링 빈이 싱글톤이 되도록 보장 해주어야한다. 그런데 스프링이 자바 코드까지 어떻게 하기는 어렵기 때문에 스프링은 클래스의 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용한다.
✏️예시코드
void configurationDeep() {
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
....
}- 'annotationConfigApplicationContext'에 파라미터로 넘긴 값은 스프링 빈으로 등록된다 (AppConfig도 스프링 빈이 됨)
- AppConfig 스프링 빈을 조회해서 클래스 정보 출력
순수한 클래스라면 다음과 같이 출력되어야 한다.
'class Hello.core.Appconfig'그런데 예상과 다르게 클래스 명에 xxxCGLIB가 붙으면서 상당히 복잡해 진 이유는, 내가 만든 클래스가 아니라 스프링이 CGLIB라는 바이트 코드 조작 라이브러리를 사용해서 AppConfig 클래스를 상속받은 임의의 다른 클래스를 만들고, 그 다른 클래스를 스프링 빈으로 등록한 것이다.
:AppConfig를 상속받아 다른 클래스를 하나 만들어 스프링이 AppConfig@CGLIB처럼 조작한 클래스를 스프링 빈으로 등록한다.
내가 등록한 애는 사라지고 AppConfig란 이름으로 AppConfig@CGLIB가 등록되어있다.
✏️동작 원리
- @Bean이 붙은 메서드마다 이미 스프링 빈이 존재하면 존재하는 빈을 반환하고, 스프링 빈이 없으면 생성해서 스프링 빈으로 등록하고 반환하는 코드가 동적으로 만들어 진다.
- 덕분에 싱글톤이 보장된다.
✏️@Configuration을 포함하지 않으면 싱글톤이 깨진다.
:@Configuration을 작성하지 않아도 @Bean은 알아서 스프링 빈에 등록된다. @Configuration을 등록하지 않으면 어떤 문제가 생길까?
//@Configuration //실험을 위해 @Configuration을 주석처리
public class AppConfig {
@Bean
public MemberRepository memberRepository() {
...
}
...
} void configurationDeep() {
ApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);
AppConfig bean = ac.getBean(AppConfig.class);
....
}위와 똑같이 configurationDepp()을 실행시켰을때 실행결과가 달라진다.
bean의 정보가 우리가 만들었던 순수한 AppConfig가 호출되었으며 memberRepository가 3번 호출되어 싱글톤이 깨지게 된다.(memberRepository를 만날 때 마다 새로운 객체로 생성하는 문제 = 스프링 컨테이너에서 관리하는 것이 아닌 new를 통해 새로운 메모리를 만들어 관리하는 것과 똑같음 )
강의와 강의자료 출처 : https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%EA%B8%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8