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AOP

AOP

AOP(Aspect Oriented Programming)은 관점 지향 프로그래밍을 의미한다.

AOP는 핵심적인 비즈니스 로직으로부터 부가 기능을 분리하는 것에 목적을 둔다.

  • 부가 기능 = 애플리케이션에서 코드가 중복되고, 강력하게 결합되어 있어 다른 로직과 분리할 수 없는 애플리케이션 로직

    ex) 트랜잭션, 로깅, 보안 등

AOP 장점

  1. 전체 코드 기반에 흩어져 있는 관심 사항이 하나의 장소로 응집 → 중복 제거
  2. 자신의 주요 관심 사항에 대한 코드만 포함하기 때문에 코드가 깔끔 → 가독성 향상

⇒ 객체지향적으로 코드를 짤 수 있게 도우며 유지보수가 용이해짐

AOP 용어

  1. Aspect: 여러 곳에서 쓰이는 공통 관심사를 모듈화한 것
  2. Target: 부가 기능을 부여할 대상
    • 클래스 혹은 객체
  3. Advice: 타깃에게 제공할 부가 기능을 담은 모듈 = 부가 기능
    • 무슨 기능을 어느 시점에 주입할 것인지 포함
  4. Join Point: 어드바이스가 적용될 수 있는 위치
    • Spring AOP는 메소드 실행 단계 의미
  5. Pointcut: 어드바이스를 적용할 조인 포인트를 선별하는 작업
    • Spring AOP는 메소드가 포인트컷의 대상
  6. Advisor: 포인트컷과 어드바이스를 하나씩 갖고 있는 오브젝트
    • 어떤 메소드에 어느 시점에 어떤 기능을 넣을 것인지 포함
  7. Weaving: 조인 포인트에 어드바이스를 적용하는 방법
    • AOP가 핵심 기능(타겟)에 영향을 주지 않으면서 필요한 부가 기능(어드바이스)를 추가할 수 있도록 해주는 핵심적인 처리 과정
    • Spring AOP는 Runtime Weaving 사용

Spring AOP

Spring AOP 동작 과정

  1. 빈 객체 생성한 뒤 빈 후처리기에 전달
    • 빈 후처리기(BeanPostProcessor): 생성된 빈 객체를 스프링 컨테이너에 등록하기 전에 조작하는 객체
  2. 어드바이저 내의 포인트컷을 이용해 전달받은 빈이 프록시 적용 대상인지 확인
  3. 프록시 생성 대상 빈들은 프록시 객체 생성
  4. 프록시 생성된 빈이면 프록시 객체를, 프록시 생성하지 않은 빈이면 그냥 빈 반환
  5. 빈 후처리기에게 전달받은 객체를 컨테이너에 빈으로 등록

Proxy

프록시(Proxy)는 원본 객체를 감싼 새로운 객체로, Spring AOP에서 부가 기능을 추가할 때 사용하는 패턴이다.

  1. JDK Dynamic Proxy
    • 자바에서 제공하는 API(java.lang.reflect.Proxy)를 사용해 인터페이스 기반으로 Proxy 생성
      • 리플렉션의 Proxy.newProxyInstance() 메소드를 이용해 동적으로 Proxy 생성 가능
    • InvocationHandler 객체의 invoke() 메소드를 오버라이딩해 부가 기능 추가
    • 외부 라이브러리 의존하지 않음
  2. CGLIB (Code Generator Library)
    • 클래스 기반으로 바이트 코드를 조작해서 Proxy 생성
      • 메소드 재호출 시 조작된 바이트 코드 재사용
      • 인터페이스가 아닌 타겟 객체를 직접 상속받아 만들기 때문에 MethodMatcher 객체를 사용해 특정 메소드만 프록시화하고, 나머지는 프록시를 거치지 않고 실제 객체 메소드를 호출하도록 만들 수 있음
    • MethodInterceptor를 재정의한 intercept() 메소드를 구현해 부가 기능 추가
    • 타겟의 생성자를 두 번 호출
    • 외부 라이브러리(net.sf.cglib.proxy.Enhancer) 의존
    • 부모 클래스의 기본 생성자 필요(자식 클래스는 동적으로 생성)
    • 클래스 또는 메소드에 final 키워드 없어야 함(상속/오바리이딩 불가능하기 때문)
    • 원본 클래스의 패키지가 프록시 클래스를 생성하는 패키지와 다르기 때문에 메소드의 접근제한자는 public이어야 한다.

⇒ Spring AOP는 JDK Dynamic Proxy가 default지만, 인터페이스가 없는 경우 CGLIB 사용

⇒ Spring Boot 2.0부터 CGLIB이 default

Spring의 CGLIB 단점 보완

  • 외부 라이브러리(net.sf.cglib.proxy.Enhancer) 의존 → since Spring 3.2 Spring Core 패키지에 포함
  • 부모 클래스의 기본 생성자 필요 & 타겟 생성자 두 번 호출 → since Spring 4.0 CGLIB 프록시 인스턴스 Objensis 라이브러리를 통해 생성

Spring AOP와 Proxy

  • Advice = JDK Dynamic Proxy의 invoke() 메소드 내용 = CGLIB의 intercept() 메소드 내용
  • Join Point = JDK Dynamic Proxy의 InvocationHandler = CGLIB의 MethodInterceptor
  • Pointcut = JDK Dynamic Proxy의 조건문 = CGLIB의 MethodMatcher

Weaving

Spring AOP는 RTW(Runtime Weaving)를 사용해 위빙한다.

  • RTW(Runtime Weaving)
    • 런타임에 메소드 호출 시 프록시 객체를 생성해 실제 타겟 오브젝트의 변형없이 공통 기능 삽입
    • 포인트컷에 대한 어드바이스가 늘어날수록 성능이 떨어짐

AspectJ

AspectJ는 Spring AOP 이외의 또다른 강력한 AOP 프레임워크 중 하나다.

AspectJ는 프록시를 이용하지 않고, GCLib를 이용해 타겟 오브젝트의 바이트 코드를 조작해 부가 기능을 직접 넣어주는 방식을 사용한다.

  • AspectJ가 프록시를 사용하지 않고 바이트 코드를 조작하는 방법을 사용하는 이유
    1. 바이트 코드를 조작하면 Spring과 같은 컨테이너의 도움 필요 없음
    2. 프록시 방식보다 훨씬 강력하고 유연한 AOP 제공 가능

Weaving

AspectJ는 세 가지 방식으로 위빙이 가능하다.

  • CTW(Compile Time Weaving)
    • Java Compiler를 확장한 형태의 AJC(AspectJ Compiler)를 통해 컴파일 과정에서 바이트 코드를 조작해 어드바이스 코드를 직접 삽입
    • 컴파일 과정에서 코드를 조작하는 플러그인과 충돌 가능성이 매우 높음(거의 같이 사용 불가)
  • PCW(Post-Complie Weaving = BW, Binary Weaving)
    • 컴파일된 바이너리 코드에 기존 클래스 파일과 JAR 파일 위빙(주로 외부 라이브러리 위빙 시 사용)
    • CTW같은 방식으로 처리
  • LTW(Load Time Weaving)
    • 클래스로더가 JVM에 클래스를 로딩할 때 바이트 코드를 조작해 어드바이스 코드 삽입
    • 컴파일 시간은 CTW보다 상대적으로 빠르지만, 오브젝트가 메모리에 올라가는 과정에서 위빙이 일어나기 때문에 런타임 시 시간은 CTW보다 상대적으로 느리다.
      • Application Context에 객체가 로드될 때 객체 핸들링이 발생하므로 퍼포머스가 저하됨

Spring AOP vs AspectJ

References

[10분 테코톡] 콩하나의 스프링 AOP

Proxying Mechanisms

자바 AOP의 모든 것(Spring AOP & AspectJ)

Spring AOP Weaving, Proxy

[Spring] AOP(Aspect Oriented Programming, 관점 지향 프로그래밍)의 이해 - (1/3)