[TIL 18일 차] Spring Beans의 이해와 활용

오늘의 학습

1. Bean 개념과 IoC 컨테이너

1-01. Bean과 Bean 메타데이터(Configuration Metadata)

Bean은 Spring 프레임워크에서 Bean은 Spring IoC 컨테이너에 의해 관리되는 객체를 의미

메타데이터(Configuration Metadata)는 Spring 컨테이너에게 “어떤 객체를, 어떻게 Bean으로 관리할지” 알려주는 설계 정보로, Spring이 객체를 Bean으로 관리할 때 필요한 정보

• 종류
  • Bean 이름/클래스 정보, 의존성 정보, Scope 정보, 초기화/소멸 메서드, 생성 시점 등

1-02. Spring IoC 컨테이너에서 Bean 생명주기

Bean 생성 → 의존성 주입 → 초기화(@PostConstruct) → 사용(비즈니스 로직) → 소멸(@PreDestory)

1-03. ApplicationContext와 BeanFactory

1) BeanFactory

Spring 컨테이너의 최상위 인터페이스로, Bean의 생성 및 조회에 필요한 최소 기능만 제공한다. 즉, Spring 컨테이너의 핵심은 결국 BeanFactory에서 출발한다고 할 수 있다.

2) ApplicationContext

BeanFactory를 상속한 일종의 확장 컨테이너 인터페이스로, 아주 쉽게 말하면, Spring 컨테이너의 구현체

실제 스프링 애플리케이션에서는 대부분 이 인터페이스를 사용한다. 왜냐하면 BeanFactory가 할 수 있는 역할을 모두 소화해내면서 다른 부가 기능들도 처리할 수 있기 때문

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2. Java 기반 Bean 설정

2-01. ⭐Java 기반 Bean 설정

Spring 3.0 이후 도입된 방식으로, XML 설정을 대체하여 타입 안정성과 IDE 지원을 개선하고, @Configuration 클래스와 @Bean 메서드를 중심으로 보다 선언적인 방식으로 Bean을 구성할 수 있게 해줌

1) @Configuration 과 @Bean

• @Configuration
  • 해당 클래스를 구성 클래스(Configuration Metadata)로 선언
  • 해당 클래스 내부에는 하나 이상의 @Bean 메서드를 정의하며, 이 메서드들은 모두 Spring IoC 컨테이너에 의해 관리됨
• @Bean
  • @Bean은 메서드 단위에 선언하여 해당 메서드가 반환하는 객체를 Spring Bean으로 등록
  • 반환 타입은 일반 POJO 클래스

2-02. ⭐컴포넌트 스캔(@ComponentScan)

특정 패키지 이하의 클래스들을 자동으로 탐색하여 IoC 컨테이너에 Bean으로 등록할 수 있게 하는 어노테이션으로, 명시적인 @Bean 어노테이션 정의 없이도 주요 어노테이션(@Component, @Service, @Repository, @Controller)을 통해 자동 Bean 등록을 지원하는 방식

• 동작 원리
  • Spring이 지정한 패키지부터 하위 패키지까지 탐색하면서, Bean 등록 대상이 되는 클래스를 자동으로 찾고 등록
    • @SpringBootApplication은 내부에 @ComponentScan을 포함하고 있어서, 해당 어노테이션을 설정한 클래스의 하위 모든 패키지를 스캔함

2-03. @SpringBootApplication의 동작 방식

Spring Boot 애플리케이션의 진입점에 붙는 핵심 어노테이션으로, 실제로는 아래 세 가지 어노테이션을 조합한 메타 어노테이션이다

• @SpringBootConfiguration : 설정 클래스임을 명시. 내부적으로 @Configuration 포함
• @EnableAutoConfiguration : 클래스패스, 설정 파일, 조건 등을 기반으로 Bean 자동 등록 수행
• @ComponentScan : 현재 패키지를 기준으로 하위 클래스에서 @Component, @Service 등 자동 탐색

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3. 의존관계 주입의 이해

3-01. 의존성 주입 방법

IoC(Inversion of Control) 원칙에 따라 의존성 주입(Dependency Injection, DI)을 제공하여, 결합도를 낮추고 유연한 설계를 가능

• 생성자 주입 방식
  • 장점
    • 객체 간 의존성 보장
    • 객체 불변성 보장
    • 코드 가독성
    • 테스트 용이성
• setter 주입 방식
• 필드 주입 방식
  • 문제점
    • 테스트 어려움
    • 불투명한 의존성
    • DI 프레임워크에 강하게 의존

3-02. 동일 타입 bean 처리

동일한 타입의 Bean이 여러 개 등록된 경우, 주입 대상이 모호해지는 문제가 발생할 수 있다.

• 해결 방법
  • 기본값 지정 : @Primary
  • 명시적 선택 : @Qualifier
  • 빈 이름을 통한 식별 : @Resource, @Inject

3-03. 다양한 의존관계

1) 선택적 의존관계 처리

어떤 Bean이 존재할 수도 있고, 존재하지 않을 수도 있는 상황에서는 선택적 주입이 필요

• @Autowired(required = false)
• Optional<T>을 활용한 주입 (Java 8버전 이상)
• @Nullable을 활용한 주입

2) 컬렉션 / 배열 의존관계

동일한 타입의 Bean이 여러 개 존재할 경우, Spring은 이를 List, Map, 배열 등으로 자동 주입해줄 수 있다.

3) 순환 참조(circular dependency) 방지

두 개 이상의 Bean이 서로를 주입하려고 할 경우 발생

• 해결 방법
  • 설계 개선
  • setter 주입 사용
  • Spring Boot 2.6+에서는 순환 참조 기본 금지

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4. Bean 스코프와 라이프사이클

4-01. Bean 스코프

Spring Bean이 생성될 때 생성되는 인스턴스의 범위를 말함.

Bean Scope	Description
Singleton	하나의 인스턴스만을 생성하고, 모든 빈이 해당 인스턴스를 공유하여 사용한다.
Prototype	매번 새로운 인스턴스를 생성한다.
Request	HTTP 요청을 처리할 때마다 새로운 인스턴스를 생성하고, 요청 처리가 끝나면 인스턴스를 폐기한다. 웹 애플리케이션 컨텍스트에만 해당된다.
Session	HTTP 세션 당 하나의 인스턴스를 생성하고, 세션이 종료되면 인스턴스를 폐기한다. 웹 애플리케이션 컨텍스트에만 해당된다.

4-02. 스코프 프록시(proxyMode)

웹 스코프(request, session등)을 사용하는 Bean은 싱글통 Bean에 직접 주입하면, 주입 시점에 웹 스코프 객체가 존재하기 않기 때문에 동작 오류가 발생할 수 있다.

이 문제를 해결하기 위해서 Spring에서는 스코프 프록시(scope proxy) 기능을 제공한다.

• 프록시(Proxy)
  • Java에서 프록시(Proxy) 는 본래 객체의 대리자 역할을 수행하는 객체
  • 원래 객체를 감싸서, 기능을 확장하거나 호출 흐름을 제어할 수 있도록 돕는다.
  • 지연 초기화나 트랜잭션 관리, 로깅, 보안 등 AOP에 적용
• 프록시 종류

옵션	설명	특징
ScopedProxyMode.TARGET_CLASS	CGLIB 기반 클래스 프록시	대상 클래스 자체를 상속하여 프록시를 생성
ScopedProxyMode.INTERFACES	JDK 동적 프록시	대상 객체가 구현한 인터페이스를 기반으로 프록시 생성

4-03. Life-cycle 콜백 메커니즘

Spring Bean 생성 이후 초기화 작업이나 소멸 직전 정리 작업을 자동으로 제어할 수 있도록 도와주는 메커니즘

• @Bean(initMethod = "init", destroyMethod = "cleanup")
  • initMethod: Bean 생성 직후 호출할 메서드
  • destroyMethod: 컨테이너 종료 시 호출할 메서드
  • 주의: destroyMethod는 싱글톤 스코프에서만 동작함.
• @PostConstruct 와 @PreDestroy
  • @PostConstruct: Bean 생성 후 호출됨 (의존성 주입 완료 시점)
  • @PreDestroy: ApplicationContext가 종료되기 전 호출됨
  • 가장 널리 사용되는 방식이며, Java 기반 Config 방식 및 Spring Boot와 잘 호환됨.