Spring AOP(Aspect-Oriented Programming)의 이해

Aspect-Oriented Programming

Aspect-oriented Programming(AOP) complements Object-oriented Programming(OOP) by providing another way of thinking about program structure
관점 지향 프로그래밍은 프로그램 구조에 대한 다른 사고방식을 제공해서 객체 지향 프로그래밍을 보완한다
👉 Aspect Oriented Programming with Spring

Spring Framework Docs의 AOP를 설명하는 첫 문단이다

절차 지향 프로그래밍과 객체 지향 프로그래밍의 관계처럼 OOP와 AOP를 분리하지 말라는 뜻이기도 하다

OOP의 모듈화 단위가 Class라면 AOP의 모듈화 단위는 Aspect이다

Aspect는 여러 서비스 혹은 객체에 공통적으로 적용될 수 있는 관심사(로깅, 트랜잭션 등)를 모듈화한다(이렇게 공통적으로 적용될 수 있는 관심사를 cross-cutting concern이라고 한다)

AOP는 Spring Triangle을 이루는 핵심 요소다. Spring IoC 컨테이너는 AOP에 의존하진 않지만(AOP를 꼭 사용해야 하는건 아니지만) AOP는 IoC에 적용할 수 있는 유용한 미들웨어 솔루션을 제공한다

Spring은 schema-based 접근 혹은 @AspectJ 어노테이션을 이용해 aspect 작성을 제공한다

AOP Terminology

AOP는 Spring Framework에서만 존재하는 개념은 아니다

아래에서 AOP에서 사용하는 대표적인 용어들을 정의한다(직관적이진 않다)

Aspect

여러 클래스에 공통적으로 적용할 수 있는 모듈화 된 관심사를 의미한다

Transaction Management는 자바 기반 애플리케이션에서 cross-cutting 관심사의 대표적인 예시다

Spring AOP에서는 @Aspect 어노테이션이 적용된 클래스를 통해 aspect가 구현된다

Join Point

메서드 실행 or 예외 처리와 같은 프로그램 실행 시점을 의미한다(Spring에서는 항상 메서드 실행)

Advice

특정 Join Point에서 Aspect가 수행하는 행위

Advice의 종류에는 around, before, after가 존재한다

스프링을 포함한 많은 AOP Framework는 advice를 interceptor로 모델링해서 join point를 interceptor 체인으로 감싼다

Advice 종류

• Before advice: Join Point 이전에 실행되지만 (exception을 throw하지 않는 한) 진행중인 Join Point의 flow를 끊을 수 있는 권한은 없는 Advice
• After returning advice: Join Point가 정상적으로 완료된 후 실행할 Advice(메서드가 exception을 throw하지 않고 정상 반환될 경우)
• After throwing advice: exception을 throw할 경우 실행할 Advice
• After (finally) advice: Join Point가 반환되는 수단(정상이던 exception throw이던)에 관계없이 실행할 Advice
• Around advice: 메서드 호출과 같은 Join Point 실행 전후를 둘러싼 Advice.
  • 메서드 호출 전후 사용자 지정 동작을 수행할 수 있음
  • 자체 값을 반환하거나 예외를 발생시켜 메서드를 실행함으로써 어떤 Join Point를 수행할 것 인지 결정할 수 있음

Pointcut

Join Point와 일치하는 수식

특정 Pointcut 수식에 일치하는 Join Point(ex. 특정 이름 메서드 실행)에서 Advice가 실행된다

Pointcut expression과 일치하는 Join Point의 개념은 AOP의 핵심 개념이고, Spring은 기본적으로 AspectJ pointcut expression 언어를 사용한다.

👉 Pointcut Expression 문법 및 예시

이외의 용어

• Target Object: 하나 이상의 Aspect에서 Advice가 적용된 객체. Spring AOP는 Runtime Proxy를 사용하여 구현되므로 항상 Proxy 객체가 된다
• AOP Proxy: (Advice 메서드 실행 등등)의 Aspect 행위를 구현하기 위해 AOP Framework에서 생성한 프록시 객체
• Weaving
• Introduction

AOP 적용 예시

• AspectJ 프레임워크를 이용해 AOP를 구현했다
• logging 메서드의 실행 시점은 Advice가 적용될 Join Point이다
• @Before 어노테이션은 Join Point에서 적용될 Advice의 종류를 의미한다
  • 해당 Join Point(메서드 실행) 이전에 Advice(로깅)이 실행된다
• "execution(* com.ssafy.~~)"는 Pointcut으로 해당 aspectj pointcut expression을 만족하는 Join Point에 Advice를 적용시키겠다는 의미이다

Spring AOP의 가용성과 목표

• 순수 Java로 구현되어 서블릿 컨테이너 혹은 애플리케이션 서버에서 사용하기에 적합하다
• 현재 메서드 실행에 대한 Join Point만 지원한다(필드 Interception과 Join Point에 대한 더 많은 지원을 원한다면 AspectJ를 고려하라)
• Spring AOP의 목표는 AOP 구현과 Spring IoC 컨테이너 간의 밀접한 통합을 제공해서 엔터프라이즈 애플리케이션의 일반적 문제를 해결하는 것이다
  • Bean을 이용해 Aspect가 구성되기 때문에 Java 애플리케이션의 일반적 문제에 대한 솔루션에는 적합
  • 도메인 객체에 대한 세분화된 Advice 작업은 AspectJ가 적합

AspectJ 기반 AOP 사용

일반 Java 클래스에 @AspectJ어노테이션을 적용하면 Aspect를 선언할 수 있다

Spring은 Pointcut 구문 분석 및 매칭을 위해 AspectJ의 라이브러를 사용하여 해석한다

AOP 런타임은 순수 Spring AOP이기 때문에 AspectJ 컴파일러나 위버에 의존하지 않는다

Enabling @AspectJ

@AspectJ의 Aspect를 Spring Configuration으로 등록하기 위해 AspectJ 기반의 Spring AOP와 auto-proxy(오토프록시) bean을 활성화해야 한다

Auto-proxying은 스프링이 하나 이상의 aspect에서 advice된다고 결정했을 때 자동으로 해당 bean에 대해 프록시를 생성한다. 이는 메서드 호출을 가로채고 필요에 따라 advice가 실행되는 것을 보장한다.

Java Configuration

@Configuration
@EnableAspectJAutoProxy
public class AppConfig {

}

XML Configuration

<aop:aspectj-autoproxy/>

이후의 설정은 모두 Java 기반으로 설명한다

Declaring an Aspect

@Aspect support를 활성화하면 애플리케이션의 컨텍스트에서 @Aspect로 정의된 빈이 자동으로 감지되며, Spring AOP를 구성하는 데 사용된다

예시는 최소한의 AOP 설정이다

package org.xyz;
import org.aspectj.lang.annotation.Aspect;

@Aspect
public class NotVeryUsefulAspect {

}

다른 클래스와 마찬가지로 메서드와 필드를 가질 수 있으며 Pointcut, Advice, Introduction을 설정할 수 있다

AOP 예시

@Aspect
public class ConcurrentOperationExecutor implements Ordered {

    private static final int DEFAULT_MAX_RETRIES = 2;

    private int maxRetries = DEFAULT_MAX_RETRIES;
    private int order = 1;

    public void setMaxRetries(int maxRetries) {
        this.maxRetries = maxRetries;
    }

    public int getOrder() {
        return this.order;
    }

    public void setOrder(int order) {
        this.order = order;
    }

    @Around("com.xyz.myapp.CommonPointcuts.businessService()")
    public Object doConcurrentOperation(ProceedingJoinPoint pjp) throws Throwable {
        int numAttempts = 0;
        PessimisticLockingFailureException lockFailureException;
        do {
            numAttempts++;
            try {
                return pjp.proceed();
            }
            catch(PessimisticLockingFailureException ex) {
                lockFailureException = ex;
            }
        } while(numAttempts <= this.maxRetries);
        throw lockFailureException;
    }
}