[Spring] AOP(Aspect Oriented Programming)란 무엇일까?

AOP(Aspect Oriented Programming)란 무엇일까?

스프링의 삼각형 중에 하나가 AOP(Aspect Oriented Programming)입니다. 이번 글에서는 어렵고 중요한 AOP에 대해서 정리해보겠습니다.

 

AOP는 Aspect Oriented Programming의 약자로 관점 지향 프로그래밍이라고 불립니다. 그리고 흩어진 Aspect를 모듈화할 수 있는 프로그래밍 기법입니다. 정의하면 이런데.. 무슨 말인지 잘 와닿지 않는 거 같습니다,,

 

위의 A, B, C 클래스에서 동일한 색깔의 선들의 의미는 클래스들에 나타나는 비슷한(중복되는) 메소드, 필드, 코드들이 나타난다는 것입니다. 이러한 경우 만약 클래스 A에 주황색 부분을 수정해야 한다면 B, C 클래스들에 주황색 부분에 해당하는 곳을 찾아가 전부 코드를 수정해야 합니다. (SOLID 원칙도 위배하며 유지보수도 쉽지 않을 것입니다.) 이런식으로 반복되는 코드를 흩어진 관심사 (Crosscutting Concerns)라 부릅니다.

 

이렇게 흩어진 관심사를 AOP는 Aspect를 이용해서 해결합니다. 위의 사진의 아래쪽을 보면 흩어져 있는 부분들을 Aspect를 이용해서 모듈화 시킨 것을 볼 수 있습니다. (모듈화란 어떤 공통된 로직이나 기능을 하나의 단위로 묶는 것을 말합니다.) 그리고 개발자가 모듈화 시킨 Aspect를 사진에서 위에 클래스에 어느 곳에 사용해야 하는지만 정의해주면 됩니다.

결론적으로 Aspect로 모듈화하고 핵심적인 비즈니스 로직에서 분리하여 재사용하겠다는 것이 AOP의 취지다.

 

대략 AOP가 어떤 것이고 언제, 왜 사용하는지에 대한 감은 오셨을 것입니다. 그런데 아직도 용어들이 쉽지는 않다 보니 많이 와닿지는 않을텐데요. 이제 좀 더 자세히 하나씩 알아보겠습니다.

스프링 AOP 특징

스프링 AOP를 공부하다 보면 항상 나오는 예제가 있습니다. 바로 실행 시간을 출력하는 것인데요. 실행 시간을 출력하는 예제를 보면서 AOP 특징에 대해서 알아보겠습니다.

public interface EventService {

    void createEvent();
    void publishEvent();
    void deleteEvent();
}

@Service
public class SimpleEventService implements EventService {

    @Override
    public void createEvent() {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Created an event");
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);
    }

    @Override
    public void publishEvent() {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println("Published an event");
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);
    }

    @Override
    public void deleteEvent() {

    }
}

위와 같이 EventService 인터페이스를 구현한 SimpleEventService 클래스가 존재하는 상황입니다. createEvent(), publishEvent() 메소드의 실행 시간을 측정하려고 합니다. 하지만 위의 코드의 예시는 단순히 메소드가 2개만 존재할 뿐이기에 별거 아닐 수 있지만 실제 프로젝트로 치면 엄청나게 많은 중복 코드가 필요할 것입니다. 만약에 메소드가 30개만 됐다고 해도 엄청난.. 중복이 일어날텐데요. 이러한 상황에서 사용할 수 있는 것이 AOP라고 지금까지 얘기했는데요.

 

AOP는 어떤 방법을 사용했기에 기존 코드는 수정하지 않고 메소드들의 성능 측정을 할 수 있는 것일까요? 바로 프록시 패턴을 사용하기 때문입니다.

프록시 패턴

Client는 Subject 인터페이스 타입으로 프록시 객체를 사용하게 되고, 프록시는 Real Subject를 감싸서 클라이언트의 요청을 처리하게 됩니다. 프록시 패턴의 목적은 기존 코드 변경 없이 접근 제어 또는 부가 기능을 추가하기 위해서입니다. 여기서 위의 EventService 인터페이스를 구현하는 프록시 클래스를 만들어보겠습니다.

@Primary
@Service
public class ProxySimpleEventService implements EventService {

    @Autowired
    private SimpleEventService simpleEventService;

    @Override
    public void createEvent() {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        simpleEventService.createEvent();
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);
    }

    @Override
    public void publishEvent() {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        simpleEventService.publishEvent();
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);
    }

    @Override
    public void deleteEvent() {

    }
}

먼저 @Primary 어노테이션이 보이는데요. 저번 글 에서 같은 타입의 빈이 여러 개가 존재할 때 우선순위를 높게 줄 때 사용하는 어노테이션이라고 공부하였습니다. 그리고 위의 Proxy 클래스의 코드를 보면 필드로 실제 핵심 코드를 담당하는 SimpleEventService를 가지고 있는 것을 볼 수 있습니다.

 

즉, 이러한 구조를 가진 패턴을 프록시 패턴이라고 하는데, 기존의 SimpleEventService 클래스의 코드에는 성능 측정하는 코드를 작성하지 않아도 된다는 장점이 생긴 것입니다. 하지만 이러한 방식도 메소드가 많다면 코드의 중복이 많이 일어날 것이고 매번 Proxy 클래스도 직접 만들어야 한다는 큰 단점이 존재합니다. 그래서 이러한 단점을 해결하기 위해 나온 것이 바로 Spring AOP 입니다.

Spring AOP란?

스프링도 위에서 본 프록시를 이용해서 AOP를 구현하고 있습니다. AOP의 핵심 기능은 코드를 수정하지 않으면서 공통 기능의 구현을 추가하는 것이라고 강조하고 있습니다. 핵심 기능에 공통 기능을 추가하는 방법에는 아래와 같이 3가지 방법이 존재합니다.

• 컴파일 : 자바 파일을 클래스 파일로 만들 때 바이트코드를 조작하여 적용된 바이트코드를 생성
• 로드 타임 : 컴파일은 원래 클래스 그대로 하고, 클래스를 로딩하는 시점에 끼워서 넣는다.
• 런타임 : A라는 클래스를 빈으로 만들 때 A라는 타입의 프록시 빈을 감싸서 만든 후에, 프록시 빈이 클래스 중간에 코드를 추가해서 넣는다.

 

스프링에서 많이 사용하는 방식은 프록시를 이용한 세 번째 방법입니다. 스프링 AOP는 프록시 객체를 자동으로 만들어줍니다. 따라서 위에서 본 ProxySimpleEventService 클래스 처럼 상위 타입의 인터페이스를 상속 받은 클래스를 직접 구현할 필요가 없습니다. 단지 공통 기능을 구현한 클래스만 잘 구현하면 됩니다.

AOP 주요 개념

• Aspect : 위의 사진에서 처럼 Aspect 안에 모듈화 시킨 것을 의미한다.
• Advice : 실질적으로 어떤 일을 해야하는지를 담고 있다.
• Pointcut : 어디에 적용해야 하는지에 대한 정보를 담고 있다.
• Target : Aspect에 적용이 되는 대상
• Join point : Advice가 적용될 위치, 끼어들 수 있는 지점. 메서드 진입 지점, 생성자 호출 시점, 필드에서 값을 꺼내올 때 등 다양한 시점에 적용가능(여러가지 합류 지점임)

 

용어를 전부 외울 필요까지는 없을 거 같고 많이 보다 보면 자연스럽게 익혀질 것 같습니다.

Advice 종류

종류는 여러가지 있지만, 대표적으로 Around Advice가 존재합니다.

• Around Advice: 대상 객체의 메소드 실행 전, 후 또는 익셉션 발생 시전에 공통 기능을 실행하는데 사용됩니다.

Spring AOP 구현하기

maven

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
</dependency>

gradle

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-aop'

먼저 Spring에서 AOP를 사용하기 위해서는 spring-starter-aop 의존성을 추가해주어야 합니다.

 

@Component
@Aspect
public class PerfAspect {

    @Around("execution(* com.example..*.EventService.*(..))")
    public Object logPerf(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        long begin = System.currentTimeMillis();
        Object reVal = pjp.proceed();
        System.out.println(System.currentTimeMillis() - begin);
        return reVal;
    }
}

위에서 실행 시간을 측정하는 공통 코드를 Aspect 모듈로 분리시켜서 작성할 수 있습니다. 그리고 @Around()에서 execution을 사용하여 Advice를 적용할 범위를 지정할 때 사용할 수 있습니다. 즉, 위의 코드로 해석을 해보면 com.example 패키지 밑에 있는 모든 클래스에 적용을 하고, EventService 밑에 있는 모든 메소드에 적용해라 라는 뜻입니다.

 

그런데 만약 어떤 곳에는 적용하고 싶고 어떤 곳에는 적용하고 싶지 않다면 어떻게 할 수 있을까요? execution으로도 사용할 수 있겠지만 좀 까다롭다는 단점이 있는데요. 그래서 이럴 때는 어노테이션을 사용해서 하는 방식도 존재합니다. 실제로 제가 현재 진행하고 있는 프로젝트에서도 Spring AOP, 어노테이션 방식을 사용하고 있습니다.

Retention의 기본 값을 Class 입니다. Class로 사용하면 어노테이션의 정보가 바이트코드 까지 남아있게 됩니다. Class로만 두어도 충분하지만 저는 일단 Runtime 으로 사용하고 있습니다.

 

위의 코드에서 @Around()를 보면 이번에는 execution이 아니라 annotation을 사용하고 있는 것을 볼 수 있습니다. 즉, 어노테이션을 사용할 때 AOP가 실행된다는 뜻입니다. 그리고 또 하나 볼 점이 매개변수에 ProceedingJoinPoint와 마지막에 pjp.proceed() 인데요. 이것은 proceed() 메소드를 사용해서 실제 대상 객체의 메소드를 호출하는 것입니다. 즉, 대상 객체를 실행시켜서 위의 공통 코드를 메소드 이전과 이후에 코드를 위치시키면 됩니다.

 

위에서 만든 어노테이션을 추가해주기만 하면 위의 Controller가 실행될 때마다 정의한 Aspect의 Around가 실행됩니다.