📘 Backend/Spring

AOP (Aspect Oriented Programming)

신건우 2023. 4. 2. 10:32

📘 AOP (Aspect Oriented Programming) 란?

어플리케이션에 필요한 기능 중 공통적으로 적용되는 공통 기능에 대한 관심과 관련됨


공통관심사항

  • 어플리케이션 전반에 걸쳐 공통으로 사용되는 기능들

핵심관심사항

  • 어플리케이션의 주 목적을 달성하기 위한 핵심 로직에 대한 관심사

커피 주문 어플리케이션 예시

  • 핵심관심사항 = 메뉴등록,주문기능
  • 공통관심사항 = 어플리케이션 보안

AOP가 필요한 이유

  • 코드의 간결성
  • 객체 지향 설계 원칙에 맞는 코드 구현
  • 코드의 재사용성

핵심 포인트

  • AOP(Aspect Oriented Programming)는 관심 지향 프로그래밍이다.
  • AOP에서 의미하는 Aspect는 애플리케이션의 공통 관심사를 의미한다.
  • 애플리케이션의 공통 관심사는 비즈니스 로직을 제외한 애플리케이션 전반에 걸쳐서 사용되는 공통 기능들을 의미한다.
  • 애플리케이션 전반에 걸쳐서 사용되는 공통 기능에는 로깅, 보안, 트랜잭션, 모니터링, 트레이싱 등의 기능이 있다.
  • AOP를 애플리케이션에 적용해서 다음과 같은 이점을 누릴 수 있다.
    • 코드의 간결성 유지
    • 객체 지향 설계 원칙에 맞는 코드 구현
    • 코드의 재사용
  • AOP로 적용 할만한 공통 기능에는 뭐가 있을지 생각

📘 AOP 활용

관점 지향 프로그래밍

  • Aspect를 사용하여 핵심 기능과 부가 기능을 분리하고 부가 기능을 어디에 적용할지 선택하는 기능
  • OOP를 대체하기 위한 것이 아닌, OOP의 부족한 부분을 보조하는 목적으로 개발됨
    • 여러곳에 쓰이는 부가기능의 변경,삭제의 번거로움을 해소
  • Aspect : 부가 기능을 정의한 코드인 어드바이스(Advice)와 어드바이스를 어디에 적용할지 결정하는
  • 포인트컷(PointCut)을 합친 개념. (Advice + PointCut ⇒ Aspect)
  • 핵심 기능(Core Concerns) : 업무 로직을 포함하는 기능
    • 객체가 제공하는 고유의 기능(업무 로직 등을 포함)
  • 부가 기능(CROSS-CUTTING CONCERNS) : 핵심 기능을 도와주는 부가적인 기능
    • 핵심 기능을 보조하기 위해 제공되는 기능
    • 로그 추적 로직, 보안, 트랜잭션 기능 등이 있음
    • 단독으로 사용되지 않고 핵심 기능과 함께 사용

Join Point

img

  • Spring AOP는 프록시 방식을 사용하므로 조인 포인트는 항상 메소드 실행 지점으로 제한
  • 클래스 초기화, 객체 인스턴스화, 메소드 호출, 필드 접근, 예외 발생과 같은 실행 흐름에서의 특정 포인트를 의미
  • 어플리케이션에 새로운 동작을 추가하기 위해 조인포인트에 관심 코드(aspect code)를 추가할 수 있음
  • 횡단 관심은 조인포인트 전/후에 AOP에 의해 자동으로 추가됨

AOP 용어

Advice

  • 조인포인트에서 수행되는 코드를 의미
  • Aspect를 언제 핵심 코드에 적용할 지 정의
  • 전체 시스템 Aspect에 API호출 제공
  • 메소드 호출 전, 각 상세정보와 모든 메소드를 로그로 남기기 위해 메소드 시작 전 포인트 선택
  • 부가 기능에 해당함

PointCut

  • Join Point 중 Advice가 적용될 위치 선별
  • AspectJ 표현식을 사용한 지정
  • 프록시를 사용하는 Spring AOP는 메소드 실행 지점만 PointCut으로 선별 가능

Weaving

  • PointCut으로 결정한 타겟의 Join Point를 Advice에 적용, Advice를 핵심코드에 적용하는 것을 의미함
  • 핵심 기능 코드에 영향을 주지 않고 부가기능 추가 가능
  • AOP 적용을 위해 Aspect 객체에 연결한 상태임
    • 컴파일 타임(AspectJ Compiler)
    • 로드 타임
    • 런타임 (Spring AOP = Runtime / Proxy 방식)

AOP Proxy

  • AOP 기능을 구현하기 위해 만든 Proxy 객체
  • Spring에서 AOP Proxy는 JDK 동적 Proxy 또는 CGLIB Proxy임

Advisor

  • 하나의 Advice, 하나의 PointCut 으로 구성됨
  • Spring AOP 에서만 쓰는 용어

타입별 Advice


Advice 순서

  • Advice는 기본적으로 순서보장 X
  • 순서를 지정하려면 @Aspect 적용 단위로 org.springframework.cokr.annotation.@Order Annotation을 적용해야함
    • Advice 단위가 아닌 클래스 단위로 적용가능
    • 하나의 Aspect에 여러 Advice가 존재하면 순서 보장 X
  • Aspect를 별도의 클래스로 분리해야함

Advice 종류


@Before

  • Join Point 실행 이전에 실행됨
  • 타겟 메소드가 실행되기 전, 처리해야할 필요가 있는 부가기능을 호출하기 전, 공통기능 실행
  • Before Advice를 구현한 메소드는 일반적으로 void 타입이며, 리턴값이 있더라도 Advice 적용과정에 영향 X
  • 주의점. 메소드에서 예외를 발생시킬 경우 대상 객체의 메소드 호출이 안됨
  • 아래는 Before의 코드 예시
@Before("hello.aop.order.aop.Pointcuts.orderAndService()")
public void doBefore(JoinPoint joinPoint) {
    log.info("[before] {}", joinPoint.getSignature());
}

@AfterReturning

  • Join Point가 정상완료 된 후 실행
  • 메소드가 예외 발생하지않고 실행된 이후 공통 기능 실행
  • 코드 예시
@AfterReturning(value = "hello.aop.order.aop.Pointcuts.orderAndService()", returning = "result")
public void doReturn(JoinPoint joinPoint, Object result) {
    log.info("[return] {} return={}", joinPoint.getSignature(), result);
}

@After Throwing

  • 메소드가 예외를 던지는 경우 실행
  • 메소드를 실행하는 도중 예외 발생 시 공통기능 실행
  • 코드 예시
@AfterThrowing(value = "hello.aop.order.aop.Pointcuts.orderAndService()", throwing = "ex")
public void doThrowing(JoinPoint joinPoint, Exception ex) {
    log.info("[ex] {} message={}", joinPoint.getSignature(), ex.getMessage());
}

@After (finally)

  • Join Point의 동작과는 상관없이 실행
    • 예외 동작의 finally를 생각하면 됨
  • 메소드 실행 후 공통기능 실행
  • 일반적으로 리소스를 해제 하는데 사용

@Around

  • 메소드 호출 전후에 수행되며 가장 강력한 Advice임
    • Joint Point 실행 여부 선택 = joinPoint.proceed()
    • 전달 값 변환 = joinPoint.proceed(args[])
    • 반환값 변환
    • 예외 변환
    • try ~ catch 문 처리
  • 메소드 실행 전/후, 예외 발생 시점에 공통기능 실행
  • Advice의 첫 파라미터는 ProceedingJoinPoint를 사용해야됨
  • proceed()를 통해 대상 실행
  • proceed()를 여러 번 실행 가능

PointCut 표현식

  • 관심 조인 포인트를 결정하므로 Advice가 실행되는 시기 제어가능
  • AspectJ는 PointCut을 편리하게 표현하기 위한 특별한 표현식 제공 ex) @Pointcut("execution(* hello.aop.order..*(..))")
@Pointcut("execution(* transfer(..))") // 포인트컷 표현식
private void anyOldTransfer() {} // 포인트컷 서명

포인트컷 지시자의 종류

종류 설명
execution 메서드 실행 조인트 포인트를 매칭한다. 스프링 AOP에서 가장 많이 사용하며, 기능도 복잡하다. (제일 많이 사용함)
within 특정 타입 내의 조인 포인트를 매칭한다.
args 인자가 주어진 타입의 인스턴스인 조인 포인트
this 스프링 빈 객체(스프링 AOP 프록시)를 대상으로 하는 조인 포인트
target Target 객체(스프링 AOP 프록시가 가르키는 실제 대상)를 대상으로 하는 조인 포인트
@target 실행 객체의 클래스에 주어진 타입의 애너테이션이 있는 조인 포인트
@within 주어진 애너테이션이 있는 타입 내 조인 포인트
@annotation 메서드가 주어니 애너테이션을 가지고 있는 조인 포인트를 매칭
@args 전달된 실제 인수의 런타임 타입이 주어진 타입의 애너테이션을 갖는 조인 포인트
bean 스프링 전용 포인트컷 지시자이고 빈의 이름으로 포인트컷을 지정한다.

PointCut 표현식 결합 (&&, ||, !)

@Pointcut("execution(public * *(..))")
private void anyPublicOperation() {} // (1)

@Pointcut("within(com.xyz.myapp.trading..*)")
private void inTrading() {} // (2)

@Pointcut("anyPublicOperation() && inTrading()")
private void tradingOperation() {} // (3)
  • anyPublicOperation은 메서드 실행 조인 포인트가 공용 메서드의 실행을 나타내는 경우 일치
  • in Trading 메서드 실행이 거래 모듈에 있는 경우에 일치
  • tradingOperation은 메서드 실행이 거래 모듈의 공개 메서드를 나타내는 경우 일치

일반적인 PointCut 표현식

  • 모든 공개 메서드 실행
    • execution(public * *(..))

  • set 다음 이름으로 시작하는 모든 메서드 실행
    • execution(* set*(..))

  • AccountService 인터페이스에 의해 정의된 모든 메소드의 실행
    • execution(* com.xyz.service.AccountService.*(..))

  • service 패키지에 정의된 메서드 실행
    • execution(* com.xyz.service..(..))

  • 서비스 패키지 또는 해당 하위 패키지 중 하나에 정의된 메서드 실행
    • execution(* com.xyz.service...(..))

  • 서비스 패키지 내의 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • within(com.xyz.service.*)

  • 서비스 패키지 또는 하위 패키지 중 하나 내의 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • within(com.xyz.service..*)

  • AccountService 프록시가 인터페이스를 구현하는 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • this(com.xyz.service.AccountService)

  • AccountService 대상 객체가 인터페이스를 구현하는 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • target(com.xyz.service.AccountService)

  • 단일 매개변수를 사용하고 런타임에 전달된 인수가 Serializable과 같은 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메소드 실행)
    • args(java.io.Serializable)

  • 대상 객체에 @Transactional 애너테이션이 있는 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • @target(org.springframework.transaction.annotation.Transactional)

  • 실행 메서드에 @Transactional 애너테이션이 있는 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • @annotation(org.springframework.transaction.annotation.Transactional)

  • 단일 매개 변수를 사용하고 전달된 인수의 런타임 유형이 @Classified 애너테이션을 갖는 조인 포인트(Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • @args(com.xyz.security.Classified)

  • tradeService 라는 이름을 가진 스프링 빈의 모든 조인 포인트 (Spring AOP에서만 메서드 실행)
    • bean(tradeService)

  • 와일드 표현식 *Service 라는 이름을 가진 스프링 빈의 모든 조인 포인트
    • bean(*Service)
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