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AOP

  • Spring의 핵심 개념 중 하나인 DI가 애플리케이션 모듈들 간의 결합도를 낮춘다면,
  • AOP(Aspect-Oriented Programming)는 핵심 로직과 부가 기능을 분리하여 애플리케이션 전체에 걸쳐 사용되는 부가 기능을 모듈화하여 재사용할 수 있도록 지원하는 것 이다.

스프링 AOP

기존의 OOP에서 바라보던 관점을 다르게 하여 부가기능적인 측면에서 봤을 때, 공통된 요소를 추출할 수 있다.

이 때 가로 영역의 공통된 부분을 잘라냈다고 하여, AOP를 크로스 컷팅(Cross-Cutting) 이라고 부르기도 한다.



OOP와 AOP

OOP

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  • 비즈니스 로직의 모듈화

    • 모듈화의 핵심 단위는 비즈니스 로직

  • 객체마다 핵심 기능을 수행하기 위한 로직과 부가 기능 코드를 작성

    • 이 때, 부가 기능을 위한 동일한 코드가 작성되는 경우가 발생

AOP

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  • 어떠한 기능을 구현할 때 '핵심 기능' 과 '부가 기능'으로 구분하여 각각을 하나의 관점으로 보는 것
    • 핵심 기능: 비즈니스 로직을 구현하는 과정에서 비즈니스 로직이 처리하려는 목적 기능
    • 부가 기능: 각각의 모듈들의 주 목적 외에 필요한 부가적인 기능들 (로깅, 동기화, 오류 검사 등)
  • 공통된 기능을 재사용하는 기법
  • OOP를 더욱 잘 사용하기 위한 개념이다.

AOP의 장점

  • 공통 관심 사항을 핵심 관심사항으로부터 분리시켜 핵심 로직을 깔끔하게 유지할 수 있다.
  • 그에 따라 코드의 가독성, 유지보수성 등을 높일 수 있다.
  • 각각의 모듈에 수정이 필요하면 다른 모듈의 수정 없이 해당 로직만 변경하면 된다.
  • 공통 로직을 적용할 대상을 선택할 수 있다


AOP 적용 방식

컴파일 시점

  • AspectJ 컴파일러 가 일반 .java 파일을 컴파일할 때 부가기능을 넣어서 .class 파일로 컴파일해주는 것을 의미한다.
  • 에스팩트와 실제 코드를 연결하는 위빙(weaving)이라고 부른다.
  • 모든 지점에 적용이 가능하다.
  • AspectJ가 제공하는 특별한 컴파일러를 사용해야한다는 단점과 복잡하다는 단점이 존재한다.

클래스 로딩 시점

  • JVM내 클래스로더에 .class 파일을 올리는 시점에 바이트 코드를 조작해 부가기능 로직을 추가하는 방식
  • 모든 지점에 적용 가능
  • 특별한 옵션과 클래스 로더 조작기를 지정해야 하므로 운영에 어려움이 존재한다.

런타임 시점

  • 스프링이 사용하는 방식
  • 컴파일이 끝나고 클래스 로더에 이미 다 올라가 자바가 실행된 다음에 동작하는 런타임 방식
  • 이미 런타임 중이라 코드를 조작하기 어려워 스프링, 컨테이너, DI, 빈 등 여러 개념과 기능을 총동원하여 프록시를 통해 부가 기능을 적용하는 방식이다.
  • 프록시는 메서드 실행 시점에서만 다음 타겟을 호출할 수 있기 때문에, 런타임 시점에 부가기능을 적용하는 방식은 메서드의 실행 지점으로 제한된다.
  • 스프링 빈에만 AOP를 적용 가능
  • 특별한 컴파일러나, 복잡한 옵션, 클래스 로더 조작기를 사용하지 않아도 스프링만 있으면 AOP를 적용할 수 있기 때문에 스프링 AOP는 런타임 방식을 사용


AOP 용어 및 개념

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  • Join point
    • 추상적인 개념 으로 Advice가 적용될 수 있는 모든 위치를 말한다.
    • ex) 메서드 실행 시점, 생성자 호출 시점, 필드 값 접근 시점 등등..
    • 스프링 AOP는 프록시 방식을 사용하므로 조인 포인트는 항상 메서드 실행 지점
  • Pointcut
    • 조인 포인트 중에서 Advice가 적용될 위치를 선별하는 기능
    • 스프링 AOP는 프록시 기반이기 때문에 조인 포인트가 메서드 실행 시점 뿐이 없고 포인트컷도 메서드 실행 시점만 가능
  • Target
    • Advice의 대상이 되는 객체 (비즈니스 로직을 수행하는 클래스가 될수도 있고, 프록시 객체가 될 수도 있다.)
    • Pointcut으로 결정
  • Advice
    • Joinpoint에서 실행되어야 하는 코드, 공통 관심, 횡단 관점에 해당한다.
    • 실질적인 부가 기능 로직을 정의하는 곳
    • Aspect를 언제 핵심 코드에 적용할지를 정의한다.
  • Aspect
    • advice + pointcut을 모듈화 한 것
    • @Aspect와 같은 의미
    • 트랜잭션 기능, 로그 기능, 보안 기능 등..
  • Advisor
    • 스프링 AOP에서만 사용되는 용어로 advice + pointcut 한 쌍
  • Weaving
    • AOP에서 Joinpoint들을 Advice로 감싸는 과정을 Weaving이라고 한다
  • AOP 프록시
    • AOP 기능을 구현하기 위해 만든 프록시 객체
    • 스프링에서 AOP 프록시는 JDK 동적 프록시 또는 CGLIB 프록시
    • 스프링 AOP의 기본값은 CGLIB 프록시

Advice

Advice는 실질적으로 프록시에서 수행하게 되는 로직을 정의하게 되는 곳이다.

스프링에서는 Advice에 관련된 5가지 애노테이션을 제공하고, 포인트컷에 지정된 대상 메서드에서 Advice가 실행되는 시점 을 정할 수 있다.

  • Before Advice (@Before)

    대상 객체의 메소드 호출 전에 공통 기능을 실행한다.

  • After Advice (@After)

    익셉션 발생 여부에 상관없이 대상 객체의 메소드 실행 후 공통 기능을 실행한다. try - catch - finally의 finally 블록과 비슷하다.

  • After Returning Advice (@AfterRunning)

    대상 객체의 메소드가 익셉션 없이 정상적으로 실행된 이후에 공통 기능을 실행한다.

  • After Throwing Advice (@AfterThrowning)

    대상 객체의 메소드를 실행하는 도중 익셉션이 발생한 경우에 공통 기능을 실행한다.

  • Around Advice (@Around)

    대상 객체의 메소드 실행 전, 후 또는 익셉션 발생 시점에 공통 기능을 실행하는데 사용된다

이 중 Around Advice가 널리 사용되는데, 대상 객체의 메소드를 실행 하기 전/후, 익셉션 발생 시점 등 다양한 시점에 원하는 기능을 삽입할 수 있기 때문이다.


Pointcut 표현식

Pointcut을 이용하면 Advice 메소드가 적용될 비즈니스 메소드를 정확하게 필터링 할 수 있다.

지시자(PCD, AspectJ pointcut designators)의 종류

execution

  • 가장 정교한 Pointcut을 만들수 있고, 리턴타입 패키지경로 클래스명 메소드명(매개변수)
  • 본적으로 상위 타입을 명시하면 하위 타입에도 적용이 되지만, 하위 타입에만 메서드를 명시하는 경우 매칭이 불가능하다.

within

  • 타입패턴 내에 해당하는 모든 것들을 Pointcut으로 설정
  • 상위타입으로 하위타입매칭이 불가능, 타입이 정확하게 맞아야 한다.

bean

  • bean이름으로 Pointcut

args, @target, @within등의 지시자도 존재



스프링의 Proxy

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Proxy는 타겟을 감싸서 요청을 대신 받아주는 랩핑 클래스이다. Spring에서는 Proxy를 이용해 객체지향의 5대원칙 중 하나인 OCP를 적용하고 있다.

Open-Close Principal : 개방폐쇄의 원칙 '소프트웨어 개체(클래스, 모듈, 함수 등등)는 확장에 대해 열려 있어야 하고, 수정에 대해서는 닫혀 있어야 한다.'는 프로그래밍 원칙

스프링에서 말하는 프록시는 리플렉션과 바이트코드 조작을 이용해 실제 타겟의 기능을 대신 수행하면서, 기능을 확장하거나 추가할 수도 있는(OCP원칙) 다이나믹 프록시 객체를 의미한다.


JDK Dynamic Proxy

  • 자바에서 제공하는 API (java.lang.reflect.Proxy)를 사용하며 인터페이스 기반으로 Proxy를 생성한다

  • 개발자는 InvocationHandler 객체의 invoke()메서드를 오버라이딩하여 실제 객체의 정보를 받아오고 조작하면 된다.

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단점

  • 특정 메소드만 사용하고 싶더라도 리플렉션을 통해 통째로 가져와서 조건문을 이용해 프록시 객체를 만들어야 한다.
  • 코드가 복잡해진다.

CGLIB Proxy

  • CGlib는 바이트코드를 조작하여 프록시 객체를 생성해주는 코드 생성(Code gen)라이브러리이다.
  • JDK 프록시는 인터페이스에 적혀있는 모든 메서드에 프록시를 적용시킨다. 그리고 Class정보로 조건문을 만들어 특정 메서드만 추가동작을 하도록 만들 수 있다.
  • CGlib는 MethodMatcher 객체를 사용하여 특정 메서드만 프록시화 하고, 나머지는 프록시를 거치지 않고 실제 객체 메서드를 호출하도록 만들 수 있다.

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AspectJ와 스프링AOP

  • AOP는 개념

  • AOP를 구현하는 방법에는 여러가지가 있고, 그만큼 다양한 AOP 라이브러리와 도구들이 존재한다

  • 대부분 바이트코드 Weaving을 사용하며 대부분 AspectJ와 스프링 AOP를 활용하여 AOP를 구현한다.


스프링 AOP

  • 스프링에서 사용할 수 있는 간단한 AOP를 제공
  • CGlib 등의 바이트 코드 조작을 이용한 다이나믹 프록시를 이용해 제공한다.
  • 런타임 시점에 동적으로 변할 수 있는 프록시 객체를 이용하기에 앱 성능에 영향을 끼칠 수 있다

AspectJ

  • 자바에서 완벽한 AOP 솔루션 제공을 목표로하는 기술
  • 런타임 시점에는 영향끼치지 않는다. 즉 컴파일이 완료된 이후에는 앱 성능에 영향이 없다.
  • 내부 구조가 굉장히 복잡하다

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참조

스프링 고급 - https://velog.io/@backtony/Spring-AOP-%EC%B4%9D%EC%A0%95%EB%A6%AC#5-pointcut

https://velog.io/@gillog/AOP%EA%B4%80%EC%A0%90-%EC%A7%80%ED%96%A5-%ED%94%84%EB%A1%9C%EA%B7%B8%EB%9E%98%EB%B0%8D#weaving

https://jiwondev.tistory.com/152

프록시 팩토리와 빈후처리기 - https://velog.io/@backtony/Spring-%ED%94%84%EB%A1%9D%EC%8B%9C-%ED%8C%A9%ED%86%A0%EB%A6%AC%EC%99%80-%EB%B9%88-%ED%9B%84%EC%B2%98%EB%A6%AC%EA%B8%B0