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Spring

[인프런 강의 복습] 스프링 핵심 원리 - 빈 스코프

■ 빈 스코프

스코프 : 빈이 존재할 수 있는 범위

1) 싱글톤 
- 기본 스코프
- 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넒은 범위의 스코프

2) 프로토타입 
- 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고 더 이상 관리하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프

3) 웹 관련 스코프
- request : 웹 요청이 들어오고 나갈때까지 유지되는 스코프
- session : 웹 세션이 생성되고 종료될때까지 유지되는 스코프
- application : 웹의 서블릿 컨텍스와 같은 범위로 유지되는 스코프

 

■ 싱글톤 스코프

싱글톤 스코프의 빈을 조회하면 스프링 컨테이너는 항상 같은 인스턴스의 스프링 빈을 반환 

1) 싱글톤 빈 요청 
- 스프링 컨테이너에 싱글톤 스코프의 빈을 요청
- 스프링 컨테이너는 본인이 관리하는 스프링 빈을 반환
- 이후 스프링 컨테이너에 같은 요청이 들어와도 같은 객체 인스턴스의 빈을 반환

 

■ 싱글톤 스코프 빈 테스트

import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

public class SingletonTest {

    @Test
    void singletonScopeTest() {
        ConfigurableApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SingletonConfig.class);
        SingletonConfig bean1 = ac.getBean(SingletonConfig.class);
        SingletonConfig bean2 = ac.getBean(SingletonConfig.class);
        System.out.println("bean1 = " + bean1);
        System.out.println("bean2 = " + bean2);

        Assertions.assertThat(bean1).isSameAs(bean2);
        ac.close();
    }

    @Scope("singleton")
    static class SingletonConfig {
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("SingletonConfig.init");
        }

        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("SingletonConfig.destroy");
        }
    }
}

 

■ 프로토타입 스코프

프로토타입 스코프를 스프링 컨테이너에 조회하면 스프링 컨테이너는 항상 새로운 인스턴스를 생성해서 반환

1) 프로토타입 빈 요청 1
- 스프링 컨테이너에 프로토타입 스코프의 빈을 요청
- 스프링 컨테이너는 이 시점(요청이 들어온 시점, getBean())에 프로토타입의 빈을 생성하고 필수 의존관계를 주입 

2) 프로토타입 빈 요청 2
- 스프링 컨테이너는 생성산 프로토타입의 빈을 클라이언트에게 반환
- 이후, 스프링 컨테이너에 같은 요청이 들어오면 항상 새로운 프로토타입의 빈을 생성해서 반환

[정리]
- 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성, 의존관계 주입, 초기화까지만 처리
- 클라이언트에 빈을 반환한 이후 스프링 컨테이너는 더 이상 생성한 프로토타입 빈을 관리 X
- 프로토타입 빈을 관리할 책임은 프로토타입 빈을 받은 클라이언트에게 전달
- @PreDestroy같은 종료 메서드가 호출 X

 

■ 프로토타입 스코프 빈 테스트

- 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너 생성 시점에 초기화 메서드가 실행 되지만, 프로토타입 스코프의 빈은 스프링 컨테이너에서 빈을 조회할 때 생성되고 초기화 메서드가 실행된다.
- 스프링 컨테이너에 요청을 할때마다 프로토타입 스코프의 빈이 새로 생성
import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

public class PrototypeTest {

    @Test
    void prototypeScopeTest() {
        ConfigurableApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeConfig.class);
        System.out.println("find prototypeBean 1");
        //이 시점에 스프링 컨테이너에서 프로토타입 스프링 빈을 생성
        PrototypeConfig bean1 = ac.getBean(PrototypeConfig.class);  

        System.out.println("find prototypeBean 2");
        PrototypeConfig bean2 = ac.getBean(PrototypeConfig.class);

        Assertions.assertThat(bean1).isNotSameAs(bean2);
        ac.close();
    }

    @Scope("prototype")
    static class PrototypeConfig {
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeConfig.init");
        }

        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeConfig.destroy");
        }
    }
}

 

■ 프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈관 함께 사용 시 문제점

clientBean이라는 싱글톤 빈이 의존관계 주입을 통해서 프로토타입 빈을 주입받아서 사용하는 경우 
싱글톤 빈에서 프로토타입 스코프의 빈을 사용

1) 싱글톤에서 프로토타입 빈 사용 1
- clientBean은 싱글톤 빈으로 스프링 컨테이너 생성 시점에 생성되고 의존관계 주입도 발생
- clientBean은 @Autowired 어노테이션을 사용하여 의존관계 주입을 사용, 의존관계 주입 시점에 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청
- 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성해서 clientBean에 반환, 프로토타입 스코프의 빈 count 필드의 값은 0
- clientBean은 프로토타입 빈 참조값을 내부 필드에 보관

2) 싱글톤에서 프로토타입 빈 사용 2
- 클라이언트 A는 clientBean을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다. 싱글톤이므로 이미 생성된 clientBean 객체가 반환
- 클라이언트 A는 clientBean.logic()을 호출
- clientBean은 prototypeBean의 addCount()를 호출해서 프로토타입 스코프 빈의 count를 증가시킨다.
- count의 값은 1이 된다. 

3) 싱글톤에서 프로토타입 빈 사용 3
- 클라이언트 B는 clientBean을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다. 싱글톤이므로 이미 생성된 clientBean 객체가 반환
- clientBean이 내부에 가지고 있는 프로토타입의 빈은 이미 의존관계 주입이 끝난 상황이다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 요청해서 프로토타입 빈이 새로 생성된 것이지, 사용할 때마다 새로 생성 X
- 클라이언트 B는 clientBean.logic()을 호출
- clientBean은 prototypeBean의 addCount()를 호출해서 프로토타입 스코프 빈의 count를 증가시킨다.
- 원래 count의 값이 1이였으므로 하나 더 증가되어 2가 된다. 


[문제 발생]
스프링은 일반적으로 싱글톤 빈을 사용하므로, 싱글톤 빈이 프로토타입의 빈을 주입받아 사용하게 된다. 그런데 싱글톤 빈은 생성 시점에만 의존관계 주입을 받기 때문에, 프로토 타입 빈이 새로 생성되기는 하지만, 싱글톤 빈과 함께 계속 유지되는 것이 문제이다.

프로토타입의 빈을 주입 시점에만 새로 생성하는 것이 아니라 사용할 때마다 새로 생성해서 사용하는 것을 원한다.

 

테스트 코드

package com.example.demo.scope;

import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.ConfigurableApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;

public class SingletonWithPrototypeTest1 {

    @Test
    void prototypeBeanFind() {
        ConfigurableApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototype bean1");
        PrototypeBean bean1 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        bean1.addCount();
        System.out.println("bean1.getCount() = " + bean1.getCount());
        assertThat(bean1.getCount()).isEqualTo(1);

        System.out.println("find prototype bean2");
        PrototypeBean bean2 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        bean2.addCount();
        System.out.println("bean2.getCount() = " + bean1.getCount());
        assertThat(bean2.getCount()).isEqualTo(1);
    }

    @Test
    void singletonWithPrototype() {
        ConfigurableApplicationContext ac
                = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class, ClientBean.class);

        ClientBean client1 = ac.getBean(ClientBean.class);
        int count1 = client1.logic();
        System.out.println("count = " + count1);    //여기서도 1일 출력되길 의도, 1이 출력

        ClientBean client2 = ac.getBean(ClientBean.class);
        int count2 = client2.logic();
        System.out.println("count = " + count2);    //여기서도 1일 출력되길 의도, 하지만 2가 출력
    }

    @Scope("prototype")
    static class PrototypeBean {
        private int count = 0;

        public void addCount() {
            count++;
        }

        public int getCount() {
            return count;
        }

        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeBean.init = " + this);
        }

        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeBean.destroy");
        }
    }

    @Scope("singleton")
    static class ClientBean {
        private PrototypeBean prototypeBean;
        
        // 의존관계 주입시점에, 스프링 컨테이너에게 프로토타입 스코프의 스프링 빈생성 요청
        @Autowired
        public ClientBean(PrototypeBean prototypeBean) {
            this.prototypeBean = prototypeBean;
        }

        public int logic() {
            prototypeBean.addCount();
            int count = prototypeBean.getCount();
            return count;
        }
    }
}

 

■ 프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용 시 

Provider 로 문제 해결
- 싱글톤 빈과 프로토타입 빈을 함께 사용할 때, 사용할 때마다 새로운 프로토타입의 빈을 생성할 수 있을까?

1) 싱글톤 빈이 프로토타입을 사용할 때마다 스프링 컨테이너에 새로 요청
-  ac.getBean()을 통해서 항상 새로운 프로토타입의 빈이 생성
- 의존관계를 외부에서 주입(DI) 받는게 아니라 직접 필요한 의존 관계를 찾는 것을 Dependency Lookup (DL) 의존관계 조회/탐색
- 스프링의 애플리케이션 컨텍스트 전체가 주입을 받게 되면, 스프링 컨테이너에 종속적인 코드가 되고 단위 테스트가 어려우진다. 

2) ObjectFactory, ObjectProvider
- 지정한 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 DL 서비스를 제공하는 것이 바로 ObjectProvider
- ObjectFactory에 편의 기능을 추가해서 ObjectProvider이 만들어졌다.
- prototypeBeanProvider.getObject()를 통해서 항상 새로운 프로토타입의 빈을 생성하는 것을 확인
- ObjectProvider의 getObject()를 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환(DL)
- 스프링이 제공하는 기능, 스프링에 의존

3) JSR-330 Provider : 자바표준
- javax.inject.Provider라는 JSR-330 자바 표준을 사용하는 방법
- 이 방법을 사용하기 위해서는 라이브러리 추가가 필요
- provider.get()을 통해 항상 새로운 프로토타입의 빈이 생성되는 것을 확인
- provider의 get()를 호출하면 내부에서 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환 (DL)
- 자바 표준이므로 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용 가능

 

[출처 : 인프런 스프링 핵심 원리 기본편]