핵심 기능과 부가 기능
어플리케이션의 로직은 크게 핵심 기능과 부가 기능으로 나눌 수 있다.
- 핵심 기능
- 해당 객체가 제공하는 고유의 기능
- 예를 들면 OrderService의 핵심 기능인 주문 로직과 같은 경우
- 부가 기능
- 핵심 기능을 보조하기 위해 제공되는 기능
- 단독으로 사용되지 않고 핵심 기능과 함꼐 사용됨
- 예를 들면 로그 추적 로직, 트랜잭션 기능 등
주문 로직을 실행하기 직전에 로그 추적 기능을 사용해야 한다면 핵심 기능인 주문 로직과 부가 기능인 로그 추적 로직이 하나의 객체 안에 섞여 들어가게 된다.
보통 부가 기능은 여러 클래스에 걸쳐 사용된다. 이러한 부가 기능은 횡단 관심사(cross-cutting concerns)가 되며 하나의 부가 기능이 여러 곳에 동일하게 사용된다.
이러한 부가 기능을 여러곳에 적용하려면 매우 번거롭게 되는데, 만약 부가 기능을 적용해야 하는 클래스가 100개면 100개 모두 동일한 코드를 추가해야한다. 또한 수정이 필요할시 수많은 클래스를 모두 수정해야 하는 문제도 존재 한다.
이렇게 부가 기능처럼 특정 로직을 어플리케이션 전반에 적용하는 문제는 일반적인 OOP 방식으로는 해결이 어렵다.
Aspect
부가 기능 도입의 문제점을 해결하기 위해서, 부가 기능을 핵심 기능에서 분리하고 한곳에서 관리하도록 하고 해당 부가 기능을 어디에 적용할지 선택하는 기능이 개발되었다. 이러한 부가 기능과 부가 기능을 어디에 적용할지 선택하는 기능을 합쳐 하나의 모듈이 개발되었는데, 이것이 바로 Aspect 이다. 즉, Aspect는 부가 기능과 부가 기능을 어디에 적용할지 정의하는 것이다.
Aspect는 이름 그대로 어플리케이션을 바라보는 관점을 하나하나 기능에서 횡단 관심사(cross-cutting concerns) 관점으로 달리 보는 것이다. 이렇게 Aspect를 사용한 프로그래밍 방식을 관점 지향 프로그래밍인 AOP(Aspect Oriented Programming) 이라 한다. AOP는 OOP를 대체한다기 보단 횡단 관심사를 처리하기 어려운 OOP를 보조하는 목적으로 개발되었다.
AspectJ 프레임워크
AOP의 대표적인 구현으로 AspectJ 프레임워크가 있다. 스프링도 AOP를 지원하지만 대부분 AspectJ의 문법을 차용하고, AspectJ가 제공하는 기능의 일부만 제공한다.
AspectJ 프레임워크는 스스로를 다음과 같이 설명한다.
- 자바 프로그래밍 언어에 대한 완벽한 관점 지향 확장
- 횡단 관심사의 깔끔한 모듈화
- 오류 검사 및 처리
- 동기화
- 성능 최적화(캐싱)
- 모니터링 및 로깅
AOP 적용 방식
AOP를 사용하면 핵심 기능과 부가 기능이 코드상 완전히 분리되어 관리되는데, 이렇게 AOP를 사용할떄 부가 기능이 로직이 실제 로직에 추가가되는 방식은 크게 3가지가 있다.
- 컴파일 시점
- 클래스 로딩 시점
- 런타임 시점(프록시)
이렇게 원본 로직에 부가 기능 로직이 추가되는 것을 위빙(Weaving)이라 한다.
컴파일 시점 
.java 소스코드를 컴파일러를 사용해서 .class를 만드는 시점에 부가 기능 로직을 추가할 수 있다. 이때는 AspectJ가 제공하는 특별한 컴파일러를 사용해야 하는 단점이 있다.
클래스 로딩 시점 
자바를 실행하면 자바 언어는 .class파일을 JVM 내부의 클래스 로더에 보관한다. 이때 중간에서 .class파일을 조작한 다음 JVM에 올릴수 있다. 자바 언어는 .class를 JVM에 저장하기 전에 조작할 수 있는 기능(Java Instrumentation)을 제공한다. 자바를 실행할 때 특별한 옵션을 통해 클래스 로더 조작기를 지정해야 하는데, 이는 번거롭고 운영하기 어려운 단점이 있다.
런타임 시점 
런타임 시점은 컴파일 및 클래스 로더에 클래스도 다 올라가서 이미 자바가 실행되고 난 다음을 말한다. 이미 실행되고 난 이후 이므로 자바 언어가 제공하는 범위 내에서 부가기능을 적용해야 하는데, 보통 스프링과 같은 컨테이너의 도움을 받고 프록시와 DI, Bean PostProcessor와 같은 개념을 사용하여 최종적으로 프록시를 통해 스프링 빈에 부가 기능을 적용할 수 있다. 프록시를 사용하기 때문에 AOP 기능에 일부 제약이 있지만 특별한 컴파일러나 자바를 실행할때 복잠한 옵션과 클래스 로더 조작기를 설정하지 않아도 된다.
부가기능이 적용되는 차이를 정리하면 아래와 같다.
- 컴파일 시점
- 실제 대상 코드에 Aspect를 통한 부가 기능 호출 코드가 포함 됨
- AspectJ를 직접 사용해야 함
- 클래스 로딩 시점
- 실제 대상 코드에 Aspect를 통한 부가 기능 호출 코드가 포함 됨
- AspectJ를 직접 사용해야 함
- 런타임 시점
- 실제 대상 코드는 그대로 유지되는 대신 프록시를 사용하여 부가 기능이 적용 됨
- 항상 프록시를 통해야 부가 기능을 사용 가능
- 스프링 AOP가 사용하는 방식
- 실제 대상 코드는 그대로 유지되는 대신 프록시를 사용하여 부가 기능이 적용 됨
AOP 적용 위치
AOP는 메소드 실행 위치 뿐만 아니라 다음과 같은 다양한 위치에 적용할 수 있다.
- 적용 가능 지점(Join Point)
- 생성자, 필드 값 접근, static 메서드 접근, 메서드 실행
AspectJ를 사용해서 컴파일 시점과 클래스 로딩 시점에 적용하는 AOP는 바이트코드를 조작하기 떄문에 해당 기능을 모든 지점에 다 적용 가능하다. 그러나 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점에만 AOP를 적용할 수 있다.
- 프록시는 메소드 오버라이딩 방식으로 동작하므로 생성자나 static 메소드, 필드 값 접근에는 프록시 개념이 적용 될 수 없음
- 프록시를 사용하는 스프링 AOP의 Join Point는 메소드 실행으로 제한됨
- 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 스프링 컨테이너가 관리 할 수 있는 스프링 빈에만 AOP를 적용할 수 있음
스프링이 제공하는 AOP는 프록시를 사용한다. 그러므로 프록시를 통해 메소드를 실행하는 시점에만 AOP가 적용된다. AspectJ를 사용하면 더 다양한 기능을 사용할 수 있지만, 스프링 AOP는 별도의 추가 자바 설정 없이 스프링만 있다면 AOP를 편리하게 사용할 수 있으며, 실무에서는 스프링이 제공하는 AOP 기능 만으로도 대부분의 문제를 해결할 수 있으므로 주로 스프링 AOP가 사용된다.
AOP 용어 정리
- 조인 포인트(Join Point)
- 어드바이스가 적용될 수 있는 위치
- 메소드 실행, 생성자 호출, 필드값 접근, static 메서드 접근 같은 프로그램 실행 중 지점
- 조인 포인트를 추상적인 개념으로 AOP를 적용할 수 있는 모든 지점
- 스프링 AOP는 프록시 방색을 사용하므로 스프링 AOP의 조인 포인트는 항상 메소드 실행 지점
- 어드바이스가 적용될 수 있는 위치
- 포인트컷(Pointcut)
- 조인 포인트 중에서 어드바이스가 적용될 위치를 선별하는 기능
- 주로 AspectJ 표현식을 사용하여 지정
- 프록시를 사용하는 스프링 AOP는 메소드 실행 지점만 포인트컷으로 선별 가능
- 타겟(Target)
- 어드바이스를 받는 객체
- 핵식 로직이 있는 객체 또는 다른 프록시 객체가 될 수 있음
- 포인트컷으로 결졍
- 어드바이스를 받는 객체
- 어드바이스(Advice)
- 부가 기능
- 특정 조인 포인트에서 Aspect에 의해 실행되는 로직
- Around, Before, After와 같은 다양한 종류의 어드바이스가 있음
- 어드바이저(Advisor)
- 하나의 어드바이스와 하나의 포인트컷으로 구성
- 스프링 AOP에서만 사용되는 특별한 용어
- 에스펙트(Aspect)
- 어드바이스와 포인트컷을 모듈화 한 것
- 여러 어드바이스와 포인트 컷이 함께 존재
- @Aspect
- 위빙(Weaving)
- 포인트컷으로 결정한 타겟의 조인 포인트에 어드바이스를 적용하는 것
- 위빙을 통해 핵심 기능 코드에 영향을 주지 않고 부가 기능을 추가 할 수 있음
- AOP 적용을 위해 Aspect를 객체에 연결한 상태
- 컴파일 타임
- 클래스 로드 타임
- 런타임
- 스프링 AOP는 런타임, 프록시 방식
- AOP 프록시
- AOP 기능을 구현하기 위해 만든 프록시 객체
- 스프링에서 AOP 프록시는 JDK 동적 프록시 또는 CGLIB 프록시로 구현됨
참고
- 스프링 핵심 원리 - 고급편(김영한)