의존성 주입 - DI(Dependency Injection)

1. 개념 🦗

  DI(Dependency Injection =  의존성 주입 = 의존관계 주입)를 알기 위해서는 우선 IoC(Inversion of Control = 제어의 역전)를 알아야 한다.

  IoC란 메서드나 객체의 호출 작업을 개발자가 결정하는 것이 아닌 외부에서 결정하는 것이다. 여기서 외부란 Spring Framework를 뜻한다.

// 기존
public class DictionaryService {

    KoreanDictionary koreanDictionary = new KoreanDictionary();
}

// IoC 적용
public class DictionaryService {

    Dictionary dictionary;
}

  기존에는 객체를 클래스 내부에서 생성하고 사용했지만 IoC를 적용하면 미리 생성해 놓은 객체를 주입받아 사용하기만 하면 된다. 클래스 레벨에서 의존관계가 설정되는 게 아니라 런타임 시에 관계가 동적으로 주입되는 것이다. 이를 통해 모듈 간의 결합도를 낮추고 유연성을 높일 수 있다.

  그러면 DI란 무엇일까? DI는 IoC의 구현 방법 중 하나이다. (IoC의 유형에는 DI만 있는 것이 아니라 DL(Dependency Lookup)도 존재한다.)

• DI - 각 클래스 간의 의존성을 자신이 아닌 외부(컨테이너)에서 주입하는 것
• DL - Bean에 접근하기 위해 컨테이너가 제공하는 API를 이용하여 Bean을 Lookup 하는 것

 

2. 컨테이너(Container) 🐛

  위에서 DI란 각 클래스 간의 의존성을 자신이 아닌 외부(컨테이너)에서 주입하는 것이라고 하였다. 그러면 컨테이너가 객체들을 관리하고 주입해줘야 한다는 것을 알 수 있다.

  이 부분을 스프링 컨테이너('IoC 컨테이너' 또는 'DI 컨테이너'라고도 불림)가 담당해 준다. 스프링 컨테이너가 관리하는 객체를 빈(Bean)이라고 하고, 빈들의 생명주기(Life-Cycle)를 관리하는 빈팩토리(BeanFactory)가 있다.

  가장 중요한 2가지 인터페이스는 BeanFactory와 ApplicationContext이다. ApplicationContext는 BeanFactory를 확장하여 여러 가지 기능을 추가한 것이다.
  BeanFactory를 직접 사용하는 경우는 거의 없으므로 일반적으로 ApplicationContext를 스프링 컨테이너라고 한다.

 

3. DI(IoC) 🐝

  DI를 적용된 모습을 기존 코드에서부터의 개선 과정을 통해 알아보자. 예제는 DictionaryService라는 것이 존재하고 showInformation()이라는 메서드를 통해 자신이 가지고 있는 dictionary의 정보(KoreanDictionary 또는 EnglishDictionary)를 가져온다고 하자.

1. 객체 간의 강한 결합

public class DictionaryMain {

    public static void main(String[] args) {
        DictionaryService dictionaryService = new DictionaryService();

        dictionaryService.showInformation();
    }
}

----------

public class DictionaryService {

    KoreanDictionary koreanDictionary = new KoreanDictionary();
//    EnglishDictionary englishDictionary = new EnglishDictionary();

    public void showInformation(){
        System.out.println(koreanDictionary.info());
//        System.out.println(englishDictionary.info());
    }
}

----------

public class KoreanDictionary {
    public String info(){
        return "한국어 사전입니다.";
    }
}

----------

public class EnglishDictionary {

    public String info(){
        return "This is an English dictionary.";
    }
}

  코드를 통해 알 수 있듯이 만약 한국어 사전(KoreanDictionary)에서 영어 사전(EnglishDictionary)를 사용한다면 타입과 생성자를 바꿔서 사용해야 한다.

2. 인터페이스 이용

기대했던 의존관계

실제 의존관계

public class DictionaryMain {
    public static void main(String[] args) {
        DictionaryService dictionaryService = new DictionaryService();

        dictionaryService.showInformation();
    }
}

----------

public class DictionaryService {

    Dictionary dictionary = new KoreanDictionary();
//    Dictionary dictionary = new EnglishDictionary();

    public void showInformation(){
        System.out.println(dictionary.info());
//        System.out.println(dictionary.info());
    }
}

----------

public interface Dictionary {
    public String info();
}

----------

public class KoreanDictionary implements Dictionary{

    @Override
    public String info(){
        return "한국어 사전입니다.";
    }
}

----------

public class EnglishDictionary implements Dictionary {

    @Override
    public String info(){
        return "This is an English dictionary.";
    }
}

  인터페이스를 이용한다면 타입은 동일하게 해서 사용할 수 있다.

  하지만 여전히 문제가 많다. 그림을 통하여 알 수 있듯이 기대했던 의존관계와 달리 실제 의존관계는 구체적인 클래스에 의존하는 것을 알 수 있다. 그래서 아직 아래와 같은 문제점이 남아있다.

• DIP 위반
  DictionaryService가 Dictionary 인터페이스뿐만 아니라 KoreanDictionary인 구체 클래스에도 함께 의존하고 있다
• OCP 위반
  KoreadnDictionary가 아닌 EnglishDictionary를 사용하려면 DictionaryMain의 코드를 변경해야 한다.

3. AppConfig 이용 (최종 완성)

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public DictionaryService dictionaryService() {
        return new DictionaryService(dictionary());
    }

    @Bean
    public Dictionary dictionary() {
        return new KoreanDictionary();
    }
}

----------

public class DictionaryMain {
    public static void main(String[] args) {

        // 스프링 컨테이너 생성
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        DictionaryService dictionaryService = applicationContext.getBean("dictionaryService", DictionaryService.class);

        dictionaryService.showInformation();
    }
}

----------

public class DictionaryService {

    Dictionary dictionary;

    public DictionaryService(Dictionary dictionary) {
        this.dictionary = dictionary;
    }

    public void showInformation(){
        System.out.println(dictionary.info());
    }
}

----------

public interface Dictionary {
    public String info();
}

----------

public class KoreanDictionary implements Dictionary {

    @Override
    public String info(){
        return "한국어 사전입니다.";
    }
}

----------

public class EnglishDictionary implements Dictionary {

    public String info(){
        return "This is an English dictionary.";
    }
}

  스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 변경하였다.

 

4. 컴포넌트 스캔 & 의존관계 주입 🐌

  위의 예제에서는 객체가 몇 개 안 되어서 등록하는데 문제가 없어 보인다. 하지만 스프링 빈이 수십, 수백 개가 되면 일일이 등록하기도 어렵고, 설정 정보도 커지고, 누락하는 문제가 발생한다. 그래서 스프링은 설정 정보가 없어도 자동으로 스프링 빈을 등록하는 컴포넌트 스캔이라는 기능을 제공한다.

  AppConfig에 @ComponentScan을 붙이고, 빈으로 등록할 객체에 @Component라고 붙여주면 된다. 그리고 KoreanDictionary와 EnglishDictionary 두 군데에 모두 @Component를 붙이면 당연히 충돌이 일어나는데 우선순위로 사용할 곳에 @Primary를 붙이면 된다. (@Qualifier를 이용할 수도 있는데 추가적인 설명은 생략한다.)

  또한, 의존관계도 @Autowired를 이용하여 자동으로 주입할 수 있다 (의존관계 주입과 관련해서는 다음 글을 참고하기를 바란다.)

@Configuration
@ComponentScan
public class AppConfig {
}

----------

public class DictionaryMain {
    public static void main(String[] args) {

        // 스프링 컨테이너 생성
        ApplicationContext applicationContext = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

        DictionaryService dictionaryService = applicationContext.getBean(DictionaryService.class);

        dictionaryService.showInformation();
    }
}

----------

@Component
public class DictionaryService {

    Dictionary dictionary;

    @Autowired
    public DictionaryService(Dictionary dictionary) {
        this.dictionary = dictionary;
    }

    public void showInformation(){
        System.out.println(dictionary.info());
    }
}


public interface Dictionary {
    public String info();
}

----------

@Component
@Primary
public class KoreanDictionary implements Dictionary {

    @Override
    public String info(){
        return "한국어 사전입니다.";
    }
}

----------

@Component
public class EnglishDictionary implements Dictionary {

    public String info(){
        return "This is an English dictionary.";
    }
}

 

해당 글은 김영한 님의 '스프링 핵심 원리 - 기본편'을 참고하였습니다.