[Spring] 스프링 컨테이너와 스프링 빈

 

스프링 컨테이너 (Spring Container)

• 스프링 컨테이너를 부를 때 BeanFactory, ApplicationContext로 구분해서 이야기한다.
• 그러나 BeanFactory를 직접 사용하는 경우는 거의 없으므로 ApplicationContext를 스프링 컨테이너라고 한다.
• 스프링은 '스프링 컨테이너' 또는 'IOC 컨테이너' 개념을 사용한다.
•  컨테이너는 인스턴스(스프링 빈)의 생명주기를 관리하며, 생성된 인스턴스(스프링 빈)에게 추가적인 기능을 제공한다.
• 즉, 컨테이너는 개발자가 작성한 코드의 처리과정을 위임받은 독립적인 존재다.
• 스프링 컨테이너는 스프링 프레임워크의 핵심부에 위치하며, 의존성 주입을 이용하여 Application을 구성하는 Component들을 관리한다.
• 이 때 스프링 컨테이너에서 생성되는 객체를 Bean이라고 한다.

 

💡 @Configuration

• 설정 파일을 만들기 위한 애노테이션이다.
• 스프링 컨테이너를 생성할 때 파라미터로 설정 파일 정보인 @Configuation 애노테이션이 붙은 클래스 객체를 전해준다.
• 스프링 빈을 등록 하기 위해 쓰인다.
• 빈 등록시 싱글톤이 되도록 보장한다. 

 

🔍 스프링 컨테이너 생성

ApplicationContext applicationContext = 
						new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

• ApplicationContext는 인터페이스이며 '스프링 컨테이너'라고 부른다.
• 스프링 컨테이너는 XML 기반으로 만들 수 있고, 애노테이션 기반의 자바 설정 클래스로도 만들 수 있다.
  • 최근에는 XML은 잘 사용하지 않고 대부분 애노테이션 기반으로 만든다.
• AnnotationConfigApplicationContext는 ApplicationContext의 구현체다.

 

• 스프링 컨테이너를 생성할 때는 구성 정보를 지정해주어야 한다.
• new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class)
  
  • 여기서는 AppConfig.class를 구성 정보로 지정했다.

 

 

🔍 스프링 빈 등록

• 스프링 컨테이너는 파라미터로 넘어온 설정 클래스 정보를 사용해서 스프링 빈을 등록한다.

 

💡 빈 이름

• 빈 이름은 메서드 이름을 사용한다.
• 빈 이름을 직접 부여할 수 있다.
  • @Bean(name = "빈이름")
• 중복된 빈 이름이 있으면 안된다.

 

 

🔍 스프링 빈 의존관계 설정

• 스프링 컨테이너는 설정 정보를 참고해서 의존관계를 주입(DI)한다.
• 스프링은 빈을 생성하고, 의존관계를 주입하는 단계가 나누어져 있다. 
• 그러나 생성자 주입을 통해 스프링 빈을 등록하면 생성자를 호출하면서 의존관계 주입도 한번에 처리된다.

 

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스프링 빈 (Spring Bean)

• 스프링 빈은 스프링 컨테이너가 관리하는 자바 객체이며, 스프링 컨테이너에 존재하는 객체다.
• 스프링 컨테이너에 의해 인스턴스화, 관리, 생성이 된다.
• 스프링에서 빈은 보통 싱글톤으로 존재한다.
  • Singleton(싱글톤) : 어떤 Class가 최초 한 번만 메모리를 할당(static)하고 그 메모리에 객체를 만들어서 사용하는 디자인 패턴
• 스프링 컨테이너는 @Configuration 애노테이션이 붙은 클래스를 설정 정보로 사용한다.
• 여기서 @Bean 애노테이션이 붙은 메서드를 모두 호출하여 반환된 객체를 스프링 컨테이너에 등록한다.
• 스프링 빈은 @Bean 애노테이션이 붙은 메서드의 명을 따라서 빈 이름으로 사용된다.
• applicationContext.getBean() 메서드를 통해서 스프링 컨테이너에 들어있는 스프링 빈을 조회할 수 있다.
• 기존에는 개발자가 직접 자바 코드로 모든 것을 했다면, 이제부터는 스프링 컨테이너에 객체를 스프링 빈으로 등록하고, 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 찾아서 사용하도록 한다.

 

🔍 스프링 빈 출력하기

package hello.core2.beanfind;

import hello.core2.AppConfig;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

class ApplicationContextInfoTest {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

    @Test
    @DisplayName("모든 빈 출력하기")
    void findAllBean() {
        String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();

        for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
            Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
            System.out.println("name = " + beanDefinitionName + " object = " + bean);
        }
    }

    @Test
    @DisplayName("애플리케이션 빈 출력하기")
    void findApplicationBean() {
        String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();

        for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
            BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);

            // ROLE_APPLICATION : 직접 등록한 애플리케이션 빈
            // ROLE_INFRASTRUCTURE : 직접 등록한 애플리케이션 빈
            if (beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
                Object bean = ac.getBean(beanDefinitionName);
                System.out.println("name = " + beanDefinitionName + " object = " + bean);
            }
        }
    }
}

✔ 모든 빈 출력하기

• 스프링에 등록된 모든 빈 정보를 출력한다.
• ac.getBeanDefinitionNames() : 스프링에 등록된 모든 빈 이름을 조회한다.
• ac.getBean() : 빈 이름으로 빈 객체를 조회한다.

 

✔ 애플리케이션 빈 출력하기

• 스프링 내부에서 사용하는 빈은 제외하고, 내가 등록한 빈만 출력한다.
• getBeanDefinition() : 빈에 대한 메타 데이터 정보를 반환한다.
  • 해당 메서드를 사용하려면 타입을 ApplicationContext가 아닌 AnnotationConfigApplicationContext로 지정해야 한다.
• 스프링 내부에서 사용하는 빈은 getRole() 메서드를 통해 구분할 수 있다.
  • ROLE_APPLICATION : 일반적으로 사용자가 정의한 빈
  • ROLE_INFRASTRUCTURE : 스프링이 내부에서 사용하는 빈

 

 

🔍 스프링 빈 조회 - 기본

• ac.getBean(빈이름, 타입)
  • 빈을 구체 타입으로 조회하면 유연성이 떨어진다.
• ac.getBean(타입)
• 조회 대상이 스프링 컨테이너에 없으면 NoSuchBeanDefinitionException 예외 발생
• 빈을 구체 타입으로 조회하면 유연성이 떨어진다.

 

package hello.core2.beanfind;

import hello.core2.AppConfig;
import hello.core2.member.MemberService;
import hello.core2.member.MemberServiceImpl;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.NoSuchBeanDefinitionException;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;

class ApplicationContextBasicFindTest {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

    @Test
    @DisplayName("빈 이름으로 조회")
    void findBeanByName() {
        MemberService memberService = ac.getBean("memberService", MemberService.class);

        assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
    }

    @Test
    @DisplayName("이름 없이 타입으로만 조회")
    void findBeanByTye() {
        MemberService memberService = ac.getBean(MemberService.class);
        assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
    }

    // 빈을 구체 타입으로 조회할 수 있으나, 유연성이 떨어진다. 그러므로 인터페이스 타입으로 조회하는 것이 좋다.
    @Test
    @DisplayName("구체 타입으로 조회")
    void findBeanByName2() {
        MemberServiceImpl memberService = ac.getBean("memberService", MemberServiceImpl.class);
        assertThat(memberService).isInstanceOf(MemberServiceImpl.class);
    }

    // 빈 조회 못하는 경우 실패 사례 검증
    @Test
    @DisplayName("빈 이름으로 조회X")
    void findBeanByNameX() {
        // ac.getBean("xxxx", MemberService.class);

        assertThrows(NoSuchBeanDefinitionException.class,
                () -> ac.getBean("xxxx", MemberService.class));
    }
}

 

 

🔍 스프링 빈 조회 - 동일한 타입이 둘 이상

• 타입으로 조회시 같은 타입의 스프링이 둘 이상일 경우 오류가 발생한다. 이 때는 빈 이름으로 조회할 것
• ac.getBeansOfType() : 해당 타입의 모든 빈을 조회한다.

 

package hello.core2.beanfind;

import hello.core2.member.MemberRepository;
import hello.core2.member.MemoryMemberRepository;
import org.junit.jupiter.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.Map;

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class ApplicationContextSameBanFindTest {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SameBeanConfig.class);

    @Test
    @DisplayName("타입으로 조회시 같은 타입이 둘 이상 있을 ")
    void findBeanByTypeDuplicate() {
        Assertions.assertThrows(NoUniqueBeanDefinitionException.class, () -> ac.getBean(MemberRepository.class));
    }

    @Test
    @DisplayName("타입으로 조회시 같은 타입이 둘 이상 있으면, 빈 이름으로 지정하면 된다.")
    void findBeanByName() {
        MemberRepository memberRepository = ac.getBean("memberRepository1", MemberRepository.class);
        assertThat(memberRepository).isInstanceOf(MemberRepository.class);
    }

    @Test
    @DisplayName("특정 타입의 빈을 모두 조회하기")
    void findAllBeanByType() {
        Map<String, MemberRepository> beansOfType = ac.getBeansOfType(MemberRepository.class);
        for (String key : beansOfType.keySet()) {
            System.out.println("key  = " + key + " value = " + beansOfType.get(key));
        }
        System.out.println("beansOfType = " + beansOfType);
        assertThat(beansOfType.size()).isEqualTo(2);
    }

    @Configuration
    static class SameBeanConfig {

        @Bean
        public MemberRepository memberRepository1() {
            return new MemoryMemberRepository();
        }

        @Bean
        public MemberRepository memberRepository2() {
            return new MemoryMemberRepository();
        }
    }
}

 

 

🔍 스프링 빈 조회 - 상속 관계

• 부모 타입으로 조회하면, 자식 타입도 함께 조회한다.
• 모든 자바 객체의 최고 부모인 Object 타입으로 조회하면 모든 스프링 빈을 조회된다.

 

package hello.core2.beanfind;

import hello.core2.discount.DiscountPolicy;
import hello.core2.discount.FixDiscountPolicy;
import hello.core2.discount.RateDiscountPolicy;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.NoUniqueBeanDefinitionException;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

import java.util.Map;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.junit.jupiter.api.Assertions.assertThrows;

public class ApplicationContextExtendsFindTest {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(TestConfig.class);

    @Test
    @DisplayName("부모 타입으로 조회시, 자식이 둘 이상 있으면, 중복 오류가 발생한다.")
    void findBeanByParentTypeDuplicate() {
        assertThrows(NoUniqueBeanDefinitionException.class,
                () -> ac.getBean(DiscountPolicy.class));
    }

    @Test
    @DisplayName("부모 타입으로 조회시, 자식 둘 이상 있으면, 빈 이름을 지정하면 된다.")
    void findBeanByParentTypeBeanName() {
        DiscountPolicy rateDiscountPolicy = ac.getBean("rateDiscountPolicy", DiscountPolicy.class);
        assertThat(rateDiscountPolicy).isInstanceOf(RateDiscountPolicy.class);
    }

    // 구현 타입으로 조회하는 것은 유연성이 떨어진다.
    @Test
    @DisplayName("특정 하위 타입으로 조회")
    void findBeanBySubType() {
        RateDiscountPolicy bean = ac.getBean(RateDiscountPolicy.class);
        assertThat(bean).isInstanceOf(RateDiscountPolicy.class);
    }

    @Test
    @DisplayName("부모 타입으로 모두 조회하기")
    void findAllBeanByParentType() {
        Map<String, DiscountPolicy> beansOfType = ac.getBeansOfType(DiscountPolicy.class);
        for (String key : beansOfType.keySet()) {
            System.out.println("key = " + key + " value = " + beansOfType.get(key));
        }
    }

    @Test
    @DisplayName("부모 타입으로 모두 조회하기 - Object")
    void findAllBeanByObjectType() {
        Map<String, Object> beansOfType = ac.getBeansOfType(Object.class);
        for (String key : beansOfType.keySet()) {
            System.out.println("key = " + key + " value = " + beansOfType.get(key));
        }
    }

    @Configuration
    static class TestConfig {

        @Bean
        public DiscountPolicy rateDiscountPolicy() {
            return new RateDiscountPolicy();
        }

        @Bean
        public DiscountPolicy fixDiscountPolicy() {
            return new FixDiscountPolicy();
        }
    }
}

 

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BeanFactory vs ApplicationContext

• BeanFactory
  • 스프링 컨테이너의 최상위 인터페이스다.
  • 스프링 빈을 관리하고 조회하는 역할을 담당한다.
  • getBean() 메서드를 제공한다.
• ApplicationContext
  • BeanFactory 기능을 모두 상속 받아서 제공한다.
  • 애플리케이션을 개발할 때는 빈을 관리하고 조회하는 기능은 물론이고, 수 많은 부가 기능이 필요하다.

 

 

🔍 ApplicationContext가 제공하는 부가기능

• 메시지 소스를 활용한 국제화 기능
  • 예를 들어서 한국에서 들어오면 한국어로, 영어권에서 들어오면 영어로 출력
• 환경변수
  • 로컬, 개발, 운영등을 구분해서 처리
• 애플리케이션 이벤트
  • 이벤트를 발행하고 구독하는 모델을 편리하게 지원
• 편리한 리소스 조회
  • 파일, 클래스패스, 외부 등에서 리소스를 편리하게 조회

 

🔍 다양한 설정 형식 지원 - 자바 코드, XML

• 자바 코드 또는 XML로 스프링 컨테이너를 구축할 수 있으나 요새는 자바 코드로 사용한다.

 

💡 정리

• ApplicationContext는 BeanFactory의 기능을 상속 받는다.
• ApplicationContext는 빈 관리 기능 + 편리한 부가 기능을 제공한다.
• BeanFactory를 직접 사용할 일이 거의 없다. 부가 기능이 포함된 ApplicationContext를 사용한다.
• BeanFactory 또는 ApplicationContext를 스프링 컨테이너라고 한다.

 

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스프링 빈 설정 메타 정보 - BeanDefinition

• 스프링이 다양한 설정 형식을 지원할 수 있는 이유는 BeanDefinition인터페이스의 추상화 때문이다. 
• 쉽게 이야기 해서 역활과 구현을 개념적으로 나눴다.
• 스프링 컨테이너는 BeanDefinition만 생성한다면 자바 인지 XML인지 상관 없다.
• BeanDefinition은 빈 설정 메타정보다.
• @Bean 또는 <bean> 을 사용하면 각각 하나씩 메타 정보가 생성된다.
• 스프링 컨테이너는 메타 정보를 기반으로 스프링 빈을 생성한다.

 

package hello.core2.beandefinition;

import hello.core2.AppConfig;
import org.junit.jupiter.api.DisplayName;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.config.BeanDefinition;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;

public class BeanDefinitionTest {

    AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

    @Test
    @DisplayName("빈 설정 메타정보 확인")
    void findApplicationBean() {
        String[] beanDefinitionNames = ac.getBeanDefinitionNames();
        for (String beanDefinitionName : beanDefinitionNames) {
            BeanDefinition beanDefinition = ac.getBeanDefinition(beanDefinitionName);

            if (beanDefinition.getRole() == BeanDefinition.ROLE_APPLICATION) {
                System.out.println("beanDefinition = " + beanDefinition +
                        "beanDefinition = " + beanDefinition);
            }
        }
    }
}

 

 

🔍 스프링 빈 설정 메타 정보-심화

• AnnotationConfigApplicationContext는 AnnotatedBeanDefinitionReader를 사용해서 @Component 애노테이션이 붙은 설정 정보 파일을 읽고 BeanDefinition을 생성한다. 

 

🔍BeanDefition 정보

• BeanClassName : 생성할 빈의 클래스 명
  • 자바 설정처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 null로 나온다.
• factoryBeanName : 팩토리 역할의 빈을 사용할 경우 이름 
  • 예) appConfig
• factoryMethodName : 빈을 생성할 팩토리 메서드 지정
  • 예) memeberService
• Scope : 싱글톤 (기본값)
• lazyInit : 스프링 컨테이너를 생성할 때 빈을 생성하는 것이 아니라, 실제 빈을 사용할 때까지 최대한 생성을 지연처리 하는 여부
• InitMethodName : 빈을 생성하고, 의존관계를 적용한 뒤에 호출되는 초기화 메서드 명
• DestroyMethodName : 빈의 생명주기가 끝나서 제거하기 직전에 호출되는 메서드 명
• Constructor arguments, Properties : 의존관계 주입에서 사용한다.
  • 자바 설정처럼 팩토리 역할의 빈을 사용하면 없다.

 

 

 

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👀 참고 자료

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/dashboard

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