SPRING

[토비의 스프링] 6. AOP (2)

혀내 2022. 12. 29. 16:26
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스프링 AOP

다이내믹 프록시를 이용해 분리한 트랜잭션 코드는 투명한 부가기능 형태로 제공돼야 한다.

 

프록시 팩토리 빈 방식의 접근 방법 한계

1. 부가기능이 타깃 오브젝트마다 새로 만들어진다.

→ 스프링에서 제공하는 ProxyFactoryBean 의 어드바이스를 통해 해결 완료!

 

2. 부가기능 적용이 필요한 타깃 오브젝트마다 거의 비슷한 내용의 ProxyFactoryBean 빈 설정 정보를 추가해줘야 한다.

→ 여전히 스프링의 ProxyFactoryBean에서도 문제가 되고 있다.

 

 

 

빈 후처리기

  • BeanPostProcessor 인터페이스를 구현해서 만든다.
  • 스프링 빈 오브젝트로 만들어지고 난 후에 빈 오브젝트를 다시 가공할 수 있게 한다.

 

DefaultAdvisorAutoProxyCreator

빈 후처리기(어드바이저)를 이용한 자동 프록시 생성기

 

 

즉, 자동 프록시 생성 빈 후처리기를 이용한다면 2번째 문제를 해결할 수 있다.

  • 빈 후처리기 자체를 빈으로 등록해 빈 오브젝트를 생성할 때마다 후처리기에게 보낸다.
  • 빈 오브젝트 일부를 프록시로 포장하고, 프록시를 빈으로 대신 등록한다.
  • 이 때 적용할 빈을 선정하는 포인트컷을 어드바이저에 담아 빈으로 등록한다.

 

 

확장된 포인트컷 테스트

두 가지 기능을 정의한 Pointcut 인터페이스

public interface Pointcut {
	ClassFilter getClassFilter();
	MethodMatcher getMethodMatcher();
}

 

테스트

@Test
public void classNamePointcutAdvisor {
	// 포인트컷 준비
	NameMatchMethodPointcut classMethodPointcut = new NameMatchMethodPointcut() {
		public ClassFilter getClassFilter() {
			return new ClassFilter() {
				public boolean matches(Class<?> clazz) {
					return clazz.getSimpleName().startsWith("HelloT");
				}
			};
		}
	};
	classMethodPointcut.setMappedName("sayH*");

	// 테스트
	checkAdvice(new HelloTarget(), classMethodPointcut, true);
	checkAdvice(new HelloWorld(), classMethodPointcut, false);
}

private void checkAdviced(Object target, Pointcut pointcut, boolean adviced) {
	ProxyFactoryBean pfBean = new ProxyFactoryBean();
	pfBean.setTarget(target);
	pfBean.addAdvisor(new DefaultPointcutAdvisor(pointcut, new UppercaseAdvice()));
	Hello proxiedHello = (Hello) pfBean.getObject();

	if (adviced) {
		assertThat(proxiedHello.sayHello("Toby"), is("HELLO TOBY"));
		assertThat(proxiedHello.sayHi("Toby"), is("HI TOBY"));
		...
	} else {
		assertThat(proxiedHello.sayHello("Toby"), is("Hello Toby"));
		assertThat(proxiedHello.sayHi("Toby"), is("Hi Toby"));
		...
	}
}

 

 

DefaultAdvisorAutoProxyCreator 의 적용

우리가 만든 포인트컷을 실제로 적용해보자.

메소드 이름만 비교하던 포인트컷인 NameMatchMethodPointcut 을 상속해서 이름 패턴을 가지고 클래스 이름을 비교하는 ClassFilter 를 추가할 것이다.

public class NameMatchClassMethodPointcut extends NameMatchMethodPointcut {
	public void setMappedClassName(String mappedClassName) {
		this.setClassFilter(new SimpleClassFilter(mappedClassName));
	}

	static class SimpleClassFilter implements ClassFilter {
		String mappedName;

		private SimpleClassFilter(String mappedName) {
			this.mappedName = mappedName;
		}

		public boolean matches(Class<?> clazz) {
			return PatternMatchUtils.simpleMatch(mappedName, clazz.getSimpleName());
		}
	}
}

 

 

자동 프록시 생성기 DefaultAdvisorAutoProxyCreator 를 등록한다.

→ 자동 프록시 생성기는 빈 중에서 Advisor 인터페이스를 구현한 것들을 모두 찾는다.

<bean class="org.springframework.aop.framework.autoproxy.DefaultAdvisorAutoProxyCreator" />

 

 

새로 만든 클래스 필터 지원 포인트 컷을 빈으로 등록한다.

<bean id="transactionPointcut"
        class="springbook.service.NameMatchClassMethodPointcut">
	<property name="mappedClassName" value="*ServiceImpl"/> => 클래스 이름 패턴
	<property name="mappedName" value="upgrade*" /> => 메소드 이름 패턴
</bean>

 

이제 transactionAdvisor 를 명시적으로 DI하는 빈은 존재하지 않는다.

대신 자동 프록시 생성기에 의해 자동 수집되고, 다이내믹하게 DI 되어 동작하는 어드바이저가 된다.

 

 

자동 프록시 생성기를 사용하는 테스트

@Autowired 를 통해 가져오는 UserService 오브젝트는 UserServiceImpl 오브젝트가 아니라 트랜잭션이 적용된 프록시여야 한다.

 

 

UserServiceTest 내부에 정의된 TestUserServiceImpl 클래스

static class TestUsrServiceImpl extends UserServiceImpl {
	private String id = "madnite1"; // 테스트 픽스처 users(3)의 id 값 고정

	protected void upgradeLevel(User user) {
		if (user.getId().equals(this.id)) throw new TestUserServiceException();
		super.upgradeLevel(user);
	}
}

 

 

TestUserServiceImpl 클래스를 빈으로 등록

<bean id="testUserService"
	class="springbook.user.service.UserServiceTest$TestUserServiceImpl"
	parent="userService" />
  • $: 스태틱 멤버 클래스 지정 시 사용
  • parent: 다른 빈 설정의 내용을 상속받는다.

 

 

upgradeAllOrNothing() 이 testUserService를 사용하도록 수정

public class UserServiceTest {
	@Autowired UserService userService;
	@Autowired UserService testUserService;
	...

	@Test
	public void upgradeAllOrNothing() {
		userDao.deleteAll();
		for(User user : users) userDao.add(user);

		try {
			this.testUserService.upgradeLevels();
			fail("TestUserServiceException expected");
		}
		catch (TestUserServiceException e) {}

		checkLevelUpgraded(users.get(1), false);
	}
}

 

 

자동생성 프록시 확인

1. 트랜잭션이 필요한 빈에 트랜잭션 부가기능이 적용됐는가?

⇒ upgradeAllOrNothing() 테스트로 검증 완료

 

2. 아무 빈에나 트랜잭션 부가기능이 적용된 것은 아닌가?

⇒ 클래스 필터가 제대로 동작해 프록시 생성 대상을 선별하고 있는지 여부가 궁금하다.

 

 

클래스 이름 패턴을 변경해 testUsrService 빈에 트랜잭션이 적용되지 않게 해보자.

⇒ upgradeAllOrNothing() 메소드가 실패하면 성공!

 

 

 

포인트컷 표현식을 이용한 포인트컷

메소드 이름보다 더 복잡하고 세밀한 기준으로 선정하고 싶다면? ⇒ 포인트컷 표현식

 

 

AspectJExpressionPointcut

포인트컷 표현식을 지원하는 포인트컷 클래스

 

 

포인트컷 테스트용 클래스

public class Target implements TargetInterface {
	public void hello() {}
	public void hello(String a) {}
	public int minus(int a, int b) throws RuntimeException { return 0; }
	public int plus(int a, int b) { return 0; }
	public void method() {}
}

public class Bean {
	public void method() throws RuntimeException {}
}

 

 

execution() 지시자를 사용한 포인트컷 표현식 문법

execution([접근제한자 패턴] 타입패턴 [타입패턴.]이름패턴 (타입패턴 | "..", ...)
[throws 예외 패턴])

 

ex) Target 클래스의 minus()

public int springbook.learningtest.spring.pointcut.Target.minus(int,int) throws java.lang.RuntimeException

 

 

포인트컷 표현식 테스트

@Test
public void methodSignaturePointcut() throws SecurityException, NoSuchMethodException {
	AspectJExpressionPointcut pointcut = new AspectJExpressionPointcut();
	pointcut.setExpression("execution(public int " +
		"springbook.learningtest.spring.pointcut.Target.minus(int,int) " +
		"throws java.lang.RuntimeException)");

	// Target.minus()
	assertThat(pointcut.getClassFilter().matches(Target.class) && 
		pointcut.getMethodMatcher().matches(
			Target.class.getMethod("minus", int.class, int.class), null), is(true));

	// Target.plus()
	assertThat(pointcut.getClassFilter().matches(Target.class) && 
		pointcut.getMethodMatcher().matches(
			Target.class.getMethod("plus", int.class, int.class), null), is(false));

	...
}

 

 

타깃 클래스의 메소드에 대해 포인트컷 선정 여부를 검사하는 헬퍼 메소드

public void targetClassPointcutMatches(String expr, boolean... expected) throws Exception {
	pointcutMatches(expr, expected[0], Target.class, "hello");
	pointcutMatches(expr, expected[1], Target.class, "hello", String.class);
	pointcutMatches(expr, expected[2], Target.class, "plus", int.class, int.class);
	pointcutMatches(expr, expected[3], Target.class, "minus", int.class, int.class);
	pointcutMatches(expr, expected[4], Target.class, "method");
	pointcutMatches(expr, expected[5], Bean.class, "method");
}

 

 

포인트컷 표현식 테스트

@Test
public void pointcut() rhwos Exception {
	targetClassPointcutMatches("execution(* *(..))", true, true, true, true, true, true);
	// 나머지는 생략 - 표 6-1의 내용과 동일하다.
}

 

 

execution() 외에도 다양한 포인트컷 표현식

  • bean() : 빈의 이름으로 비교
  • @annotation() : 어노테이션이 적용된 메소드 선정

 

 

포인트컷 표현식을 사용해 빈을 설정해보자.

<bean id="transactionPointcut"
	class="org.springframework.aop.aspectj.AspectJExpressionPointcut">
	<property name="expression" value="execution(* *..*ServiceImpl.upgrade*(..))" />
</bean>

 

TestUserServiceImpl → TestUserService 로 이름을 바꾸면 어떻게 될까?

타입 패턴

포인트컷 표현식의 클래스 이름에 적용되는 패턴

 

*..*ServiceImpl 타입 패턴: TestUserService도 UserServiceImpl 타입이므로 이 조건을 충족한다.

 

 

AOP란 무엇인가?

UserService 에 트랜잭션을 적용해온 과정

1. 트랜잭션 경계설정 코드를 비즈니스 로직에 담았다.

→ 특정 트랜잭션 기술에 종속되는 코드

 

2. 서비스 추상화 기법을 적용한다.

→ 트랜잭션 적용이라는 추상적인 작업 내용은 유지하고, 구체적인 구현 방법을 자유롭게 바꿀 수 있다.

→ 여전히 트랜잭션을 적용하고 있다는 사실이 비즈니스 로직에 드러나 있다.

 

3. DI를 이용해 데코레이터 패턴을 적용한다.

→ 비즈니스 로직 코드에 전혀 영향을 주지 않고 트랜잭션이라는 부가기능을 부여할 수 있다.

→ 모든 메소드마다 트랜잭션 기능을 부여하는 코드를 넣어 프록시 클래스를 만드는 작업이 힘들어졌다.

 

4. 프록시 클래스 없이도 프록시 오브젝트를 런타임 시에 만들어주는 JDK 다이내믹 프록시 기술을 적용한다.

→ 프록시 클래스 코드 작성 부담이 줄어든다.

→ 부가 기능 부여 코드의 중복 문제를 해결한다.

→ 동일한 기능의 프록시를 여러 오브젝트에 적용할 때 오브젝트 단위의 중복이 일어난다.

 

5. 스프링의 프록시 팩토리 빈을 이용해 다이내믹 프록시 생성 방법에 DI를 도입한다.

→ 부가기능을 담은 어드바이스와 부가기능 선정 알고리즘을 담은 포인트컷이 프록시에서 분리돼 공유해 사용할 수 있다.

→ 트랜잭션 적용 대상 빈마다 일일이 프록시 팩토리 빈을 설정해줘야 한다.

 

6. 스프링 컨테이너의 빈 생성 후처리 기법을 활용해 컨테이너 초기화 시점에서 자동으로 프록시를 만들어주는 방법을 도입한다.

→ 패턴을 이용해 대상을 자동 선정하는 확장된 포인트컷을 사용한다.

 

 

 

Aspect

애플리케이션의 핵심기능을 담고 있지는 않지만, 애플리케이션을 구성하는 중요한 한 가지 요소이고, 핵심기능에 부가되어 의미를 갖는 특별한 모듈

 

 

AOP(Aspect Oriented Programming)

애플리케이션의 핵심 기능에서 부가 기능을 분리해 애스펙트라는 독특한 모듈로 만들어 설계하고 개발하는 방법

= 관점 지향 프로그래밍

 

 

AOP 적용 기술

  • 프록시 방식의 AOP
  • AOP 프레임워크(AspectJ)

 

AspectJ

클래스가 JVM에 로딩되는 시점을 가로채서 바이트코드를 조작하는 복잡한 방법을 사용한다.

 

 

이러한 복잡한 방법을 사용하는 이유

  1. 컨테이너가 사용되지 않는 환경에서도 AOP를 적용할 수 있어서
  2. 프록시보다 훨씬 강력하고 유연한 AOP가 가능해서

 

보통은 스프링 AOP로도 충분하나, 그 수준을 넘어서는 기능이 필요하면 그 때 AspectJ를 사용한다.

 

 

AOP 용어

타깃

부가기능을 부여할 대상

 

어드바이스

타깃에게 제공할 부가기능을 담은 모듈

 

조인 포인트

어드바이스가 적용될 수 있는 위치

 

포인트컷

어드바이스를 적용할 조인 포인트를 선별하는 작업 또는 그 기능을 정의한 모듈

 

프록시

클라이언트와 타깃 사이에 투명하게 존재하면서 부가기능을 제공하는 오브젝트

 

어드바이저

포인트컷과 어드바이스를 하나씩 갖고 있는 오브젝트

 

애스펙트

AOP의 기본 모듈로 한 개 이상의 포인트 컷과 어드바이스 조합으로 만들어진 싱글톤 형태의 오브젝트

 

 

 

AOP 네임스페이스

스프링의 프록시 방식 AOP를 적용하려면 최소 4개의 빈을 등록해야 한다.

  • 자동 프록시 생성기
  • 어드바이스
  • 포인트컷
  • 어드바이저

 

스프링은 AOP를 위해 기계적으로 적용하는 빈들을 간편하게 등록할 수 있도록 도와준다.

 

 

aop 네임스페이스를 적용해 AOP 관련 빈 설정 변경하기

<aop:config>
	<aop:pointcut id="transactionPointcut"
		expression="execution(* *..*ServiceImpl.upgrade*(..))" />
	<aop:advisor advice-ref="transactionAdvice" pointcut-ref="transactionPointcut" />
</aop:config>

 

 

 

트랜잭션 속성

TransactionDefinition 인터페이스의 4가지 속성

 

1. 트랜잭션 전파

트랜잭션 경계에서 이미 진행 중인 트랜잭션이 있을 때 또는 없을 때 어떻게 동작할 것인가를 결정하는 방식

  • PROPAGATION_REQUIRED
  • PROPAGATION_REQUIRES_NEW
  • PROPAGATION_NOT_SUPPORTED

 

2. 격리수준

  • 기본값: ISOLATION_DEFAULT

 

3. 제한시간

  • 기본값: 제한시간 없음

 

4. 읽기전용

 

 

TransactionDefinition을 DI 받아 사용하면 TransactionAdvice를 사용하는 모든 트랜잭션의 속성이 한꺼번에 바뀐다.

⇒ 원하는 메소드만 선택해 독자적인 정의를 적용할 수 있는 방법은?

 

 

트랜잭션 인터셉터와 트랜잭션 속성

TransactionInterceptor

트랜잭션 정의를 메소드 이름 패턴으로 다르게 지정할 수 있는 방법을 추가로 제공하는 어드바이스

 

 

Properties 타입의 transactionAttributes 프로퍼티

  • 트랜잭션 속성을 정의한 프로퍼티
  • rollbackOn() 속성으로 예외처리를 가능하게 만든다.
  • 메소드 패턴과 트랜잭션 속성을 키와 값으로 갖는 컬렉션
  • 트랜잭션 속성: PROPAGATION_NAME, ISOLATION_NAME, readOnly, timeout_NNNN, -Exception1, +Exception2

 

이러한 어드바이스 빈과 속성 정보도 tx 스키마의 전용 태그로 정의할 수 있다.

 

 

포인트컷과 트랜잭션 속성의 적용 전략

포인트컷 표현식과 트랜잭션 속성 정의 시 따르면 좋은 전략

1. 트랜잭션 포인트컷 표현식은 타입 패턴이나 빈 이름을 사용한다.

2. 공통된 메소드 이름 규칙을 통해 최소한의 트랜잭션 어드바이스와 속성을 정의한다.

<tx:advice id="transactionAdvice">
	<tx:attributes> 
    	<tx:method name="get*" read-only="true" /> 
    	<tx:method name="*" /> 
    </tx:attributes> 
</tx:advice>

3. 프록시 방식 AOP는 같은 타깃 오브젝트 내 메소드를 호출할 때 적용되지 않는다.

 

→ 해결방법

  1. 스프링 API를 이용해 프록시 오브젝트 레퍼런스를 가져온 다음 같은 오브젝트 메소드 호출도 프록시를 이용하도록 강제한다.
  2. AspectJ 등 타깃의 바이트코드를 직접 조작하는 방식의 AOP 기술을 적용한다.

 

 

트랜잭션 속성 적용

트랜잭션 속성과 전략을 UserService에 적용해보자.

 

 

트랜잭션 경계설정의 일원화

public interface UserService {
	void add(User user);
	User get(String id);
	List<User> getAll();
	void deleteAll();
	void update(User user);
	
	void upgradeLevels();
}

 

public class UserServiceImpl implements UserService {
	UserDao userDao;
	...

	public void deleteAll() { userDao.deleteAll(); }
	public User get(String id) { return userDao.get(id); }
	public List<User> getAll() { return userDao.getAll(); }
	public void update(User user) {userDao.update(user); }
	...

⇒ User 관련 데이터 조작은 UserService라는 트랜잭션 경계를 통해 진행할 경우 모두 트랜잭션을 적용할 수 있게 되었다.

 

 

서비스 빈에 적용되는 포인트컷 표현식 등록

<aop:config>
	<aop:advisor advice-ref="transactionAdvice" pointcut="bean(*Service)" />
</aop:config>

 

 

트랜잭션 속성을 가진 트랜잭션 어드바이스 등록

<bean id="transactionAdvice"
	class="org.springframework.transaction.interceptor.TransactionInterceptor">
	<property name="transactionManager" ref="transactionManager" />
	<property name="transactionAttributes">
		<props>
			<prop key="get*">PROPAGATION_REQUIRED, readOnly</prop>
			<prop key="*">PROPAGATION_REQUIRED</prop>
		</props>
	</property>
</bean>

 

 

트랜잭션 속성 테스트

static class TestUserService extends UserServiceImpl {
	...

	public List<User> getAll() {
		for (User user : super.getAll()) {
			super.update(user); // 읽기 전용 메소드에 쓰기 작업 추가
		}
		return null;
	}
}

 

@Test(expected=TransientDataAccessResourceException.class)
public void readOnlyTransactionAttribute() {
	testUserService.getAll();
}

 

 

 

트랜잭션 애노테이션

@Transactional

  • 메소드, 클래스, 인터페이스에 사용
  • 트랜잭션 속성 정의 + 포인트컷 자동 등록 역할

 

@Transactional 의 대체 정책

타깃 메소드 → 타깃 클래스 → 선언 메소드 → 선언 타입의 순서에 따라 어노테이션 적용을 차례로 확인하고, 가장 먼저 발견되는 속성정보를 사용한다.

 

 

 

선언적 트랜잭션과 트랜잭션 전파 속성

선언적 트랜잭션

AOP를 이용해 코드 외부에서 트랜잭션 기능을 부여해주고 속성을 지정할 수 있게 하는 방법

 

프로그램에 의한 트랜잭션

개별 데이터 기술의 트랜잭션 API를 사용해 직접 코드 안에서 사용하는 방법

 

 

 

트랜잭션 동기화와 테스트

트랜잭션 추상화 기술의 핵심

  1. 트랜잭션 매니저
  2. 구체적인 트랜잭션 기술 종류와 상관없이 일관된 트랜잭션 제어
  3. 트랜잭션 동기화 기술
  4. 트랜잭션 전파에 중요한 역할 수행

 

 

테스트에서는 트랜잭션 매니저 빈을 가져와 직접 사용할 수 있다.

public class UserServiceTest {
	@Autowired
	PlatformTransactionManager transactionManager;
	...

	@Test
	public void transactionSync() {
		userService.deleteAll();

		userService.add(users.get(0));
		userService.add(users.get(1));
}

⇒ 총 3개의 트랜잭션이 만들어진다.

 

 

트랜잭션 매니저를 이용한 테스트용 트랜잭션 제어

3개의 트랜잭션을 하나로 통합할 수는 없을까?

 

@Test
public void transactionSync() {
	DefaultTransactionDefinition txDefinition = new DefaultTransactionDefinition();
	TransactionStatus txStatus = transactionManager.getTransaction(txDefinition);

	userService.deleteAll();
	userService.add(users.get(0));
	userService.add(users.get(1));

	transactionManager.commit(txStatus);
}

 

 

롤백 테스트

테스트 내 모든 DB 작업을 한 트랜잭션 안에서 동작하게 하고 테스트가 끝나면 무조건 롤백

 

@Test
public void transactionSync() {
	DefaultTransactionDefinition txDefinition = new DefaultTransactionDefinition();
	TransactionStatus txStatus = transactionManager.getTransaction(txDefinition);

	try {
		userService.deleteAll();
		userService.add(users.get(0));
		userService.add(users.get(1));
	}
	finally {
		transactionManager.rollback(txStatus);
	}	
}

 

 

테스트를 위한 트랜잭션 어노테이션

@Transactional

  • 테스트 메소드의 트랜잭션 경계를 자동 설정
  • 자동으로 롤백 테스트가 된다.

@Rollback

  • 테스트 결과를 DB에 반영하고 싶을 때 사용

@TransactionConfiguration(defaultRollback=false)

  • 메소드보다 큰 클래스 단위로 롤백에 대한 공통 속성을 지정

@NotTransactional

  • 해당 메소드에서만 트랜잭션이 시작하지 않는다.
  • == Transactional(propagation=Propagation.NEVER)

 

 

효과적으로 DB를 테스트하는 법

단위 테스트와 통합 테스트는 아예 클래스를 구분해 따로 둔다.

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