Spring Bean 원리과 의존성 주입

new 키워드 없이 객체를 생성 / 의존성 주입

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객체 생성 원리

스프링에서 처음 개발을 시작하면 `new` 키워드를 사용해서 객체를 만들지 않았는데 @Contoller 등 객체들이 만들어질까?

이 질문에 대한 해답은 Spring의 IoC(제어권 역전, Inversion of Control)와 Spring Container(Applilcation Context)에 있다. 

Spring에서 new 키워드가 보이지 않는 이유는 Spring이 개발자 대신 객체를 생성하고 이를 Bean으로 관리하기 때문이다. 그 과정에서 Spring은 싱글톤(Singleton) 패턴을 기본으로 사용하여, 메모리 사용을 효율적ㅇ로 관리하고 서버의 성능을 최적화한다.

 

Spring Bean 이란?

Spring Bean이란 Spring IoC(제어권 역전, Inversion of Control) 컨테이너에 의해 생성되고 관리되는 객체를 말한다. 쉽게 말해, 우리가 직접 new를 통해 객체를 생성하는 대신, Spring이 대신 객체를 생성하고 주입해주는 단위이다.

 

1. Bean 등록: Spring Container 내 싱글톤 객체로 등록(이미 `new`로 인스턴스화 되어있다)

2. Bean 사용:  Spring Container에 등록되어있는 싱글톤 객체를 가져와 주입하여 사용한다.

Java Beans와 Spring Beans는 다르다. Java Beans는 POJO(Plain Old Java Object)로서 단순히 데이터만들 담는 객체지만, Spring Beans는 Spring 컨테이너에 의해 생명주기와 의존성이 관리되는 객체이다.

ApplicationContext: 스프링 컨테이너 - 개발자가 직접 객채 생성 X, Spring이 대신 객체 생성

• Spring Bean: 개발자가 직접 객체를 생성하는게 아니라 Spring이 대신 객체 생성 및 주입해주는 단위
  • Singleton 싱글턴: 싱글턴 객체를 Spring의 ApplicationContext가 대신 만들어서 주입

Spring 애플리케이션에서는 객체를 직접 생성할 필요가 없다. 왜냐하면 ApplicationContexr라는 스프링 컨테이너가 이를 대신하기 때문이다. ApplicationContext는 스프링의 핵심으로, IoC 컨테이너를 통해 객체를 생성하고 관리하며, 필요한 경우 의존성을 주입한다.

 

ApplicationContext는 두 가지의 타입으로 분류된다.

• Servlet WebApplicationContext: @Controller, @RestController 등의 MVC 관련 빈을 관리.
• Root WebApplicationContext: @Service, @Repository 같은 애플리케이션 로직 관련 빈을 관리

Spring의 ApplicationContext와 Bean 주입 예시

package com.example.demo.controller;

import com.example.demo.service.User;
import com.example.demo.service.UserServiceInterface;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.ui.Model;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;

import java.util.List;

@Controller
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    @Autowired
    private UserServiceInterface userService;
    @Autowired
    private ApplicationContext applicationContext;

    @GetMapping("/bean")
    @ResponseBody
    public String bean() {
        return applicationContext.getBean(UserServiceInterface.class).toString();
    }

    @GetMapping("")
    public String userPage(Model model) {
        List<User> users = userService.findAll();
        model.addAttribute("users", users);
        return "/users/list";
    }

    @GetMapping("/1/detail")
    public String detailPage(Model model) {
        User user = userService.findById(1);
        model.addAttribute("id", user.getId());
        model.addAttribute("name", user.getName());
        model.addAttribute("age", user.getAge());
        model.addAttribute("job", user.getJob());
        model.addAttribute("specialty", user.getSpecialty());
        return "/users/detail";
    }

    @GetMapping("/1/data")
    @ResponseBody
    public User detailData() {
        User user = userService.findById(1);
        return user;
    }
}

 

코드 설명

 

1. 의존성 주입(@Autowired)

• @Autowired 어노테이선을 사용하여, UserServiceInterface와 ApplicationContext가 자동으로 주입된다.
• Spring IoC 컨테이너(ApplicationContext)가 이 객체들을 관리하고, 자동으로 의존성을 주입해준다.

@Autowired
private UserServiceInterface userService;
@Autowired
private ApplicationContext applicationContext;

 

2. Bean 확인

• /users/bean 경로로 접근하면 ApplicationContext에서 UserServiceInterface의 Bean을 가져와 문자열로 반환한다.
• 이를 통해 Spring이 실제로 Bean을 어떻게 관리하는지 확인할 수 있다.

@GetMapping("/bean")
@ResponseBody
public String bean() {
    return applicationContext.getBean(UserServiceInterface.class).toString();
}

 

3. 사용자 목록을 모델에 담기

• /users 경로로 접근하면, UserServiceInterface를 통해 모든 사용자 목록을 가져와 Model 객체에 담는다.
• 이 모델 데이터는 /users/list 뷰로 전달되어 사용자 목록을 렌더링하는데 사용된다.

@GetMapping("")
public String userPage(Model model) {
    List<User> users = userService.findAll();
    model.addAttribute("users", users);
    return "/users/list";
}

 

4. 특정 사용자 상세 정보 페이지

• /users/1/detail 경로로 접근하면, id가 1인 사용자의 상세 정보를 조회하여 모델에 담는다.
• 이 정보는 /users/detail 페이지에서 사용된다.

@GetMapping("/1/detail")
public String detailPage(Model model) {
    User user = userService.findById(1);
    model.addAttribute("id", user.getId());
    model.addAttribute("name", user.getName());
    model.addAttribute("age", user.getAge());
    model.addAttribute("job", user.getJob());
    model.addAttribute("specialty", user.getSpecialty());
    return "/users/detail";
}

 

5. 특정 사용자 데이터를 JSON으로 반환

• /users/1/data 경로로 접근하면, id가 1인 사용자의 데이터를 JSON 형식으로 반환한다.
• @ResponseBody 어노테이션을 통해 반환되는 객체가 JSOn으로 직렬화된다.

@GetMapping("/1/data")
@ResponseBody
public User detailData() {
    User user = userService.findById(1);
    return user;
}

 

Spring Bean의 Scope에 따른 Bean의 라이프 사이클

Spring에서 관리하는 Bean의 기본 범위는 싱글톤(Singleton)이다. 하지만 상황에 따라 다른 스코프를 사용해야할 때도 있다.

• Singleton Scope (기본 스코프): Spring IoC 컨테이너에 의해 한 개의 객체로 관리된다.

@Component
public class SingletonBean {
}

 

• Prototype Scope: 매번 새로운 객체를 생성한다.(객체 소멸은 Garbage Collection에게 위임)

@Component
@Scope("prototype")
public class PrototypeBean {
}

 

• Request Scope: HTTP 요청마다 새로운 객체를 생성한다. 응답되기까지 서블릿 기반 WebAppllicationContext가 관리한다.

@Component
@RequestScope
public class RequestBean {
}

• Session Scope: HTTP 세션마다 새로운 객체를 생성한다. 이 또한 서블릿 기반 WebApplicationContext가 관리한다.

@Component
@SessionScope
public class SessionBean {
}

Spring 제어 역전(IoC, Inversion of Control)

제어의 역전(IoC, Inversion of Control)은 객체의 생성을 개발자가 직접 하는 것이 아니라, Spring이 대신 관리하고 필요한 곳에 주입해주는 원리를 의미한다. IoC는 의존성 주입(DI: Dependency Injection)을 통해 구현되며, 이는 Spring의 Bean 관리에 있어서 매우 중요한 개념이다.

 

 

Service Locator: 개발자가 직접 주입한다.

• Locator가 직접 주입 + 의존성 파악 불가
• 테스트 시 외부에서 Mock, Stub 주입 불가

DI: 컨테이너가 대신 Bean 주입

• 생성자만으로 주입 + 의존석 파악 가능
• 테스트 시 외부에서 Mock, Stub 주입 가능

Bean 주입 방법

Spring에서는 다양한 방식으로 의존성을 주입할 수 있다.

• 생성자 주입(Constructor Injection, Spring 공식 추천): 실제 현업에서 가장 많이 사용하는 코드
  • 장점(1): 순환참조를 컴파일 시 방지 → 순환참조 여부를 객체 생성 후가 아닌 생성 전에 인지해 실수를 방지
  • 장점(2): Final 적용 가능 → Bean 객체의 불변성 보장(한번 주입되면 이후에 바뀌지 않는다는 것을 보장한다.

@Controller
@RequestMapping("/users")
@RequiredArgsConstructor // 생성자 주입
public class UserController {
    private final UserServiceInterface userService;

 

위 코드처럼 `private final`을 붙혀주는 방법도 있고,

@Controller
@RequestMapping("/users")
@RequiredArgsConstructor
@FieldDefaults(makeFinal = true, level = AccessLevel.PRIVATE)
public class UserController {
    UserServiceInterface userService;

 

위 코드처럼 `FieldDefaults`로 명시하는 방법이 있다.

 

• 필드 주입(Property Injection): 주니어 개발자들이 가장 많이 선호하는 직관적인 방식이다. 필드에 직접 @Autowired를 사용하여 주입하는 방식이다.

@Controller
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    @Autowired // 필드 주입
    private UserServiceInterface userService;

 

• 수정자 주입((Setter) Method Injection): 수정자 메서드를 통해 주입하는 방식으로, 특정 상황에서 선택적으로 의존성을 주입할때 유용.

@Controller
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
    private UserServiceInterface userService;

    @Autowired // 수정자 주입
    public void setUserService(UserServiceInterface userService) {
        this.userService = userService;
    }

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ℹ️ 참고

[ASAC 6기 강의자료]