스프링 핵심원리 기본편 - Ch09. 빈 스코프

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1. 포스팅 개요
2. 본론
     2-1. 빈 스코프란?
     2-2. 프로토타입 스코프
     2-3. 프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 문제점
     2-4. 프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 Provider로 문제
     2-5. 웹 스코프
     2-6. request 스코프 예제 만들기
     2-7. 스코프와 Provider
     2-8. 스코프와 프록시
3. 요약

1. 포스팅 개요

인프런에서 영한님의 스프링 핵심 원리 기본편 Section09 빈 스코프를 학습하며 정리한 포스팅이다.

| 참고 이전 포스팅

2. 본론

2-1. 빈 스코프란?

스프링 빈은 스프링 컨테이너의 시작과 함께 생성되어서 스프링 컨테이너가 종료될 때까지 유지된다는 것을 알아보았다.
이것은 스프링 빈이 기본적으로 싱글톤 스코프로 생성되기 때문이다. 스코프는 빈이 존재할 수 있는 범위를 의미한다.

스프링은 다음과 같은 다양한 스코프를 지원한다.

• 싱글톤: 기본 스코프, 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넓은 범위의 스코프이다.
• 프로토타입: 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고 더는 관리하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프이다.
• 웹 관련 스코프
  • request: 웹 요청이 들어오고 나갈때 까지 유지되는 스코프이다.
  • session: 웹 세션이 생성되고 종료될 때 까지 유지되는 스코프이다.
  • application: 웹의 서블릿 컨텍스트와 같은 범위로 유지되는 스코프이다.

등록은 다음처럼 한다.

// 컴포넌트 스캔 자동 등록
@Scope("prototype")
@Component
public class HelloBean {}

// 수동 등록
@Scope("prototype")
@Bean
PrototypeBean HelloBean() {
 return new HelloBean();
}

2-2. 프로토타입 스코프

싱글톤 빈은 다음과 같다.

반면에 프로토타입 빈은 다음과 같다.

1. 프로토타입 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청한다.
2. 스프링 컨테이너는 이 시점에 프로토타입 빈을 생성하고, 필요한 의존관계를 주입한다.

3. 스프링 컨테이너는 생성한 프로토타입 빈을 클라이언트에 반환한다.
4. 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 오면 항상 새로운 프로토타입 빈을 생성해서 반환한다.

핵심은 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성하고, 의존관계 주입, 초기화까지만 처리한다는 것이다.

• 클라이언트에 빈을 반환하고, 이후 스프링 컨테이너는 생성된 프로토타입 빈을 관리하지 않는다.
• 프로토타입 빈을 관리할 책임은 프로토타입 빈을 받은 클라이언트에 있다. 그래서 @PreDestroy 같은 종료 메서드가 호출되지 않는다.

다음 코드를 통해 살펴보자.

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

public class SingletonTest {

    @Test
    void singletonBeanFind() {
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SingletonBean.class);

        SingletonBean singletonBean1 = ac.getBean(SingletonBean.class);
        SingletonBean singletonBean2 = ac.getBean(SingletonBean.class);

        System.out.println("singletonBean1 = " + singletonBean1);
        System.out.println("singletonBean2 = " + singletonBean2);
        assertThat(singletonBean1).isSameAs(singletonBean2);

        ac.close();
    }

    @Scope("singleton")
    static class SingletonBean {
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("SingletonBean.init");
        }

        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("SingletonBean.destroy");
        }

    }
}

걀과는 다음과 같다.

SingletonBean.init
singletonBean1 = hello.core.scope.SingletonTest$SingletonBean@2d35442b
singletonBean2 = hello.core.scope.SingletonTest$SingletonBean@2d35442b
16:47:22.158 [Test worker] DEBUG o.s.c.a.AnnotationConfigApplicationContext -- Closing org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext@7c098bb3, started on Tue Dec 19 16:47:22 KST 2023
SingletonBean.destroy

이번엔 프로토타입 빈을 확인해보자.

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

public class PrototypeTest {

    @Test
    void prototypeBeanFine() {
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototypeBean1 ");
        PrototypeBean prototypeBean1 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototypeBean2 ");
        PrototypeBean prototypeBean2 = ac.getBean(PrototypeBean.class);


        System.out.println("prototypeBean1 = " + prototypeBean1);
        System.out.println("prototypeBean2 = " + prototypeBean2);

        assertThat(prototypeBean1).isNotSameAs(prototypeBean2);

        ac.close();

    }

    @Scope("prototype")
    static class PrototypeBean {
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeBean.init");
        }

        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeBean.destroy");
        }
    }
}

결과는 다음과 같다.

find prototypeBean1
PrototypeBean.init
find prototypeBean2
PrototypeBean.init
prototypeBean1 = hello.core.scope.PrototypeTest$PrototypeBean@2d35442b
prototypeBean2 = hello.core.scope.PrototypeTest$PrototypeBean@27f9e982
16:51:40.585 [Test worker] DEBUG o.s.c.a.AnnotationConfigApplicationContext -- Closing org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext@7c098bb3, started on Tue Dec 19 16:51:40 KST 2023 // close이지만, 프로토타입이라 종료 호출 안함.

• 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너 생성 시점에 초기화 메서드가 실행 되지만, 프로토타입 스코프의 빈은 스프링 컨테이너에서 빈을 조회하는 시점에 생성되고, 초기화 메서드도 실행된다.
• 프로토타입 빈을 2번 조회했으므로 위의 결과와 같이 완전히 다른 스프링 빈이 생성되고, 초기화도 2번 실행된 것을 확인할 수 있다.
• 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너가 관리하기 때문에 스프링 컨테이너가 종료될 때 빈의 종료 메서드가 실행되지만, 프로토타입 빈은 스프링 컨테이너가 생성과 의존관계 주입 그리고 초기화 까지만 관여하고, 더는 관리하지 않는다. 따라서 프로토타입 빈은 스프링 컨테이너가 종료될 때 @PreDestroy 같은 종료 메서드가 전혀 실행되지 않는다.
  • 만약 호출하지 않으면, 직접호출 하도록 해야한다.

프로토타입 빈의 특징 정리

• 스프링 컨테이너에 요청할 때 마다 새로 생성된다.
• 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입 그리고 초기화까지만 관여한다.
• 종료 메서드가 호출되지 않는다.
• 그래서 프로토타입 빈은 프로토타입 빈을 조회한 클라이언트가 관리해야 한다. 종료 메서드에 대한 호출도 클라이언트가 직접 해야한다.

2-3. 프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 문제점

스프링 컨테이너에 프로토타입 스코프의 빈을 요청하면 항상 새로운 객체 인스턴스를 생성해서 반환한다.
하지만 싱글톤 빈과 함께 사용할 때는 의도한 대로 잘 동작하지 않으므로 주의해야 한다

먼저 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 직접 요청하는 예를 보자

1. 클라이언트A는 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 새로 생성해서 반환(x01)한다. 해당 빈의 count 필드 값은 0이다.
3. 클라이언트는 조회한 프로토타입 빈에 addCount() 를 호출하면서 count 필드를 +1 한다.
   결과적으로 프로토타입 빈(x01)의 count는 1이 된다.

다른 클라이언트가 나타났다.

1. 클라이언트B는 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 새로 생성해서 반환(x02)한다. 해당 빈의 count 필드 값은 0이다.
3. 클라이언트는 조회한 프로토타입 빈에 addCount() 를 호출하면서 count 필드를 +1 한다.
   결과적으로 프로토타입 빈(x02)의 count는 1이 된다.

이를 코드로 확인해보자.

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

public class SingletonWithPrototypeTest1 {

    @Test
    void prototypeFind() {
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
        PrototypeBean prototypeBean1 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        prototypeBean1.addCount();
        assertThat(prototypeBean1.getCount()).isEqualTo(1);

        PrototypeBean prototypeBean2 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        prototypeBean2.addCount();
        assertThat(prototypeBean2.getCount()).isEqualTo(1);
    }


    @Scope("prototype")
    static class PrototypeBean {

        private int count = 0;

        public void addCount() {
            count++;
        }

        public int getCount() {
            return count;
        }

        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeBean.init " + this);
        }

        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeBean.destroy");
        }

    }
}

결과는 다음과 같다.

PrototypeBean.init hello.core.scope.SingletonWithPrototypeTest1$PrototypeBean@72bca894
PrototypeBean.init hello.core.scope.SingletonWithPrototypeTest1$PrototypeBean@1af1347d

싱글톤 빈에서 프로토타입 빈 사용

이번에는 clientBean 이라는 싱글톤 빈이 의존관계 주입을 통해서 프로토타입 빈을 주입받아서 사용하는 예를 보자.

• clientBean 은 싱글톤이므로, 보통 스프링 컨테이너 생성 시점에 함께 생성되고, 의존관계 주입도 발생한다.

1. clientBean은 의존관계 자동 주입을 사용한다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성해서 clientBean에 반환한다. 프로토타입 빈의 count 필드 값은 0이다.

• 이제 clientBean은 프로토타입 빈을 내부 필드에 보관한다. (정확히는 참조값을 보관한다.)

• 클라이언트 A는 clientBean 을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다.
  • 싱글톤이므로 항상 같은 clientBean 이 반환된다.

1. 클라이언트 A는 clientBean.logic() 을 호출한다.
2. clientBean은 prototypeBean의 addCount() 를 호출해서 프로토타입 빈의 count를 증가한다.
   count값이 1이 된다.

• 클라이언트 B는 clientBean을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다. 싱글톤이므로 항상 같은 clientBean이 반환된다.
• 여기서 중요한 점은 clientBean이 내부에 가지고 있는 프로토타입 빈은 이미 과거에 주입이 끝난
  빈이다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 요청해서 프로토타입 빈이 새로 생성이 된 것이지, 사용 할 때마다 새로 생성되는 것이 아니다!

5. 클라이언트 B는 clientBean.logic() 을 호출한다.
6. clientBean은 prototypeBean의 addCount() 를 호출해서 프로토타입 빈의 count를 증가한다. 원래 count 값이 1이었으므로 2가 된다.

테스트 코드를 보자.

    @Test
    void singletonClientUsePrototype() {
        AnnotationConfigApplicationContext ac =
                new AnnotationConfigApplicationContext(ClientBean.class, PrototypeBean.class);

        ClientBean clientBean1 = ac.getBean(ClientBean.class);
        int count1 = clientBean1.logic();
        assertThat(count1).isEqualTo(1);

        ClientBean clientBean2 = ac.getBean(ClientBean.class);
        int count2 = clientBean2.logic();
        assertThat(count2).isEqualTo(2); // 1이 아니라 2
    }

    @Scope("singleton")
    static class ClientBean {

        private final PrototypeBean prototypeBean;

        @Autowired
        public ClientBean(PrototypeBean prototypeBean) {
            this.prototypeBean = prototypeBean;
        }

        public int logic() {
            prototypeBean.addCount();
            return prototypeBean.getCount();
        }
    }

위의 그림과 함꼐 된 설명처럼 싱글톤은 스프링 컨테이너가 생성한 PrototypeBean을 주입받는다.
이렇게 생성 시점에 만들어진 PrototypeBean을 생명주기동안 계속 사용한다.

스프링은 일반적으로 싱글톤 빈을 사용하므로, 싱글톤 빈이 프로토타입 빈을 사용하게 된다. 그런데 싱글톤 빈은 생성 시점에만 의존관계 주입을 받기 때문에, 프로토타입 빈이 새로 생성되기는 하지만, 싱글톤 빈과 함께 계속 유지되는 것이 문제다.

우리의 의도는 프로토타입 빈을 주입 시점에만 새로 생성하는게 아니라, 사용할 때 마다 새로 생성해서 사용하는 것을 원한다.

참고

여러 빈에서 같은 프로토타입 빈을 주입 받으면, 주입 받는 시점에 각각 새로운 프로토타입 빈이 생성된다. 예를 들어서 clientA, clientB가 각각 의존관계 주입을 받으면 각각 다른 인스턴스의 프로토타입 빈을 주입 받는다.

clientA prototypeBean@x01
clientB prototypeBean@x02
물론 사용할 때 마다 새로 생성되는 것은 아니다

이는 좀 전에 봤던 얘기다.

2-4. 프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 Provider로 문제

싱글톤 빈과 프로토타입 빈을 함께 사용할 때, 어떻게 하면 사용할 때 마다 항상 새로운 프로토타입 빈을 생성할 수 있을까?

가장 간단한 방법은 싱글톤 빈이 프로토타입을 사용할 때 마다 스프링 컨테이너에 새로 요청하는 것이다.

static class ClientBean {
  @Autowired
  private ApplicationContext ac;

  public int logic() {
    PrototypeBean prototypeBean = ac.getBean(PrototypeBean.class);
    prototypeBean.addCount();
    int count = prototypeBean.getCount();
    return count;
  }
}

위의 코드와 같이 클라이언트 빈이 @Autowired로 ApplicationContext를 받고, logic()호출 할때마다 새로 생성한 프로토타입을 주입받으면 된다.

• 실행해보면 ac.getBean() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
• 그러나 이는 의존관계를 외부에서 주입(DI) 받는게 아니라, 이렇게 직접 필요한 의존관계를 찾는 것을 Dependency Lookup (DL) 의존관계 조회(탐색) 이라고 한다.
  • 이렇게 스프링의 애플리케이션 컨텍스트 전체를 주입받게 되면, 스프링 컨테이너에 종속적인 코드가 되고, 단위 테스트도 어려워진다.
• 현재 필요한 기능은 지정한 프로토타입 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 딱! DL 정도의 기능만 제공하는 무언가가 있으면 된다. 스프링에는 이미 모든게 준비되어 있다.

ObjectFactory, ObjectProvider

코드로 확인해보자.

이전의 ClientBean 클래스를 다음과 같이 변경해준다.

    @Scope("singleton")
    static class ClientBean {

        @Autowired
        private ObjectProvider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider;

        public int logic() {
            PrototypeBean prototypeBean = prototypeBeanProvider.getObject();
            prototypeBean.addCount();
            return prototypeBean.getCount();
        }
    }

결과는 다음과 같다.

PrototypeBean.init hello.core.scope.SingletonWithPrototypeTest1$PrototypeBean@1e392345
PrototypeBean.init hello.core.scope.SingletonWithPrototypeTest1$PrototypeBean@15b986cd

이처럼 PrototypeBean이 새로 생성된 것을 확인할 수 있다.

지정한 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 DL 서비스를 제공하는 것이 바로 ObjectProvider 이다. 참고로 과거에는 ObjectFactory 가 있었는데, 여기에 편의 기능을 추가해서 ObjectProvider 가 만들어졌다

// ObjectProvider
public interface ObjectProvider<T> extends ObjectFactory<T>, Iterable<T> {...}

// ObjectFactory
@FunctionalInterface
public interface ObjectFactory<T> {

    /**
     * Return an instance (possibly shared or independent)
     * of the object managed by this factory.
     * @return the resulting instance
     * @throws BeansException in case of creation errors
     */
    T getObject() throws BeansException;

• 실행해보면 prototypeBeanProvider.getObject()을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
• ObjectProvider의 getObject()를 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환한다. (DL)
• 스프링이 제공하는 기능을 사용하지만, 기능이 단순하므로 단위테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워진다.
• ObjectProvider는 지금 딱 필요한 DL 정도의 기능만 제공한다.

JSR-330 Provider

마지막 방법은 javax.inject.Provider 라는 JSR-330 자바 표준을 사용하는 방법이다.
| 스프링 부트 3.0은 jakarta.inject.Provider 사용한다.

이 방법을 사용하려면 다음 라이브러리를 gradle에 추가해야 한다. (단점)
스프링부트 3.0 미만 javax.inject:javax.inject:1 라이브러리를 gradle에 추가해야 한다.
| 스프링부트 3.0 이상 jakarta.inject:jakarta.inject-api:2.0.1 라이브러리를 gradle에 추가해야 한다.

적용은 다음과 같다.

    @Scope("singleton")
    static class ClientBean {

        @Autowired
        private Provider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider; // jakarta.inject.Provider;

        public int logic() {
            PrototypeBean prototypeBean = prototypeBeanProvider.get();
            prototypeBean.addCount();
            return prototypeBean.getCount();
        }
    }

결과는 다음과 같다.

• 실행해보면 provider.get() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
• Provider의 get()을 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환한다. (DL)
• 자바 표준이고, 기능이 단순하므로 단위테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워진다.
• Provider 는 지금 딱 필요한 DL 정도의 기능만 제공한다.

특징

• get() 메서드 하나로 기능이 매우 단순하다.
• 별도의 라이브러리가 필요하다.
• 자바 표준이므로 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용할 수 있다.

정리

그러면 프로토타입 빈을 언제 사용할까?
매번 사용할 때 마다 의존관계 주입이 완료된 새로운 객체가 필요하면 사용하면 된다.
그런데 실무에서 웹 애플리케이션을 개발해보면, 싱글톤 빈으로 대부분의 문제를 해결할 수 있기 때문에 프로토타입 빈을 직접적으로 사용하는 일은 매우 드물다.

ObjectProvider , JSR330 Provider 등은 프로토타입 뿐만 아니라 DL이 필요한 경우는 언제든지 사용가능하다.

참고로 JSR330 Provider는 지연이나 옵셔널하게 가져올 때, 혹은 순환참조가 일어날 때 사용할 수 있다고 한다.

- retrieving multiple instances.
- lazy or optional retrieval of an instance.
- breaking circular dependencies.
- abstracting scope so you can look up an instance in a smaller scope from an instance in a containing scope.

잘 쓰진 않지만, 기억해놓으면 좋다.

참고

스프링이 제공하는 메서드에 @Lookup 애노테이션을 사용하는 방법도 있지만, 이전 방법들로 충분하고 고려해야할 내용도 많아서 생략한다.

실무에서 자바 표준인 JSR-330 Provider를 사용할 것인지, 아니면 스프링이 제공하는 ObjectProvider를 사용할 것인지 고민이라면,
ObjectProvider는 DL을 위한 편의 기능을 많이 제공해주고 스프링 외에 별도의 의존관계 추가가 필요 없기 때문에 편리하다.
만약(정말 그럴일은 거의 없겠지만) 코드를 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용할 수 있어야 한다면 JSR-330 Provider를 사용해야한다.

스프링을 사용하다보면 이 기능 뿐만 아니라 다른 기능들도 자바 표준과 스프링이 제공하는 기능이 겹칠때가 많이 있다. 대부분 스프링이 더 다양하고 편리한 기능을 제공해주기 때문에, 특별히 다른 컨테이너를 사용할 일이 없다면, 스프링이 제공하는 기능을 사용하면 된다.

2-5. 웹 스코프

웹 스코프의 특징

• 웹 스코프는 웹 환경에서만 동작한다.
• 웹 스코프는 프로토타입과 다르게 스프링이 해당 스코프의 종료시점까지 관리한다. 따라서 종료 메서드가 호출된다.

웹 스코프 종류

• request: HTTP 요청 하나가 들어오고 나갈 때 까지 유지되는 스코프, 각각의 HTTP 요청마다 별도의 빈 인스턴스가 생성되고, 관리된다.
• session: HTTP Session과 동일한 생명주기를 가지는 스코프
• application: 서블릿 컨텍스트( ServletContext )와 동일한 생명주기를 가지는 스코프
• websocket: 웹 소켓과 동일한 생명주기를 가지는 스코프

사실 세션이나, 서블릿 컨텍스트, 웹 소켓 같은 용어를 잘 모르는 분들도 있을 것이다. 여기서는 request 스코프를 예제로 설명한다. 나머지도 범위만 다르지 동작 방식은 비슷하다.

HTTP request 요청 당 각각 할당되는 request 스코프

참고로 응답할 때 스코프가 destroy된다.

2-6. request 스코프 예제 만들기

웹 환경 추가

웹 스코프는 웹 환경에서만 동작하므로 web 환경이 동작하도록 라이브러리를 추가해야 한다.
build.gradle에 추가한다.

//web 라이브러리 추가
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'

hello.core.CoreApplication의 main 메서드를 실행하면 웹 애플리케이션이 실행되는 것을 확인할 수 있다

spring-boot-starter-web라이브러리를 추가하면 스프링 부트는 내장 톰켓 서버를 활용해서 웹 서버와 스프링을 함께 실행시킨다.

참고

스프링 부트는 웹 라이브러리가 없으면 우리가 지금까지 학습한 AnnotationConfigApplicationContext 을 기반으로 애플리케이션을 구동한다.
만약 웹 라이브러리가 추가되면 웹과 관련된 추가 설정과 환경들이 필요하므로
AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext를 기반으로 애플리케이션을 구동한다.

만약 기본 포트인 8080 포트를 다른곳에서 사용중이어서 오류가 발생하면 포트를 변경해야 한다.
9090 포트로 변경하려면 다음 설정을 추가하자.
main/resources/application.properties

server.port=9090

request 스코프 예제 개발

동시에 여러 HTTP 요청이 오면 정확히 어떤 요청이 남긴 로그인지 구분하기 어렵다.
이럴때 사용하기 딱 좋은것이 바로 request 스코프이다.

다음과 같이 로그가 남도록 request 스코프를 활용해서 추가 기능을 개발해보자.

• 기대하는 공통 포멧: [UUID][requestURL]{message}
• UUID를 사용해서 HTTP 요청을 구분하자.
• requestURL 정보도 추가로 넣어서 어떤 URL을 요청해서 남은 로그인지 확인하자.

코드로 확인해보자.

import java.util.UUID;

@Component
@Scope(value = "request")
public class MyLogger {

    private String uuid;
    private String requestURL;

    public void setRequestURL(String requestURL) {
        this.requestURL = requestURL;
    }

    public void log(String message) {
        System.out.println("[" + uuid + "][" + requestURL + "] " + message);
    }

    @PostConstruct
    public void init() {
        uuid = UUID.randomUUID().toString() // 전세계적으로 유니크한 ID가 생성된다.
        System.out.println("[" + uuid + "] request scope bean create : " + this);
    }

    @PreDestroy
    public void close() {
        System.out.println("[" + uuid + "] request scope bean close : " + this);
    }
}

• 로그를 출력하기 위한 MyLogger 클래스이다.
• @Scope(value = "request")를 사용해서 request스코프로 지정했다. 이제 이 빈은 HTTP 요청 당 하나씩 생성되고, HTTP 요청이 끝나는 시점에 소멸된다.
• 이 빈이 생성되는 시점에 자동으로 @PostConstruct 초기화 메서드를 사용해서 uuid를 생성해서 저장해둔다. 이 빈은 HTTP 요청 당 하나씩 생성되므로, uuid를 저장해두면 다른 HTTP 요청과 구분할 수 있다.
• 이 빈이 소멸되는 시점에 @PreDestroy를 사용해서 종료 메시지를 남긴다.
• requestURL은 이 빈이 생성되는 시점에는 알 수 없으므로, 외부에서 setter로 입력 받는다.

다음은 컨트롤러 클래스다.

@Controller
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoController {

    private final LogDemoService logDemoService;
    private final MyLogger myLogger;

    @RequestMapping("log-demo")
    @ResponseBody
    public String logDemo(HttpServletRequest request) {
        String requestURL = request.getRequestURL().toString();
        myLogger.setRequestURL(requestURL);

        myLogger.log("controller test");
        logDemoService.logic("testId");

        return "OK";
    }

}

다음은 Service다.

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoService {

    private final MyLogger myLogger;
    public void logic(String id) {
        myLogger.log("service id = " + id);
    }
}

이제 애플리케이션을 실행하면 실행되지 않는다.

오류 중 다음과 같은 오류가 나온다.

Caused by: org.springframework.beans.factory.support.ScopeNotActiveException: Error creating bean with name 'myLogger': Scope 'request' is not active for the current thread; consider defining a scoped proxy for this bean if you intend to refer to it from a singleton

오류 원인은 다음과 같다.

• Controller는 코드에서 보다시피 MyLogger를 주입받아야 한다.
• 그런데, MyLogger의 Scope는 request로 설정했다.
• request의 Scope는 외부에서 오는 HTTP 요청시점부터 반환받는 시점까지이다.
• HTTP 요청이 없는데, MyLogger를 주입받으려하니 문제가 생긴 것이다.

이를 해결하는 것이 바로 좀 전에 보았던 Provider이다.

참고

requestURL을 MyLogger에 저장하는 부분은 컨트롤러 보다는 공통 처리가 가능한 스프링 인터셉터나 서블릿 필터 같은 곳을 활용하는 것이 좋다.
여기서는 예제를 단순화하고, 아직 스프링 인터셉터를 학습하지 않은 분들을 위해서 컨트롤러를 사용했다. 스프링 웹에 익숙하다면 인터셉터를 사용해서 구현해보자.
(난 모른다..)

참고

requestURL과 같은 웹과 관련된 정보가 웹과 관련없는 서비스 계층까지 넘어가게 된다.
웹과 관련된 부분은 컨트롤러까지만 사용해야 한다.
서비스 계층은 웹 기술에 종속되지 않고, 가급적 순수하게 유지하는 것이 유지보수 관점에서 좋다.

2-7. 스코프와 Provider

첫번째 해결방안은 앞서 배운 Provider를 사용하는 것이다.
간단히 ObjectProvider를 사용해보자.

다음과 같이 코드를 변경해주면 된다.

@Controller
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoController {

    private final LogDemoService logDemoService;
    private final ObjectProvider<MyLogger> myLoggerProvider; // 변경

    @RequestMapping("log-demo")
    @ResponseBody
    public String logDemo(HttpServletRequest request) {
        String requestURL = request.getRequestURL().toString();
        MyLogger myLogger = myLoggerProvider.getObject(); // 변경
        myLogger.setRequestURL(requestURL);

        myLogger.log("controller test");
        logDemoService.logic("testId");

        return "OK";
    }
}

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoService {

    private final ObjectProvider<MyLogger> myLoggerProvider; // 변경

    public void logic(String id) {
        MyLogger myLogger = myLoggerProvider.getObject(); // 변경
        myLogger.log("service id = " + id);
    }
}

결과는 다음과 같다.

| 참고로 내가 덕지덕지 붙는 이유는 logback.xml 때문이다.

• ObjectProvider덕에 ObjectProvider.getObject()를 호출하는 시점까지 request scope 빈의 생성을 지연할 수 있다.
• ObjectProvider.getObject()를 호출하시는 시점에는 HTTP 요청이 진행 중이므로 request scope 빈의 생성이 정상 처리된다.
• ObjectProvider.getObject()를 LogDemoController , LogDemoService 에서 각각 한번씩 따로 호출해도 같은 HTTP 요청이면 같은 스프링 빈이 반환된다
  • 내가 직접 이걸 구분하는 것은 번거롭다. 다음 섹션에서 더 편한 방법을 확인할 수 있다.

2-8. 스코프와 프록시

이번에는 프록시 방식을 사용해보자

코드는 다음과 같다.

@Component
@Scope(value = "request", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS) // 변경
public class MyLogger {...}


@Controller
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoController {

    private final LogDemoService logDemoService;
    private final MyLogger myLogger; // 처음처럼

    @RequestMapping("log-demo")
    @ResponseBody
    public String logDemo(HttpServletRequest request) {
        String requestURL = request.getRequestURL().toString();
        myLogger.setRequestURL(requestURL); // 처음처럼

        myLogger.log("controller test");
        logDemoService.logic("testId");

        return "OK";
    }
}

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoService {

    private final MyLogger myLogger;
    public void logic(String id) { // 처음처럼
        myLogger.log("service id = " + id);
    }
}

이처럼 ObjectProvider를 사용하기 전으로 코드를 돌려놓고,
MyLogger 클래스에는 @Scope에 proxyMode를 준다.

그리고 애플리케이션을 실행하면 처음과 다르게 오류 발생 없이 잘 실행된다.

• 여기가 핵심이다. proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS를 추가해주자.
  • 적용 대상이 인터페이스가 아닌 클래스면 TARGET_CLASS 를 선택
  • 적용 대상이 인터페이스면 INTERFACES 를 선택
• 이렇게 하면 MyLogger의 가짜 프록시 클래스를 만들어두고 HTTP request와 상관 없이 가짜 프록시 클래스를 다른 빈에 미리 주입해 둘 수 있다.

웹 스코프와 프록시 동작 원리

컨트롤러의 logDemo 메서드 내에 다음과 같이 코드를 발라놓고 확인해보자.

@RequestMapping("log-demo")
@ResponseBody
public String logDemo(HttpServletRequest request) {
    String requestURL = request.getRequestURL().toString();

    System.out.println("myLogger = " + myLogger.getClass());
    System.out.println("myLogger = " + myLogger.getClass());
    System.out.println("myLogger = " + myLogger.getClass());
    System.out.println("myLogger = " + myLogger.getClass());

    myLogger.setRequestURL(requestURL);

    myLogger.log("controller test");
    logDemoService.logic("testId");

    return "OK";
}

다음과 같이 나온다.

CGLIB라는 라이브러리로 내 클래스를 상속 받은 가짜 프록시 객체를 만들어서 주입한다.

• @Scope의 proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)를 설정하면 스프링 컨테이너는 CGLIB라는 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용해서, MyLogger를 상속받은 가짜 프록시 객체를 생성한다.
• 결과를 확인해보면 우리가 등록한 순수한 MyLogger 클래스가 아니라 MyLogger$$EnhancerBySpringCGLIB이라는 클래스로 만들어진 프록시 객체가 대신 등록된 것을 확인할 수 있다.
• 그리고 스프링 컨테이너에 myLogger라는 이름으로 진짜 대신 가짜 프록시 객체를 등록한다.
• ac.getBean("myLogger", MyLogger.class) 로 조회해도 프록시 객체가 조회되는 것을 확인할 수 있다.
• 그래서 의존관계 주입도 이 가짜 프록시 객체가 주입된다.

가짜 프록시 객체는 요청이 오면 그때 내부에서 진짜 빈을 요청하는 위임 로직이 들어있다.

• 가짜 프록시 객체는 내부에 진짜 myLogger를 찾는 방법을 알고 있다.
• 클라이언트가 myLogger.logic()을 호출하면 사실은 가짜 프록시 객체의 메서드를 호출한 것이다.
• 가짜 프록시 객체는 request스코프의 진짜 myLogger.logic()를 호출한다.
• 가짜 프록시 객체는 원본 클래스를 상속 받아서 만들어졌기 때문에 이 객체를 사용하는 클라이언트 입장에서는 사실 원본인지 아닌지도 모르게, 동일하게 사용할 수 있다(다형성).

동작 정리

• CGLIB라는 라이브러리로 내 클래스를 상속 받은 가짜 프록시 객체를 만들어서 주입한다.
• 이 가짜 프록시 객체는 실제 요청이 오면 그때 내부에서 실제 빈을 요청하는 위임 로직이 들어있다.
• 가짜 프록시 객체는 실제 request scope와는 관계가 없다.
  • 그냥 가짜이고, 내부에 단순한 위임 로직만 있고, 싱글톤 처럼 동작한다.

특징 정리

• 프록시 객체 덕분에 클라이언트는 마치 싱글톤 빈을 사용하듯이 편리하게 request scope를 사용할 수 있다.
  • Provider를 사용하든, 프록시를 사용하든 핵심 아이디어는 진짜 객체 조회를 꼭 필요한 시점까지 지연처리 한다는 점이다.
  • 애노테이션 설정 변경만으로 원본 객체를 프록시 객체로 대체할 수 있다.
  • 이는 다형성과 DI 컨테이너가 가진 큰 강점이다.
• 웹 스코프가 아니어도 프록시는 사용할 수 있다.

주의점

• 마치 싱글톤을 사용하는 것 같지만 다르게 동작하기 때문에 결국 주의해서 사용해야 한다.
• 이런 특별한 scope는 꼭 필요한 곳에만 최소화해서 사용하자
  • 무분별하게 사용하면 유지보수하기 어려워진다

3. 요약

빈 스코프에 대해서 자세히 알아보았다.
프로토타입 빈에 대한 특징, 싱글톤에서는 프로토타입 빈이 어떻게 동작하는지,
그리고 웹에서는 어떤 스코프가 있는지, 스코프 지연처리를 스프링에서 어떻게 처리하는지 등등을 알아보았다.

이번 포스팅이 기본원리의 마지막 포스팅이다.

분명에 저번에 들었던 내용인데, 당시에 너무 급한 마음으로 들었던지 기억이 안 난다.
그리고 당시에는 정리없이 듣기만 했다.

이번에는 포스팅하면서 듣고 있는데 그나마 머리에 많이 남았다.
정리까지 했으니 앞으로는 객체 지향을 고민하고 설계 해야겠다.

이전에 진행한 프로젝트도 리팩터링 해보고 싶고...

여하튼 나 자신에게 수고했다고 말해주고 싶다.