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DL(Dependency Lookup)

의존성 조회(Dependency Lookup: DL)이란?

의존성 조회(Dependency Lookup: DL)은 제어의 역전(Inversion of Control: IoC) 원칙을 구현한 디자인 패턴 중 하나입니다. IoC 컨테이너가 객체 생성과 의존성 주입을 담당하는 의존성 주입(Dependency Injection: DI)과는 다르게 DL은 개발자가 필요한 시점에 의존성을 요청하여 컨테이너로부터 해당 의존성을 가져옵니다. DL은 컨택스트별 의존성 조회(Contextualized Dependency Lookup: CDL)를 사용하여 의존성을 조회하는데, 이는 결국 스프링에서 관리하는 컨택스트인 ApplicationContext를 기반으로 빈과 빈들의 의존성을 조회한다는 뜻입니다.
즉, 특정 설정 파일에서 의존성에 사용할 인스턴스를 가져오는 DI와 달리 DL은 자원을 관리하는 context(container)에서 의존성을 조회하며, 항상 수행되는 것이 아닌 개발자가 필요한 시점에 가져오는 것이 가장 큰 특징입니다.

스프링에서 제공하는 의존성 조회 방법

애플리케이션 코드에서 의존성 조회가 필요한 경우 가장 기본적으로는 스프링 컨테이너인 ApplicationContext에서 제공하는 getBean() 메소드를 통해 원하는 빈을 조회할 수 있습니다. 하지만 거대한 인터페이스인 ApplicationContext를 주입 받아 사용하는 것은 너무 무겁고 단위 테스트 작성할 때 Mocking에 많은 어려움을 겪습니다.
때문에 스프링에서는 직접 ApplicationContext에서 빈을 조회하는 것이 아닌, 다양한 의존성 조회 방법들을 제공해줍니다.

ObjectProvider

org.springframework.beans.factory.ObjectFactory를 상속 받아 구현한 ObjectProvider는 개발자가 지정한 클래스 타입의 빈을 context에서 조회하는 서비스를 제공해줍니다. ObjectProvider, ObjectFactory는 별도의 라이브러리가 필요 없는 스프링에서 제공해주는 객체로 ObjectFactory에서 제공해주는 의존성 조회뿐만 아니라 컬렉션 객체, 선택적 주입 기능을 제공합니다.

  • 컬렉션 의존성: 단일 객체 뿐만 아니라 컬렉션 객체도 제공할 수 있습니다.
  • 선택적 주입: 선택적 주입(optional injection)을 지원합니다. 즉, 해당하는 객체의 인스턴스가 존재하지 않는 경우에도 예외를 발생시키지 않고 null을 반환합니다.
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package org.springframework.beans.factory;

public interface ObjectProvider<T> extends ObjectFactory<T>, Iterable<T> {

T getObject(Object... args) throws BeansException;

@Nullable
T getIfAvailable() throws BeansException;

default T getIfAvailable(Supplier<T> defaultSupplier) throws BeansException {
  T dependency = getIfAvailable();
  return (dependency != null ? dependency : defaultSupplier.get());
}

default void ifAvailable(Consumer<T> dependencyConsumer) throws BeansException {
  T dependency = getIfAvailable();
  if (dependency != null) {
    dependencyConsumer.accept(dependency);
  }
}

@Nullable
T getIfUnique() throws BeansException;

default T getIfUnique(Supplier<T> defaultSupplier) throws BeansException {
  T dependency = getIfUnique();
  return (dependency != null ? dependency : defaultSupplier.get());
}

default void ifUnique(Consumer<T> dependencyConsumer) throws BeansException {
  T dependency = getIfUnique();
  if (dependency != null) {
    dependencyConsumer.accept(dependency);
  }
}

@Override
default Iterator<T> iterator() {
  return stream().iterator();
}

default Stream<T> stream() {
  throw new UnsupportedOperationException("Multi element access not supported");
}

default Stream<T> orderedStream() {
  throw new UnsupportedOperationException("Ordered element access not supported");
}

}

JSR-330 Provider

JSR-330(Java Specification Request 330)은 Java Community Process(JCP)에서 제안된 Java Specification Request(JSR) 중 하나입니다. 자바 표준이므로 스프링 프레임워크뿐만 아닌 다른 Google Guice, CDI(Java Contexts and Dependency Injection) 등과 같은 프레임 워크에서도 사용할 수 있습니다.

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package javax.inject;

public interface Provider<T> {

  T get();
  
}

get() 메소드 하나로 기능이 매우 단순하며, 해당 메소드로 의존성을 조회할 수 있습니다.

@Lookup

org.springframework.beans.factory.annotation.@LookUp해당 어노테이션이 명시된 메소드는 스프링 컨테이너에서 해당 메소드를 재정의하여 org.springframework.beans.factory.BeanFactory로 리디렉션하는 역할을 합니다.

스프링 애플리케이션이 구동을 시작하면서 org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory.preInstantiateSingletons() 스프링 컨테이너는 메소드를 통해서 등록된 빈들에 대하여 초기화 작업을 진행합니다.

override-lookup

그 중 @Autowired, @Value, @LookUp..어노테이션이 명시된 메소드 또는 필드를 처리하는 빈 후처리기인 org.springframework.beans.factory.annotation.AutowiredAnnotationBeanPostProcessor를 통해서 @LookUp 메소드 재정의를 진행합니다.

instantiate-bean

그 후 정상적으로 빈이 생성되어 반환됩니다.

추가로 @LookUp 어노테이션을 사용하는데는 권장 및 주의 사항이 있는 해당 내용은 아래와 같습니다.

  • 스프링 컨테이너는 CGLIB를 통해 메소드를 포함하는 해당 클래스의 런타임 서브클래스를 생성하여 컨테이너에서 관리하기 때문에 동적으로 서브클래스를 제공할 수 없는 팩토리 메소드에서 반환된 빈에 대해서는 교체할 수 없습니다.
  • 특정 시나리오에서 구체적인 클래스가 필요할 때, lookup 메소드의 스텁 구현을 제공하는 것을 고려해야합니다.
  • 설정 파일의 @Bean 어노테이션이 선언된 메소드에서 반환된 빈에는 작동하지 않습니다.

ObjectProvider 동작 코드

default-listable-bean-factory

org.springframework.beans.factory.support.DefaultListableBeanFactory는 스프링의 ConfigurableListableBeanFactoryBeanDefinitionRegistry 인터페이스의 기본 구현체로 빈 정의 메타 데이터를 기반으로 한 완전한 빈 팩토리입니다. 또한 빈의 생성 및 초기화 전후에 추작인 작업을 처리하는 빈 후처리기(Post-Processors) 기능을 제공하는 Spring Context(컨테이너)입니다.

스프링에서 제공하는 org.springframework.beans.factory.ObjectProvider 인터페이스는 DefaultListableBeanFactory의 내부 클래스 DependencyObjectProvider를 통해 구현 되었습니다.

DependencyObjectProviderDefaultListableBeanFactorydoResolveDependency() 메소드를 호출함으로써 springContext의 의존성을 조회합니다. 아래는 동작하는 코드에 대한 설명입니다.

find-autowire-candidates

먼저 ObjectProvider 타입 파라미터로 넘겨진 클래스 정보를 기반으로 context에서 관리 중인 빈을 찾기 위한 메소드를 실행시킵니다.

find-canidates-part-1

그 후 BeanFactoryUtls.beanNamesForTypeIncludingAncestors() 메소드를 통해서 조상 팩토리에서 정의된 빈을 포함한 주어진 타입의 모든 빈 이름을 가져옵니다.(빈 정의가 재정의된 경우 고유한 이름을 반환합니다.)

do-resolve-dependency

get-Object

정상적으로 매칭되는 빈을 찾았다면, Null, NullBean, Class Type, Assignable 여부를 확인 한 후 context에서 조회 된 빈 객체를 개발자가 의존성을 조회한 코드상으로 반환합니다.

Provider 동작 코드

스프링은 내부적으로 javax.inject API에 대한 Hard Dependency를 방지하기 위해 DefaultListableBeanFactory의 내부 클래스로 분리하여 javax.inject.Provider를 구현했습니다.

Separate inner class for avoiding a hard dependency on the javax.inject API. Actual javax.inject.Provider implementation is nested here in order to make it invisible for Graal’s introspection of DefaultListableBeanFactory’s nested classes.

inner-provider

또한 빈을 조회하는 것은 기존 DefaultListableBeanFactory에 구현된 doResolveDependency() 메소드를 통해 context에 접근, 빈을 조회한 후 반환하게 됩니다.

오탈자 및 오류 내용을 댓글 또는 메일로 알려주시면, 검토 후 조치하겠습니다.