Spring IoC, DI, 그리고 Spring Bean : 핵심 원리 이해

IoC, DI, 그리고 Spring Bean : 핵심 원리 이해

❗ 과거의 Java 애플리케이션, 특히 대규모 시스템에서는 ‘강한 결합(Tight Coupling)’이 가장 큰 문제였다

• 강한 결합이란?
• 문제점 : 위 코드에서 UserServiceImpl를 NewUserServiceImpl로 변경해야 한다면, 해당 객체가 선언된 클래스의 모든 코드를 직접 수정해야한다. 즉 해당 구조는 유지보수가 어렵고, 테스트가 힘들며, 유연성이 떨어지는 오류를 가지고있다

  해결책의 등장 : Spring IoC, Bean, DI

1. IoC (Inversion of Control) - 제어의 역전

IoC는 객체 생성과 관리의 제어권이 개발자에서 Spring 컨테이너로 넘어간 것을 의미한다. 일반적으로 애플리케이션의 생성과 관리는 사용자가 직접 하는것이 일반적이다. 하지만 이러한 상황에서 위에서 언급 한 바와 같이 코드가 다른 클래스에 강하게 결합되는 상황이 발생하게 된다.

Spring에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 IoC 컨테이너가 객체 생성과 관리의 책임을 대신 수행한다.

• 개발자는 객체를 직접 생성하지 않고
• 필요한 객체를 사용한다고 선언만 하면
• Spring 컨테이너가 객체를 생성하고 연결 이렇게 객체 생성의 제어권이 개발자 → Spring으로 넘어가는 것을 제어의 역전(Inversion of Control)이라고 한다

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2. Spring IoC 컨테이너

Spring IoC 컨테이너는 애플리케이션에서 사용하는 객체들을 생성하고 관리하는 핵심 엔진이다. 쉽게 말하면 객체를 생성하고 관리하는 “객체 공장(Object Factory)” 역할이다.

IoC 컨테이너의 주요 역할은 다음과 같다

1️⃣ 객체 생성 및 관리

Spring은 애플리케이션 실행 시 특정 어노테이션이 붙은 클래스를 찾아 객체를 생성한다. 예를 들어 다음과 같은 어노테이션이 붙어 있으면 Spring이 자동으로 객체를 생성한다

@Component
@Service
@Repository
@Controller

이 과정을 컴포넌트 스캔(Component Scan)이라고 한다

2️⃣ 객체의 생명주기 관리

Spring은 객체의

• 생성
• 초기화
• 사용
• 소멸 까지 전체 생명주기(Lifecycle)를 관리한다

3️⃣ 객체 간 의존관계 설정

객체가 다른 객체를 필요로 할 때 Spring이 자동으로 연결해줍니다.

이 과정이 바로 DI (Dependency Injection) 입니다.

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3. Spring Bean

Spring IoC 컨테이너가 생성하고 관리하는 객체를 Spring Bean이라고 한다. 즉, Spring이 관리하는 객체는 모두 Bean이라고 생각하면 된다.

예를 들어 다음과 같은 클래스가 있다고 가정해보자

@Service
public class UserService {
}

Spring 애플리케이션이 실행되면

1. Spring이 UserService 클래스를 발견하고
2. 객체를 생성한 뒤
3. IoC 컨테이너에 등록 이렇게 등록된 객체가 바로 Spring Bean이다.

정리하면

Spring Bean = Spring 컨테이너가 관리하는 객체

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4. DI (Dependency Injection)

DI는 IoC 개념을 실제로 구현하는 기술이다. DI는 객체가 필요로 하는 다른 객체(의존성)를 Spring이 자동으로 주입하는 것을 의미한다

예를 들어 UserController가 UserService를 필요로 한다고 가정해보자

public class UserController {

    private final UserService userService;

    public UserController(UserService userService) {
        this.userService = userService;
    }
}

여기서 중요한 점은

• UserController는 UserService가 필요하다고 선언만 했을 뿐
• 직접 객체를 생성하지는 않았다는 것이다 Spring 컨테이너는

1. UserService Bean을 생성하고
2. UserController를 생성할 때
3. UserService 객체를 생성자에 전달하여 주입한다 즉 내부적으로는 다음과 같은 과정이 일어나다

UserService 생성
↓
UserController 생성
↓
UserService 주입

이 과정을 의존성 주입(Dependency Injection)이라고 한다

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5. IoC와 DI의 장점

IoC와 DI를 사용하면 느슨한 결합(Loose Coupling) 구조를 만들 수 있다

예를 들어 다음과 같은 코드가 있다고 가정해보자

UserController → UserServiceImpl

이 경우 구현 클래스에 직접 의존하기 때문에 구현을 변경하기 어렵습니다.

하지만 인터페이스를 사용하면 다음과 같은 구조가 됩니다.

UserController → UserService (Interface)

이제 구현체를 다음과 같이 변경해도

UserServiceImpl
NewUserServiceImpl

UserController 코드는 수정할 필요가 없다

이처럼 IoC와 DI는

• 코드의 유연성
• 유지보수성
• 테스트 용이성 을 크게 향상시켜 준다

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의존성 주입(DI)의 3가지 방식

Spring에서 객체의 의존성을 주입하는 방식은 크게 3가지가 있다.

1️⃣ 생성자 주입 (Constructor Injection)

생성자를 통해 의존성을 주입하는 방식이다.

현재 Spring에서 가장 권장되는 방식이다.

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class ProductService {
    private final ProductRepository productRepository;
    
    // public ProductService(ProductRepository productRepository) {
	  //     this.productRepository = productRepository;
    // }
    // -> @RequiredArgsConstructor이 다음과 같은 역할을 수행 
}

특징

• final 사용 가능 → 불변성 보장
• 필요한 의존성이 생성자에 명확하게 드러남
• 테스트 작성이 쉬움
• 순환 참조를 애플리케이션 시작 시점에 발견 가능

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2️⃣ Setter 주입 (Setter Injection)

Setter 메서드를 통해 의존성을 주입하는 방식이다.

@Autowired
public void setProductRepository(ProductRepository productRepository) {
    this.productRepository = productRepository;
}

특징

• 의존성을 선택적으로 주입할 때 사용
• 객체 생성 이후에도 의존성이 변경될 수 있음

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3️⃣ 필드 주입 (Field Injection)

필드에 직접 @Autowired를 붙여 의존성을 주입하는 방식이다.

@Autowired
private ProductRepository productRepository;

특징

• 코드가 가장 간결함
• 테스트 작성이 어려움
• 의존 관계가 명확하게 드러나지 않음