[코드로 배우는 스프링 부트] 14. Spring AOP

목차

0. 환경

• m1 macbook
• IntelliJ IDEA(m1) - 202102
• java 11(AdoptOpenJDK-11.0.11)

1. AOP가 필요한 상황

• IF) 모든 메소드의 호출 시간을 측정하고 싶다면?
• 회원 가입 시간, 회원 조회 시간을 측정하고 싶다면?
  • -> 모든 코드마다 다 코딩을 해야 될까?
• 공통 관심 사항(cross-cutting concern) vs 핵심 관심 사항(core concern)
  • 시간을 측정하는 로직은 핵심 비즈니스가 아님 = 공통 관심 사항
  • 서비스 코드는 중요한 핵심 비즈니스 코드 = 핵심 관심 사항

2. AOP가 없는 경우 회원 가입 시간, 회원 조회 시간을 측정

[원본 소스]

@Transactional
public class MemberService {

    /**
     * 회원가입
     */
    public Long join(Member member) {
        validateDuplicateMember(member); //중복 회원 검증
        memberRepository.save(member);
        return member.getId();
    }
    
    /**
     *전체 회원 조회
     */
    public List<Member> findMembers() {
        return memberRepository.findAll();
    }
       
}

---

[메소드 마다 시간 측정 적용]

@Transactional
public class MemberService {

    /**
     * 회원가입
     */
    public Long join(Member member) {
        
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        try {        
            validateDuplicateMember(member); //중복 회원 검증
            memberRepository.save(member);
            
            return member.getId();
            
        } finally {
            long finish = System.currentTimeMillis();
            long timeMs = finish - start;
            System.out.println("join " + timeMs + "ms");
        }        
    }
    
    /**
     *전체 회원 조회
     */
    public List<Member> findMembers() {
    
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        try {        
            return memberRepository.findAll(); 
            
        } finally {
            long finish = System.currentTimeMillis();
            long timeMs = finish - start;
            System.out.println("join " + timeMs + "ms");
        }  

    }
       
}

---

[문제]

• 시간을 측정하는 기능은 핵심 관심 사항이 아닙니다.
• 시간을 측정하는 로직은 공통 관심 사항입니다. (핵심 비즈니스가 아님)
• 시간을 측정하는 로직과 핵심 비즈니스 로직이 섞여서 유지보수가 어렵습니다.
• 시간을 측정하는 로직을 별도의 공통 로직으로 만들기 매우 어렵습니다.
• 시간을 측정하는 로직을 변경할 때 모든 로직을 찾아가면서 변경해야 합니다.

3. AOP 적용

• AOP: Aspect Oriented Programming, 관점 지향 프로그램
• 공통 관심 사항(cross-cutting concern) vs 핵심 관심 사항(core concern) 분리가 가능해집니다.

package hello.hellospring.aop;

import org.aspectj.lang.ProceedingJoinPoint;
import org.aspectj.lang.annotation.Around;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
@Aspect
public class TimeTraceAop {

    @Around("execution(* hello.hellospring..*(..))")
    public Object execute(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {

        long start = System.currentTimeMillis();

        System.out.println("START: " + joinPoint.toString());

        try {
            return joinPoint.proceed();
        } finally {
            long finish = System.currentTimeMillis();
            long timeMs = finish - start;

            System.out.println("END: " + joinPoint.toString() + " " + timeMs + "ms");
        }
    }
}

---

[설명]

@Component
@Aspect
public class TimeTraceAop {
	// ( ... )
}

//자바 코드로 직접 스프링 빈 등록하기
@Configuration
public class SpringConfig {

    @Bean
    public TimeTraceAop timeTraceAop(){
        return new TimeTraceAop();
    }
}

• AOP 구현을 위해 @Aspect 어노테이션을 사용합니다.
• @Component를 사용하여 컴포넌트 스캔을 이용해 스프링 빈에 등록을 하기도 하지만 AOP는 정형화된 것이라고 보기에 애매하기도 하고 AOP라는 인지가 필요함으로 설정 파일로 따로 관리하는 것을 권장합니다.

---

// @Around
// hello.hellospring 패키지 하위에 모두 AOP 적용
@Around("execution(* hello.hellospring..*(..))")

• AOP를 어느 범위에 적용할지 타게팅이 가능합니다. (패키지 단위, 클래스 단위)
• 다양한 문법이 제공되지만 실무에서 쓰는 것은 비슷합니다. (따라서 사용하면 됨)

---

// joinPoint.toString()
// 실행 된 메소드 명을 얻을 수 있습니다.
System.out.println("START: " + joinPoint.toString());

//joinPoint.proceed()
// Aop가 적용된 메소드를 전체 수행하고 리턴되는 데이터를 받을 수 있습니다.
// proceed()를 기준으로 이전 코드는 before, 이후 코드는 after로 구분됩니다.
return joinPoint.proceed();

• ProceedingJoinPoint 인터페이스
  • 호출되는 대상 객체에 대한 정보, 실행되는 메서드에 대한 정보, 메서드를 호출할 때 전달된 인자에 대한 정보 등을 확인할 수 있도록 해주는 클래스입니다.
  • 중간에 인터셉팅해서 조작도 가능합니다. 

---

[출력]

START: execution(List hello.hellospring.service.MemberService.findMembers())
Hibernate: select member0_.id as id1_0_, member0_.name as name2_0_ from member member0_
END: execution(List hello.hellospring.service.MemberService.findMembers()) 199ms

START: execution(List hello.hellospring.service.MemberService.findMembers())
Hibernate: select member0_.id as id1_0_, member0_.name as name2_0_ from member member0_
END: execution(List hello.hellospring.service.MemberService.findMembers()) 10ms

• 출력 값으로는 다음과 같이 나오게 되는데 이상한 점을 찾자면 같은 메소드(같은 기능)인데 끝나는 속도(테이블 조회 속도)가 많이 차이 나는 것을 알 수 있습니다.
• 첫 번째 쿼리는 데이터가 버퍼 풀에 없어서 오래 걸릴 수 있습니다. 그런 다음 두 번째 및 이후 쿼리는 버퍼 풀이 이제 "워밍업"되어서 훨씬 더 빨라집니다. 
• 따라서 성능이 필요한 서비스라면 워밍업 호출이 필요하기도 합니다.

---

[해결]

• 회원가입, 회원 조회 등 핵심 관심사항과 시간을 측정하는 공통 관심 사항을 분리합니다.
• 시간을 측정하는 로직을 별도의 공통 로직으로 만들었습니다.
• 핵심 관심 사항을 깔끔하게 유지할 수 있습니다.
• 변경이 필요하면 이 로직만 변경하면 됩니다.
• 원하는 적용 대상을 선택할 수 있습니다.

4. 스프링 AOP 동작 방식

[AOP 적용 전 의존 관계]

AOP 적용 전 의존 관계

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[AOP 적용 후 의존 관계]

AOP 적용 후 의존 관계

• 스프링 컨테이너가 올라오면서 스프링 빈을 등록(DI) 할 때 진짜 스프링 빈(MemberService)이 아닌 가짜 스프링 빈(Proxy)을 주입합니다.
• 가짜 스프링 빈이 끝나고 return joinPoint.proceed(); 하게 되면 이때 실제 스프링 빈을 호출합니다.
• 프록시 확인법은 getClass()를 사용하면 됩니다.
  
  • MemberService$$EnhancerBySpringCGLIB$$ba22d7da 이런 식으로 출력됩니다.
  • 출력된 내용을 자세히 보면 CGLIB라는 것은 MemberService를 가지고 복제를 해서 코드를 조작하는 라이브러리입니다.
• AOP가 가능한 이유는 DI가 가능하기 때문입니다.
  • 스프링 컨테이너에서 스프링 빈을 관리하게 되면서 가짜를 만들어서 DI를 해주게 되는데 컨트롤러 입장에서는 그냥 받아서 쓰는 상황이다 보니 이런 상황을 이용하여 프록시를 주입해주면 됩니다. 따라서 AOP를 구현이 가능합니다.
  • 따라서 스프링은 프록시 방식의 AOP라고 합니다.
• 다른 기술로는 컴파일 타임에 코드를 정의하여 자바 코드에 위아래에 넣어서 구현하여 사용하는 기술도 있다고 합니다.

//프록시 확인하기
@Controller
public class MemberController {

    private final MemberService memberService;

    @Autowired
    public MemberController(MemberService memberService) {
        this.memberService = memberService;
        System.out.println("MemberController DI: " + this.memberService.getClass());
    }
}

// 출력
// MemberController DI: class hello.hellospring.service.MemberService$$EnhancerBySpringCGLIB$$ba22d7da

5. 프록시(Proxy) 

• Proxy는 우리말로 대리자, 대변인이라는 뜻으로 프록시에게 어떤 일을 대신시키는 것을 의미합니다.
• 다른 무언가와 이어지는 인터페이스의 역할을 하는 클래스
• 타겟을 감싸서 타겟의 요청을 대신 받아주는 Wrapping 오브젝트
• 클라이언트에서 타겟을 호출하면, 타겟을 감싸고 있는 프록시가 호출되어, 타겟 메소드 실행 전에 선처리, 타겟 메소드 실행 후 후처리를 실행시키도록 구성되어 있습니다.
• 프록시는 호출을 가로챈 후, 어드바이스에 등록된 기능을 수행 후 타겟 메소드를 호출합니다.