10분 테코톡 - AOP

AOP

우아한 테크코스의 10분 테코톡을 정리한 글입니다

 

AOP란 (Aspect Oriented Programming) - 관점 지향 프로그래밍

횡단 관심사(Cross-Cutting Concern)의 분리를 허용함으로써 모듈성을 증가시키는 것이 목적인 프로그래밍 패러다임

여러 객체에 공통으로 적용할 수 있는 기능을 분리해서 개발자는 반복 작업을 줄이고 핵심 기능 개발에만 집중할 수 있다.

• 스프링에만 존재하는 개념은 아니다.
• AOP는 OOP와 같은 패러다임이다.
• AOP는 OOP를 프로그램구조에 대한 다른 생각의 방식을 제공함으로써 보완하고있다.
• 각 언어마다 AOP의 구현체가 있다. 자바는 AspectJ를 사용한다.

 

서비스에서 필요한 내용은 비즈니스 로직이라고 불리는 핵심기능만 수행하면 된다.

그이외에 시간을 재거나 권한을 체크한다거나 transaction을 거는 것은 모두 인프라 로직이라 불린다.

• 인프라 로직 : 성능검사, 로깅, 성능검사, 권한체크, 트랜잭션
  • 인프라 로직은 애플리케이션 전 영역에서 나타날 수 있다.
  • 그러다보니 중복코드를 만들어낼 가능성 때문에 유지 보수가 힘들어진다.
  • 비지니스 로직과 함께 있으면 비지니스 로직을 이해하기 어려워진다.
  • 횡단으로 나타나기에 횡단 관심사라고도 부른다.

 

클래스를 변경하는 이유가, 부가기능 추가라면 SRP를 위반하는 행동이라고 할 수 있다.

AOP 용어 정리

Spring AOP에서만 사용되는 것이 아닌, AOP 라는 개념에서 사용되는 용어들이다

• Target Object : 부가 기능을 부여할 대상
• Aspect : AOP의 기본 모듈.
  • 그 자체로 애플리케이션의 핵심 기능을 담고있진 않지만, 애플리케이션을 구성하는 중요한 한 가지 요소.
  • 부가될 기능을 정의한 Advice와 Advice를 어디에 적용할지 결정하는 Pointcut을 함께 가진다.
• Advice : 타깃에게 제공할 부가 기능을 담은 모듈.
  • 타깃이 필요 없는 순수한 부가 기능.
  • Aspect가 무엇인지 언제 할지를 정의하고 있다.
  • 어떤 부가기능? before, afterRunning, afterThrowing, After, Around
• Join point : 프로그램의 실행 내부에서 Advice가 적용될 수 있는 위치
  • 어디에 적용할 것인가?
  • 메서드, 필드, 객체, 생성자 등 여러 상황에서 부가기능을 사용할 수 있으나 Spring AOP에는 메서드가 실행될 때만으로 한정하고 있다.
• Pointcut : Advice에 적용할 JoinPoint를 선별하는 작업 또는 그 기능을 정의한 모듈

Spring에서의 AOP 용어

• Target : 스프링 AOP는 런타임 프록시로 구현되므로 타깃은 항상 프록시이다.
• Aspect : 트랜잭션 관리가 가장 좋은 예시이다. @Aspect를 사용해서 구현
• Advice : Around, Before, After, Throwing 등 다양한 어드바이스가 존재한다.
• Join point : 스프링 AOP는 프록시 방식을 사용하므로 조인포인트는 항상 메서드 실행 지점이다.
• Pointcut : 스프링 AOP의 조인포인트는 메서드 실행이므로. 스프링의 포인트컷은 메서드를 선정하는 기능을 한다.

Spring AOP와 AspectJ의 차이점

	Spring AOP	AspectJ
목표	간단한 AOP기능 제공	완벽한 AOP 기능 제공
join Point	메서드 레벨만 지원	생성자, 필드, 메서드 등 다양한 지원
weaving	런타임시에만 가능	런타임은 제공하지 않음 . compile-time, post-compile, load-time제공
대상	Spring Container가 관리하는 Bean에만 가능	모든 Java Object에 가능

예시

public interface Calculator {
  long factorial (long num);
}

팩토리얼 연산을 하는 계산기 인터페이스

public class BasicCalculator implements Calculator {

  @Override
  public long factorial (final long num) {
    long result = 1;

      for (long i = 1; i <= num; it+) {
        result *= i;
      }

      return result;
  }  
}

반복문으로 factorial 연산을 진행하는 구현체

1. 요구사항 등장 - 팩토리얼 연산의 실행시간 측정
2. 다른 요구사항 등장 - 반복문 말고로도 재귀로도 구현하는 구현체
3. 다른 요구사항 등장 - 밀리초 말고 나노초로 반환시간 측정

 

만약 요구사항을 구현할라면, 기존의 코드들이 수정되어야 하고 코드의 중복이 발생한다.

 

이를 해결하기위해 프록시란 디자인 패턴 사용

프록시

• 자신이 클라이언트가 사룡하려고 하는 실제 대상인 것처럼 위장해서 클라이언트의 요청을 받아주는 것 (대리인, 대리자)
• 사용 목적에 따라
  • 클라이언트가 타깃에 접근하는 방법을 제어하기 위해서 -> 프록시 패턴
  • 타깃에 부가적인 기능을 부여해주기 위해서 -> 데코레이터 패턴

프록시를 이용하여 구현

package aop;

public class ExecutionTimeCalculator implements Calculator {

  private Calculator delegate;

  public ExecutionTimeCalculator (final Calculator delegate) {
    this.delegate = delegate;
  }

  @Override
  public long factorial(final long num) {
    long start = System.nanoTime();
    long result = delegate.factorial(num); // 이부분이 핵심 
    long end = System.nanoTime();
    system.out.printf("Sg의 fatorial(8d) 실행 시간 -> %d \n", 
                       delegate.getClass().getSimpleName(), num,(end - start));
    return result;
  }
}

같은 Calculator 인터페이스를 구현하고, 내부적으로 다른 Calculator 인터페이스를 구현하는 구현체를 참조하여(컴포지트)

기존 코드를 변경하지 않고 실행 시간측정이라는 부가적인 기능 추가

 

즉,

 

부가 기능은 횡으로 공통부분만 추출했기 때문에, 횡단 관심사 라고도 부른다.

• 핵심 기능과 부가 기능의 관점을 분리하여 부가 기능에서 바라보는 공통된 부분을 추출하는 것이 AOP의 개념이다
• 핵심 기능에 공통 기능을 삽입하는 것
• 핵심 기능의 코드를 수정하지 않으면서 공통 기능의 구현을 추가하는 것

AOP를 구현하는 방법

1. 컴파일 시점에 코드에 공통 기능 삽입
   • java를 calss로 컴파일 할때 해당하는 Asepct를 끼워넣는다.
2. 클래스 로딩 시점에 바이트 코드에 공통 기능 삽입
   • 컴파일 완료되고 메모리상에 올릴때 그때 AOP를 적용하는 방식이다.
3. 런타임 시점에 프록시 객체를 생성하여 공통 기능 삽입
   • 스프링 AOP에서 사용하는 방식, 특정 타겟 Class를 부가기능을 제공하는 프록시로 감싸서 실행하는 방식이다.

 

컴파일과 클래스 로딩 시점에는

AOP 프레임워크인 AspectJ가 제공하는 컴파일러나 클래스 로더 조작기같은

새로운것을 사용함으로써 유연한 AOP를 구현할 수 있지만 부가적인 의존성을 추가해야 한다는 단점이 있다.

런타임 시점은 이미 자바언어가 시작된 시점으로 자바언어에서 제공하는 기능인 프록시를 사용하여 공통 기능을 구현하면 된다.

3가지 방법중 스프링은 어떻게 AOP를 구현하나?

스프링에서는 런타임시점에 프록시를 생성하여 공통기능을 삽입하는 방법을 사용한다.

• 컴파일러나 클래스 로더 조작기를 설정하지 않아도 된다.
• 프록시는 메서드 오버라이딩 개념으로 동작하기 때문에. 스프링 AOP는 메서드 실행 시점에만 AOP를 적용할 수 있다.
• 스프링 AOP는 스프링 컨테이너가 관리할 수 있는 빈에만 AOP를 적용할 수 있다.
• Aspect J를 직접 사용하는 것이 아니라. Aspect J의 문접을 차용하고 프록시 방식의 AOP를 적용
• 스프링에서는
  • IoC/DI 컨테이너,
  • Dynamic Proxy,
  • 데코레이터 패턴/프록시 패턴,
  • 자동 프록시 생성 기법,
  • 빈 오브젝트 후처리 조작 기법 등 다양한 기술을 조합하여 스프링 AOP를 지원한다.

Spring에서의 AOP 사용법

1. 먼저 Bean으로 등록한다.

@Component // 빈으로 등록 
public class BasicCalculator implements Calculator {

  @Override
  public long factorial (final long num) {
    long result = 1;

      for (long i = 1; i <= num; it+) {
        result *= i;
      }

      return result;
  }  
}

2. Aspect를 클래스와 함께 정의한다.

@Component
@Aspect
public class ExecutionTimeAspect {

    @Pointcut("execution (* fact* (..))")
    private void publicTarget() {    }

    @Around("publicTarget ( )")
    public Object measure(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {
        long start = System.nanoTime();
        try {
            Object result = joinPoint.proceed();
            return result;
        } finally {
            long finish = System.nanoTime();
            Signature sig = joinPoint.getSignature();
            System.out.printf("gs. 8s (8s) 실행 시간 : %d \n"
                joinPoint.getTarget().getClass().getSimpleName(), sig.getName(),
                Arrays.toString(joinPoint.getArgs()), (finish - start)
            );
        }
    }
}

• @Aspect 어노테이션을 붙이고 메서드 이름이 fact~로 시작하는 경우라는 Point Cut을 정의
• Aspect도 마찬가지로 Bean이여야 한다.

Spring에서 구현 가능한 Advice 종류

• Around Advice(@Around) : 메서드 실행 전, 후 또는 익셉션 발생 시점
• Before Advice(@Before) : 메서드 호출 전
• After Returning Advice(@AfterReturning) : 메서드가 익셉션 없이 실행된 이후
• After Throwing Advice : 메서드를 실행하는 도중 익셉션이 발생한 경우
• After Advice : 익셉션 발생 여부 상관 없이 메서드 실행 후

Spring AOP 주의사항

Target Object가 TargetObject에 있는 메서드를 실행할 때는 AOP가 적용되지 않는다

• 타겟 오브젝트 내부에서 실행한 메서드 이기 때문에 이때는 이제 AOP가 적용이 안된 타겟 오브젝트의 메서드를 실행한다.
• 하지만 이것도 방법이 있다.

참조

• 10분 테코톡 봄의 AOP와 Spring AOP
• 10분 테코톡 제이의 Spring AOP