[Spring] @Aspect 와 AOP 톺아보기

이전 포스팅을 통해, 스프링에서는 자동 프록시 생성기 기능을 사용하면 프록시를 별도의 설정없이 생성할 수 있었다. 이 때 자동 프록시 생성기는 어드바이저를 모두 찾아 자동으로 프록시 객체를 스프링 빈으로 등록한다.

이번 포스팅에서는, 지금까지 직접 Advisor를 만들었던 것을 @Aspect 어노테이션을 대신 사용하여 만들어보고, 이 @Aspect 가 스프링 AOP 개념에 어떻게 적용되는지도 알아보겠다.

 

@Aspect Proxy

자동 프록시 생성기(AnnotationAwareAspectJAutoProxyCreator) 는 Advisor 를 자동으로 찾아와(Advisor Type 탐색) 필요한 곳에 프록시를 생성하여 적용한다. 자동 프록시 생성기는 추가적인 역할로 @Aspect 어노테인션을 찾고, 이것을 Advisor 로 만들어준다. 그렇기 때문에 이름 앞에 AnnotationAware 가 붙어있는 것이다. 

 

자동 프록시 생성기는 2가지 일을 한다.
1. 우선 @Aspect 어노테이션이 붙은 클래스를 어드바이저로 변환하여 저장한다.
2. 어드바이저를 기반으로 프록시를 생성한다. 어드바이저 기반의 의미는, 어드바이저가 포함한 포인트컷을 사용해 프록시 생성 대상을 결정한다는 것이다.

@Aspect 를 어드바이저로 변환해서 저장하는 과정을 알아보자. 

1. 실행 : 스프링 어플리케이션 로딩 시점에 자동 프록시 생성기를 호출한다.
2. 모든 @Aspect 빈 조회 : 스프링 컨테이너에서 @Aspect 애노테이션이 붙은 스프링 빈을 모두 조회한다.

3. 어드바이저 생성 : @Aspect 어드바이저 빌더를 통해 @Aspect 어노테이션 정보를 기반으로 어드바이저를 생성한다. 

4. @Aspect 기반 어드바이저 저장 : 생성한 어드바이저를 @Aspect 어드바이저 빌더 내부에 저장한다.

@Asepct 어드바이저 빌더

BeanFactoryAspectAdvisorsBuilder 클래스로, @Aspect 정보를 기반으로 포인트컷, 어드바이스, 어드바이저를 생성하고 보관하는 것을 담당한다. @Aspect 의 정보를 기반으로 어드바이저를 만들고, @Aspect 어드바이저 빌더 내부 저장소에 캐시하고, 캐시에 어드바이저가 이미 만들어져 있는 경우 캐시에 저장된 어드바이저를 반환한다.

자동 프록시 생성기 동작 과정

1. 생성 : 스프링 빈 대상 객체 생성
2. 전달 : 객체를 스프링 컨테이너에 등록하기 직전, 빈 후처리기에 전달
3-1. Advisor 빈 조회 : @Bean 어노테이션이 붙은 Advisor 객체를 모두 조회한다.
3-2. @Aspect Advisor 조회 : @Aspect 어드바이저 빌더 내부에 저장된 Advisor 를 모두 조회한다.
4. 프록시 적용 대상 체크 : 조회한 Advisor 의 포인트컷을 사용해, 해당 객체가 프록시 적용 대상인지 모두 체크한다.
5. 프록시 생성 및 빈 등록 : 프록시 적용 대상이면 프록시를 생성하여 컨테이너에 등록한다. 그렇지 않으면 원본 객체를 반환하여 스프링 빈으로 등록한다.

AOP 란?

사전적 정의는 관점 지향 프로그래밍(Aspect Orient Programming)을 의미하지만 크게 와닿지 않는다. 예시로 AOP 를 이해해보자.

스프링에서는 주로 Service 레이어에 비즈니스 로직을 나타내며, 비즈니스 로직을 애플리케이션의 핵심 기능이라 칭할 수 있다. 이 때 Service 레이어의 각 메서드마다 로그를 찍고 싶다면, 각 메서드마다 로그 삽입 로직을 넣거나, 로깅 유틸리티 함수를 만들어 해당 함수를 각 메서드에서 호출할 수 있다. 이런 로그 추적 로직은 부가 기능이라 부를 수 있다.

그런데 서비스 레이어를 넘어, 컨트롤러 레이어와 레포지토리 레이어에서도 로그를 찍고 싶다면? 코드 곳곳에서 로그 호출 로직을 삽입해야하고, 이는 코드의 가독성도 떨어질 뿐더러 SRP도 지키지 못하는 결과를 초래한다.

즉 부가 기능을 적용하려면 아래와 같은 문제가 존재할 수 있다.

• 부가 기능을 적용할 때 아주 많은 반복이 필요하다.
• 부가 기능이 여러 곳에 퍼져서 중복 코드를 만들어낸다.
• 부가 기능을 변경할 때 중복 때문에 많은 수정이 필요하다.
• 부가 기능의 적용 대상을 변경할 때 많은 수정이 필요하다.

이제 관점 지향 프로그래밍인 AOP 가 어떻게 이 문제를 해결하는지 알아보자.

소프트웨어 개발에서 변경 지점은 하나가 될 수 있도록 잘 모듈화 해야한다. 그것이 SRP 니까.

 

AOP 소개 - Aspect (관점)

핵심 로직 곳곳에 끼여있는 부가 기능을 어디에 적용할지, 그리고 부가 기능 자체를 정의하는 코드를 하나로 합쳐 모듈을 만들었는데, 그것을 Aspect 라 한다. 쉽게 얘기해서 부가 기능 자체와, 부가 기능을 어디에 적용할지 정의(=Aspect)한  것을 의미한다. 앞서 설명한 @Aspect 가 바로 그것이며, 스프링이 제공하는 어드바이저도 어드바이스(부가 기능)과 포인트컷(적용 대상 위치)을 가지기에 개념상 하나의 Aspect 라 할 수 있다.

Aspect는 관점이라는 뜻으로, 애플리케이션을 바라보는 관점을 하나의 객체가 아닌, 횡단 관심사로 보는 것이다.

AOP 를 사용하면, 횡단 관심사의 관점으로 원하는 곳에 부가 기능을 붙일 수 있다.

 

AspectJ 프레임워크

AOP 의 대표적인 구현 프레임워크로, 스프링 AOP 는 대부분 AspectJ의 문법을 차용한다. 명확히 짚어야 할 점은, 스프링 AOP 와 AspectJ 는 별도의 구현이며, 스프링 AOP는 AspectJ 가 제공하는 일부 기능만 제공할 뿐이다.
AspectJ 를 사용하면 횡단 관심사의 깔끔한 모듈화가 가능해진다.

• 오류 검사 및 처리
• 동기화
• 성능 최적화(캐싱)
• 모니터링 및 로깅

 

AOP 적용 방식

위 그림에서도 봤듯이, AOP 를 사용하면 핵심 로직에 녹아져 있던 부가 기능을 완전히 분리해낼 수 있다.
그렇다면 AOP 를 사용할 때 부가 기능 로직은 어떤 방식으로 실제 로직에 추가 될 수 있을까?
3가지 방법이 있다.

1. 컴파일 시점

   특징 : .java 소스 코드를 컴파일러를 통해 .class 파일로 만드는 시점에 부가 기능 로직을 추가하는 방식이다. 이때는 AspectJ가 제공하는 특별한 컴파일러를 사용해야한다. 이런 식의 부가 기능 로직이 추가 되는 것을 위빙(weaving) 이라 한다.
   단점 : 컴파일 시점에 부가 기능을 적용하려면 특별한 컴파일러도 필요하고 복잡 -> 잘 사용하지 않는 방식
   
   
2. 클래스 로딩 시점

   특징 : 자바를 실행하면 .class 파일을 JVM 내부의 클래스 로더에 보관한다. 이때 중간에서 .class 파일을 조작한 후 JVM에 올리는 방식이 클래스 로딩 시점에 부가 기능을 적용하는 것이다. 이를 로드 타임 위빙 이라 부른다.
   단점 : 자바를 실행할 때 특별한 옵션(Java -javaagent)을 통해 클래스 로더 조작기를 지정해야 하는데, 이 부분이 번거롭고 운영하기 어렵다. -> 잘 사용하지 않는 방식
   
   
3. 런타임 시점특징

   특징 : 컴파일과 클래스 로딩도 다 끝난 후 이미 자바가 실행되고 있는 시점을 의미한다. (자바의 main 메서드가 실행된 다음을 의미) 즉 자바 언어가 제공하는 범위 내에서 부가 기능을 적용해야 하며, 지금까지 알아본 프록시 방식의 AOP 가 런타임 시점에 부가 기능을 적용하는 방법이다. 
   프록시를 사용하기 때문에 AOP 기능에 일부 제약이 있지만, 특별한 컴파일러나 복잡한 옵션, 클래스 로더 조작기를 설정하지 않아도 된다. 즉 Spring 만 있으면 AOP 를 적용할 수 있다. (Spring 이 복잡한 설정을 모두 해주기 때문)

 

AOP 용어 정리

조인 포인트 : 어드바이스가 적용될 수 있는 위치. 조인 포인트는 추상적인 개념이라, AOP 를 적용할 수 있는 모든 지점이라 생각하면 된다. 스프링 AOP 는 프록시 방식을 사용하기에 조인 포인트는 항상 메서드 실행 지점으로 제한된다.

포인트컷 : 조인 포인트 중에서 어드바이스가 적용될 위치를 선별하는 기능. 필터링 이라 생각할 수 있다. 주로 AspectJ 표현식을 사용해서 지정한다.

타겟 : 어드바이스가 적용되는 객체, 포인트컷으로 결정된다.

어드바이스 : 부가 기능. 특정 조인 포인트에서 Aspect 에 의해 취해지는 조치(로직) 이라 볼 수 있다. Around, Before, After 등의 다양한 어드바이스가 존재한다.

애스펙트 : 어드바이스와 포인트컷을 모듈화 한 개념으로, @Aspect 를 생각하면 된다. 여러 어드바이스와 포인트컷이 함께 존재한다. 어드바이저는 하나의 어드바이스와 포인트컷이 존재한다 (차이점).

어드바이저 : 하나의 어드바이스와 포인트컷으로 구성으로, 스프링 AOP 에서만 사용되는 특별한 용어다.

AOP 프록시 : AOP 기능을 구현하기 위해 만든 프록시 객체. JDK 동적 프록시와 CGLIB 프록시가 해당된다.

코드 및 자료 출처

스프링 핵심 원리 - 고급편 - 인프런 | 강의