Spring IOC와 DI

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1. 제어의 역전(IoC, Inversion of Control)이란?

"제어의 역전"이란 객체의 제어권을 사용자(개발자)로부터 스프링 IoC 컨테이너로 넘기는 것을 의미합니다.

IoC 이전의 방식 (제어권이 개발자에게 있는 경우)

전통적으로 객체는 스스로 필요한 의존성을 생성하거나 관리해야 했습니다. 하나의 클래스에서 또 다른 클래스를 생성하거나 사용하며 강하게 결합된 구조를 만들었습니다. 예를 들어:

public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    public OrderService() {
        this.orderRepository = new OrderRepository(); // 의존성 직접 생성
    }

    public void createOrder() {
        orderRepository.save("Order");
    }
}

위 코드를 보면 OrderService는 OrderRepository 객체를 직접 생성하고 있습니다. OrderService가 OrderRepository 객체를 "제어"하고 있고, 이로 인해 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있습니다:

강한 결합 (Tight Coupling):
- OrderService는 OrderRepository 구현에 의존합니다. 만약 OrderRepository를 다른 구현체로 교체하려면 OrderService 코드를 수정해야 합니다.
테스트 어려움:
- OrderRepository를 목(Mock) 객체로 대체해 단위 테스트를 수행하기 어렵습니다.
확장성 부족:
- 새로운 기능을 추가하거나 다른 객체를 의존하게 만들기 어렵습니다.

IoC 적용 후 (스프링 컨테이너가 제어)

IoC를 도입하면, 객체의 생성 및 관리를 개발자가 직접 처리하지 않고, 스프링 IoC 컨테이너로 위임합니다. 변경된 코드 예:

@Component
public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    public OrderService(OrderRepository orderRepository) {
        // 의존성은 스프링 컨테이너에서 주입됨
        this.orderRepository = orderRepository;
    }

    public void createOrder() {
        orderRepository.save("Order");
    }
}

위 코드에서 OrderRepository는 더 이상 new 키워드로 생성되지 않습니다. 대신 스프링 컨테이너가 객체를 생성하고 주입합니다. 즉, OrderService가 자신의 의존성을 제어했던 권한을 스프링 컨테이너에 넘겼기 때문에 "제어의 역전"이 발생한 것입니다.

2. 의존성 주입(DI, Dependency Injection)이란?

DI는 IoC의 구현 방식 중 하나로, 객체 사이의 의존성을 외부(스프링 컨테이너)에서 주입하는 것을 뜻합니다. IoC란 큰 관점에서 제어를 역전시키는 원칙이라면, DI는 이를 실현하기 위한 구체적인 메커니즘이라고 할 수 있습니다.

DI의 구현 방식과 동작 원리

스프링에서 DI는 주로 3가지 방식으로 동작합니다:

생성자 주입(Constructor Injection)
Setter 주입(Setter Injection)
필드 주입(Field Injection)

1) 생성자 주입 (Constructor Injection)

의존성을 객체 생성 시점에 생성자를 통해 주입받는 방식입니다.

@Component
public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    public OrderService(OrderRepository orderRepository) {
        this.orderRepository = orderRepository;
    }
}

스프링 컨테이너가 OrderRepository를 생성한 뒤, 생성자를 통해 OrderService에 전달합니다.
생성자 주입은 모든 의존성이 필수적일 때 가장 권장되는 방식이며, 객체 불변성을 유지할 수 있습니다.

2) 세터 주입 (Setter Injection)

Setter 메서드를 통해 의존성을 주입받는 방식입니다.

@Component
public class OrderService {
    private OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    public void setOrderRepository(OrderRepository orderRepository) {
        this.orderRepository = orderRepository;
    }
}

세터 주입은 선택적으로 의존성을 주입할 때 사용됩니다.
의존성이 객체 생성 이후에 변경 가능하다는 단점이 있습니다.

3) 필드 주입 (Field Injection)

필드에 직접 @Autowired를 사용하여 의존성을 주입받는 방식입니다.

@Component
public class OrderService {
    @Autowired
    private OrderRepository orderRepository;
}

가장 간결한 방식으로 코드가 줄어들지만, 테스트 시 목(Mock) 객체를 주입하는 데 어려움이 있어 권장되지 않습니다.
Spring Boot에서는 많이 사용되지만, 디자인 측면에서 생성자 주입을 선호합니다.

3. IoC와 DI가 동작하는 원리

1) 스프링 IoC 컨테이너 역할

스프링 IoC 컨테이너는 ApplicationContext를 사용해 애플리케이션에 필요한 객체(빈, Bean)를 생성하고 관리합니다. 개발자가 직접 객체를 생성하거나 의존성을 연결하지 않아도 모든 작업을 컨테이너가 처리합니다. 동작 과정 개요:

빈 구성파일(XML, Java Config) 또는 @Component 주석으로 빈을 등록합니다.
스프링은 객체를 생성할 때 필요한 의존성을 확인합니다.
의존성을 생성 후, 원하는 객체에 주입합니다.
컨테이너가 생성한 객체를 애플리케이션에 사용 가능하도록 관리합니다.

2) 스프링에서 DI 실행 흐름

스프링 컨테이너는 애플리케이션에 정의된 모든 빈을 스캔합니다.
필요 시(@Autowired) 다른 빈을 참조하거나 연결하여 의존성을 생성합니다.
이러한 과정을 통해 객체 사이의 관계를 자동으로 설정합니다.

4. IoC와 DI의 실제 이점

유지보수성 향상
- 객체 간 의존성이 코드 안에 명시되지 않아 변경에 유연합니다.
테스트 가능성 증가
- DI를 통해 Mock 객체를 주입하여 쉽게 단위 테스트를 작성할 수 있습니다.
확장성과 유연성
- 의존성을 정의한 곳(Configuration)만 수정하면 객체 간 연결 및 구성 변경이 가능합니다.

5. IoC와 DI를 활용한 실제 예

예제: 서비스, 리포지토리 구성

@Repository
public class OrderRepository {
    public void save(String order) {
        System.out.println("Order saved: " + order);
    }
}

@Service
public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    public OrderService(OrderRepository orderRepository) {
        this.orderRepository = orderRepository;
    }

    public void createOrder() {
        orderRepository.save("Order");
    }
}

@RestController
public class OrderController {
    private final OrderService orderService;

    @Autowired
    public OrderController(OrderService orderService) {
        this.orderService = orderService;
    }

    @GetMapping("/createOrder")
    public String createOrder() {
        orderService.createOrder();
        return "Order Created!";
    }
}

위 코드는 컨트롤러 → 서비스 → 리포지토리 계층 간 의존성을 DI를 통해 관리합니다. 모든 의존성은 스프링 컨테이너가 주입하며 코드에는 객체 간 연결이 드러나지 않습니다.

6. 정리

IoC란 객체의 생성 및 관리를 개발자가 아닌 스프링 컨테이너가 담당하게 함으로써 일어나는 제어의 역전입니다.
DI는 IoC를 실현하기 위한 구체적인 기술로, 필요한 의존성을 외부에서 주입받아 객체 간의 결합도를 낮춥니다.
이를 통해 유지보수성, 확장성, 테스트 가능성이 크게 향상되며 효율적인 애플리케이션 개발이 가능해집니다.

Spring 공식 문서와 같은 참고 자료를 활용해 더 많은 내용을 살펴보세요! 😊 위 글은 IoC와 DI를 기반 개념부터 상세 동작 원리, 이점까지 구체적으로 설명하였습니다. 추가적인 질문이 있다면 편하게 말씀해주세요! 😊

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Spring 공식 홈페이지에서 ioc 와 DI 어떻게 만들어지는데에 대한 내용을 넣어서 더 자세하게 작성해줘

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아래는 Spring 공식 홈페이지의 내용을 참고하여 **IoC(Inversion of Control)**와 **DI(Dependency Injection)**의 개념과 구체적인 동작 방식, Spring이 IoC와 DI를 어떻게 구현하는지에 대해 더욱 자세하게 작성한 기술 블로그 글입니다.

Spring 프레임워크는 객체를 생성하고, 생성된 객체를 조립하며, 객체 간의 의존성을 관리하는 역할을 하는 **IoC(Inversion of Control)**와 **DI(Dependency Injection)**라는 핵심 원칙을 기반으로 설계되었습니다. 이번 글에서는 Spring 블로그와 공식 문서 내용을 참고해 IoC와 DI가 어떻게 동작하는지 심층적으로 알아봅니다.

1. IoC (Inversion of Control): 제어의 역전

IoC는 객체의 생성과 객체 사이의 의존성 관리를 개발자가 직접 코드 내에서 처리하지 않고, **컨테이너(Inversion of Control Container)**가 관리하도록 위임하는 것을 의미합니다. 즉, 객체의 생명주기, 의존성 등을 스프링이 처리하는 것이 "제어의 역전"입니다.

1.1 제어의 역전이란?

일반적인 애플리케이션의 전통적인 설계에서는 각 클래스가 스스로 객체를 생성, 초기화하고 필요에 따라 의존성을 연결하는 방식으로 동작했습니다. 하지만 이러한 방식은 **강한 결합(Tight Coupling)**을 초래하며 유지보수나 확장성을 저해할 수 있었습니다.

public class OrderService {
    private OrderRepository orderRepository;

    public OrderService() {
        this.orderRepository = new OrderRepository(); // 직접 의존성 생성
    }

    public void createOrder() {
        orderRepository.save("Order");
    }
}

위 코드에서는 OrderService가 OrderRepository 객체를 직접 생성하고 관리합니다. 만약 OrderRepository의 구현체를 바꿔야 한다면, OrderService 코드를 반드시 수정해야 합니다. 이는 유지보수가 어려운 구조를 만듭니다.

1.2 Spring IoC 적용 후의 모습

스프링에서는 객체 생성 및 의존성 주입의 모든 제어 권한을 IoC 컨테이너가 관리합니다. 개발자는 단순히 컨테이너에 의존성을 명시하면, 컨테이너가 객체를 생성하고 적절히 주입합니다. 위 코드를 Spring IoC 방식으로 재작성하면 다음과 같이 단순해집니다.

@Component
public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    public OrderService(OrderRepository orderRepository) {
        this.orderRepository = orderRepository; // DI를 통해 의존성 주입
    }

    public void createOrder() {
        orderRepository.save("Order");
    }
}

여기서 객체 생성과 의존성 주입은 **스프링 컨테이너(ApplicationContext)**가 제어하게 됩니다.

2. DI (Dependency Injection): 의존성 주입

DI는 IoC의 구체적인 구현 방식 중 하나로, 객체가 필요로 하는 의존성(다른 객체)을 스프링 컨테이너가 주입하여 관리하도록 합니다. 이를 통해 강한 결합을 해소하고 테스트 가능성과 유연성을 크게 높일 수 있습니다.

2.1 DI의 동작 원리

Spring에서는 DI를 다음 방식으로 구현할 수 있습니다:

생성자 주입(Constructor Injection)
Setter 주입(Setter Injection)
필드 주입(Field Injection)

결국 어느 방식이든 기본 원리는 스프링 컨테이너가 적절한 객체를 생성해서 주입한다는 점입니다. 의존성 주입 전체 흐름에 대해 조금 더 자세히 살펴보겠습니다.

객체(bean) 등록 및 생명주기 관리
객체 간의 관계(의존성) 주입 관리
객체의 초기화/소멸 관련 콜백 처리

다음은 컨테이너가 의존성 주입을 처리하는 구체적인 방법입니다:

3.2 IoC 컨테이너 초기화 과정

Spring 공식 문서에 설명된 IoC 컨테이너의 초기화 과정은 다음과 같습니다:

빈 정의 읽기:
- 컨테이너는 애플리케이션 설정 파일(XML, Java Config, 혹은 @ComponentScan)을 통해 빈 정의를 읽어옵니다.
- 예를 들어, @Component와 같은 어노테이션을 사용해 정의된 클래스를 검색한 뒤 관리 대상으로 설정합니다.

   @Component
   public class OrderRepository {
       public void save(String order) {
           System.out.println("Order saved: " + order);
       }
   }

빈 생성:
- 스프링 컨테이너는 빈 정의를 기반으로 객체를 생성합니다.
- 생성 시 각 객체에 필요한 의존성도 탐색합니다.
의존성 주입:
- 스프링 컨테이너는 생성된 빈에 대해 의존성을 주입합니다.
빈 초기화:
- @PostConstruct, InitializingBean 등의 초기화 루틴을 수행합니다.
컨테이너 시작:
- 준비된 모든 빈을 컨테이너의 제어 하에 실행하고, 의존성을 관리하게 됩니다.

3.3 DI 방식: 생성자 주입의 동작 원리

Spring에서 가장 권장하는 DI 방식은 생성자 주입입니다. 다음은 생성자 주입 방식이 구체적으로 어떻게 동작하는지 보여줍니다.

빈 정의를 로드할 때 OrderService를 분석:
- 스프링 컨테이너는 OrderService 클래스가 의존성으로 OrderRepository를 필요로 한다는 것을 파악합니다.
적절한 객체 생성:
- OrderRepository 빈을 먼저 생성합니다.
의존성 주입:
- 생성자를 통해 OrderService에 OrderRepository 객체를 전달합니다.

@Component
public class OrderService {
    private final OrderRepository orderRepository;

    @Autowired
    public OrderService(OrderRepository orderRepository) { // 주입
        this.orderRepository = orderRepository;
    }
}

스프링 공식 문서의 구성 예제

Spring 공식 문서에서는 ApplicationContext와 @Configuration 기반의 코드 구성을 많이 강조합니다. 다음과 같은 구성을 참고할 수 있습니다:

Java Config로 Spring 컨테이너 설정:

@Configuration
public class AppConfig {

    @Bean
    public OrderRepository orderRepository() {
        return new OrderRepository();
    }

    @Bean
    public OrderService orderService() {
        return new OrderService(orderRepository());
    }
}

컨테이너 초기화 및 실행:

public static void main(String[] args) {
    ApplicationContext context = new AnnotationConfigApplicationContext(AppConfig.class);

    OrderService orderService = context.getBean(OrderService.class);
    orderService.createOrder();
}

4. IoC와 DI로 얻는 이점

유지보수성:
- 의존성이 코드 내부에 강하게 결합되지 않아, 객체 간 연결을 쉽게 변경할 수 있습니다.
확장성:
- @Qualifier와 같은 기능을 통해 다양한 구현체를 플러그인처럼 끼울 수 있습니다.

공식 문서 보기

IOC DI 란?

Spring IOC와 DI

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1. 제어의 역전(IoC, Inversion of Control)이란?

IoC 이전의 방식 (제어권이 개발자에게 있는 경우)

IoC 적용 후 (스프링 컨테이너가 제어)

2. 의존성 주입(DI, Dependency Injection)이란?

DI의 구현 방식과 동작 원리

1) 생성자 주입 (Constructor Injection)

2) 세터 주입 (Setter Injection)

3) 필드 주입 (Field Injection)

3. IoC와 DI가 동작하는 원리

1) 스프링 IoC 컨테이너 역할

2) 스프링에서 DI 실행 흐름

4. IoC와 DI의 실제 이점

5. IoC와 DI를 활용한 실제 예

예제: 서비스, 리포지토리 구성

6. 정리

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Spring IoC와 DI: 원리와 실제 동작 방식

1. IoC (Inversion of Control): 제어의 역전

1.1 제어의 역전이란?

1.2 Spring IoC 적용 후의 모습

2. DI (Dependency Injection): 의존성 주입

2.1 DI의 동작 원리

3. Spring IoC 및 DI 동작 방식

3.1 IoC 컨테이너(ApplicationContext)

컨테이너의 주요 역할:

3.2 IoC 컨테이너 초기화 과정

3.3 DI 방식: 생성자 주입의 동작 원리

스프링 공식 문서의 구성 예제

4. IoC와 DI로 얻는 이점