[SpringBoot] AOP 간단 정리

개요

AOP(Aspect-Oriented Programming)은 IOC(Inversion Of Control), DI(Dependency Injection)와 함께 스프링 프레임워크의 핵심 요소로 거론됩니다.

이번 게시글에서는 AOP에 대해 간단히 알아보겠습니다.

본문을 읽기에 앞서 아래 게시글을 먼저 훑어보시는 것을 추천드립니다.

 

https://jaimemin.tistory.com/2025

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https://jaimemin.tistory.com/2031

[SpringBoot] @Aspect 어노테이션

 

1. AOP 소개

 

1.1 핵심 기능과 부가 기능

비즈니스 로직은 크게 핵심 기능과 부가 기능으로 구분할 수 있습니다.

핵심 기능은 해당 객체가 제공하는 고유의 기능이고 부가 기능은 핵심 기능을 보조하기 위해 제공되는 기능입니다.

부가 기능의 대표적인 예는 트랜잭션 기능, 로그 추적 기능 등이 있으며 이들은 보통 공통으로 사용되며 여러 곳에서 동일하게 사용되기 때문에 횡단 관심사(cross-cutting concerns)라고 합니다.

 

1.2 AOP를 적용하지 않은 상태로 부가 기능 적용할 때 문제점

앞서 말했던 것처럼 부가 기능은 여러 곳에서 동일하게 사용되기 때문에 클래스가 N 개라면 N개의 클래스에 대해 동일한 코드를 작성해야 하는 문제점이 발생합니다.

또한, 부가 기능을 고도화하거나 변경해야할 경우 N개의 클래스에 대해 모두 고쳐야 하기 때문에 상당히 귀찮고 실수가 발생할 확률이 높습니다.

 

1.3 Aspect

위 문제점을 해결하기 위해 Aspect가 등장했는데 애스펙트는 부가 기능과 해당 부가 기능을 어디에 적용할지 선택하는 기능을 합해서 만든 하나의 모듈입니다.

기존에 알아본 @Aspect 어노테이션(https://jaimemin.tistory.com/2031)이 바로 애스펙트이며 스프링이 제공하는 Advisor도 Advice(부가 기능)과 Pointcut(적용 대상)을 가지고 있어 개념상 하나의 Aspect입니다.

Aspect는 의미 그대로 애플리케이션을 바라보는 관점이며 애스펙트는 기능에서 횡단 관심사 관점으로 보는 것입니다.

따라서, Aspect를 사용한 프로그래밍 방식을 관점 지향 프로그래밍 AOP라고 합니다.

http://kyd5083.blogspot.com/2013/04/spring-aopaspect-oriented-programming.html

 

* 위 이미지에서 Security, Transactions, Other가 AOP

* AOP가 OOP를 대체하는 것이 아니라 OOP를 보좌하는 개념

 

1.4 AspectJ 프레임워크

AspectJ는 AOP의 대표적인 구현체로 스프링 AOP에서도 대부분 AspectJ의 문법을 차용합니다.

AspectJ 프레임워크의 특징은 아래와 같습니다.

• 자바 프로그래밍 언어에 대한 관점 지향 확장
• 횡단 괌심사의 깔끔한 모듈화
  • 오류 검사/처리
  • 동기화
  • 캐싱을 통한 성능 최적화
  • 모니터링/로깅

 

2. AOP 적용 방식

AOP를 사용하면 핵심 기능과 부가 기능이 코드상 완전히 분리되어 관리되며 크게 3가지 방식으로 부가 기능이 실제 로직에 추가됩니다.

• 컴파일 시점
• 클래스 로딩 시점
• 런타임 시점 (Proxy)

 

2.1 컴파일 시점

.java 소스 코드를 컴파일러를 통해 .class를 만드는 시점에 부가 기능 로직을 추가하는 방법입니다.

이때 AspectJ가 제공하는 컴파일러를 사용하고 컴파일된 .class를 디컴파일하면 Aspect 관련 호출 코드가 들어갑니다.

AspectJ 컴파일러는 Aspect를 확인해서 해당 클래스가 적용 대상인지 먼저 확인하고(Pointcut), 적용 대상인 경우 부가 기능 로직을 적용합니다.(Advice)

이렇게 핵심 로직에 부가 기능 로직이 추가되는 것을 위빙(Weaving)이라고 합니다.

 

* AspectJ가 제공하는 컴파일러를 사용해야하고 다소 복잡한 것이 단점

 

2.2 클래스 로딩 시점

자바를 실행하면 자바 언어는 .class 파일을 JVM(Java Virtual Machine) 내부의 클래스 로더에 보관합니다.

이 과정에서 .class 파일을 조작해서 보관할 수 있는데(java instrumentation 참고) 이 시점에 Aspect를 적용하는 것을 로드 타임 위빙이라고 합니다.

 

* 자바를 실행할 때 java -javaagent라는 옵션을 통해 클래스 로더 조작기를 지정해야 하는데 이 부분이 번거로운 것이 단점

 

2.3 런타임 시점

런타임 시점은 컴파일이 끝나고, 클래스 로더에 클래스도 다 올라간 뒤 즉, 이미 자바가 실행하고 난 다음을 말합니다.

간단히 말하자면 자바의 main 메서드가 이미 실행한 뒤 시점입니다.

따라서, 런타임 시점에 부가 기능을 추가할 때는 자바 언어가 제공하는 범위 안에서 적용해야하며 스프링 컨테이너의 DI, 빈 후처리기(https://jaimemin.tistory.com/2028)과 같은 개념을 총 동원해야 합니다.

위 내용을 종합하면 프록시(https://jaimemin.tistory.com/2016)를 통해 스프링 빈에 부가 기능을 적용할 수 있습니다.

 

프록시를 사용하기 때문에 컴파일 시점과 클래스 로딩 시점에 비해 일부 제약이 있지만 특별한 컴파일러나 복잡한 옵션을 설정하지 않아도 되는 것이 장점입니다.

 

3. AOP 적용 위치

AOP는 아래와 같이 다양한 위치에 적용이 가능합니다.

• 적용 가능 지점(Join point): 생성자, 필드 값 접근, static 메서드 접근, 메서드 실행
• AspectJ를 사용해서 컴파일 시점과 클래스 로딩 시점에 적용하는 AOP는 바이트코드를 실제 조작하기 때문에 모든 지점에서 적용 가능
  • 런타임에서는 일부 제약 있음
• 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점에만 AOP 적용 가능
  • 프록시 메서드는 오버라이딩 개념으로 동작하기 때문에 생성자나 static 메서드, 필드 값 접근에는 불가
  • 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 스프링 컨테이너가 관리할 수 있는 스프링 빈에만 AOP 적용 가능

 

4. AOP 용어 정리

• 조인 포인트(Join point)
  • Advice가 적용될 수 있는 위치
    • 메서드 실행, 생성자 호출, 필드 값 접근, static 메서드 접근과 같이 프로그래밍 실행 중 지점
  • 추상적인 개념이며 AOP를 적용할 수 있는 모든 지점을 뜻함
• 포인트 컷(Pointcut)
  • Join point 중에서 Advice가 적용될 위치를 선별하는 기능
  • Proxy를 사용하는 스프링 AOP는 메서드 실행 지점만 포인트 컷으로 선별 가능
• 타겟(Target)
  • Advice를 받는 객체이며 Pointcut을 통해 결정됨
• 어드바이스(Advice)
  • 부가 기능
  • 특정 Join point에서 Aspect에 의해 취해지는 조치
• 애스펙트(Aspect)
  • Advice와 Pointcut을 합쳐서 모듈화 한 것
  • 여러 Advice와 Pointcut이 함께 존재
• 어드바이저(Advisor)
  • 하나의 Advice와 하나의 Pointcut으로 구성 (1:1 관계)
  • 스프링 AOP에서만 사용되는 용어
• 위빙(Weaving)
  • Pointcut으로 결정한 target의 Join point에 Advice를 적용하는 것
  • 위빙을 사용하면 핵심 기능 코드에 영향을 주지 않고 부가 기능 추가 가능
• AOP 프록시
  • AOP 기능을 구현하기 위해 만든 프록시 객체이며 대표적인 예가 JDK 동적 프록시와 CGLIB 프록시

 

참고

인프런 스프링 핵심 원리 - 고급편 (김영한 강사님)