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위빙(Weaving)

AOP 는 위빙(Weaving) 이라는 방법을 사용하여 부가 기능 로직(Advice)을 실제 로직에 추가한다.

핵심 로직에 부가 기능 로직이 추가되는 것을 위빙(Weaving) 이라고 생각하면 된다.

Compile Time Weaving(CTW)

ctw

  • .java 소스 코드를 컴파일러를 사용해서 .class 를 만드는 시점에 부가 기능 로직을 추가할 수 있다.
    • AspectJ 가 제공하는 특별한 컴파일러를 사용해야 한다.
    • 컴파일 된 .class 를 디컴파일 해보면 Aspect 관련 호출 코드가 들어간다.
    • 즉, 부가 기능 로직이 핵심 로직이 있는 컴파일된 코드 주변에 실제로 붙는다.
    • AspectJ 컴파일러는 Aspect 를 확인해서 해당 클래스가 적용 대상인지 먼저 확인하고, 적용 대상인 경우에 부가 기능 로직을 적용한다.
  • 단점
    • 컴파일 시점에 부가 기능을 적용하려면 특별한 컴파일러도 필요하고 복잡하다.

Load Time Weaving(LTW)

ltw

  • 자바를 실행하면 자바 언어는 .class 파일을 JVM 내부의 클래스 로더에 보관한다.
  • 이때 중간에서 .class 파일을 조작한 다음 JVM 에 올릴 수 있다. 이 시점에 Aspect 를 적용하는 것을 LTW 라고 한다.
  • 자바 언어는 .class 를 JVM 에 저장하기 전에 조작할 수 있는 기능을 제공한다.
    • JVM 이 제공하는 Java Instrumentation API 를 활용하여 JVM 에 로드된 기존 바이트 코드를 변경한다.
  • 참고. Spring Boot LTW Example with AspectJ

수 많은 모니터링 툴들이 이 방식을 사용한다.

  • 단점
    • 로드 타임 위빙은 자바를 실행할 때 특별한 옵션(java -javaagent)을 통해 클래스 로더 조작기를 지정해야 하는데, 이 부분이 번거롭고 운영하기 어렵다.

Run Time Weaving(RTW)

  • 말 그대로 자바 main 메서드가 실행된 다음, Runtime 에 발생하는 위빙이다.
  • 스프링과 같은 컨테이너의 도움을 받고 프록시와 DI, 빈 포스트 프로세서 같은 개념들을 총 동원해야 한다.
  • 이렇게 하면 최종적으로 프록시를 통해 스프링 빈에 부가 기능을 적용할 수 있다.
  • 이것이, 스프링에서 차용하고 있는 방식이며 프록시 방식의 AOP 이다.
  • 스프링만 있으면 얼마든지 AOP 를 적용할 수 있으며, 프록시를 통해 부가 기능을 사용하는 것이다.
  • 프록시 방식을 사용하는 스프링 AOP는 스프링 컨테이너가 관리할 수 있는 스프링 빈에만 AOP 를 적용할 수 있다.
    • @Aspect 어노테이션을 붙인다고 빈으로 등록되는 것은 아니다. @Aspect 는 스프링에서 AOP 를 가능하게 해주며, 해당 어노테이션을 통해서 Proxy 객체를 만들어준다.
    • 추가적으로 ComponentScan이 일어나도록 어노테이션을 추가해야한다.

Spring AOP Docs. Spring AOP, like other pure Java AOP frameworks, performs weaving at runtime.

  • 단점
    • 프록시를 사용하기 때문에 AOP 기능에 일부 제약이 있다.

스프링 AOP는 AspectJ의 문법을 차용하고, 프록시 방식의 AOP를 제공한다. AspectJ를 직접 사용하는 것이 아니다.

스프링 AOP를 사용할 때는 @Aspect 어노테이션을 주로 사용하는데, 이 어노테이션도 AspectJ가 제공하는 어노테이션이다.

과정

rtw

  1. 생성: 스프링 빈 대상이 되는 객체를 생성한다. ( @Bean , 컴포넌트 스캔 모두 포함)
  2. 전달: 생성된 객체를 빈 저장소에 등록하기 직전에 빈 후처리기에 전달한다.
  3. 후 처리 작업: 빈 후처리기는 전달된 스프링 빈 객체를 조작하거나 다른 객체로 바뀌치기 할 수 있다.
  4. 등록: 빈 후처리기는 빈을 반환한다. 전달 된 빈을 그대로 반환하면 해당 빈이 등록되고, 바꿔치기 하면 다른 객체가 빈 저장소에 등록된다.

AspectJ

  • @Aspect 를 포함한 org.aspectj 관련 기능은 aspectjweaver.jar 라이브러리에서 제공한다.
    • aspectjweaver
  • spring-boot-starter-aop
    • 스프링의 AOP 관련 기능과 함께 aspectjweaver.jar 도 함께 사용할수 있다.
    • 그런데 스프링에서는 AspectJ가 제공하는 애노테이션이나 관련 인터페이스만 사용하는 것이고, 실제 AspectJ 가 제공하는 컴파일, 로드타임 위버 등을 사용하는 것은 아니다.
    • starteraop

AspectJ 에서 제공하는 LTW 는 언제 활용될까?

  • LTW 는 언제 활용되는 것일까?
    • @Configurable 지원
      • @Configurable 활용 사례는 해당 링크를 통해 확인하자
      • 해당 아티클 내용을 보면 스프링에서 DDD 개념을 도입하는 경우 @Configurable 을 사용한다고 나와있다.
      • 해당 아티클 Domain 객체 내부에 Repository 가 들어가 있는 것을 볼 수 있는데, 이러한 패턴을 Active Record 라고 부른다.
      • 자세한 내용이 궁금하면 martinfowler 의 P of EAA 를 참고하자.
      • 그러면 Hibernate JPA 를 사용할 때 쓰는 패턴은 이름이 뭘까 찾아봤는데, Data Mapper 라고 부른다.

      지금 당장 깊게 보기보단, 실무에서 DDD 를 사용 중이라면 그 때 깊게 공부하면 될 것 같다.

    • 트랜잭션 AOP 모드를 AspectJ 로 설정한 경우
      • <tx:annotation-driven mode="aspectj"/>
      • 이 경우에 LTW 를 사용한다.
    • AspectJ 가 아니라 JPA 에서 필요로 하는 LTW 로 사용되는 경우
      • JPA 의 구현체에 따라서 다르지만 대부분 LTW 를 이용한 바이트코드 조작을 필요로 한다.
      • POJO 로 만든 도메인 객체에 지연된 로딩이나 변경 감지, 그룹 조회, JOIN 을 이용한 로딩 및 최적화 기능을 적용하려면 POJO 클래스의 바이트코드를 조작해야 한다. 이를 위해 JPA 는 각 구현체마다 전용 로드 타임 위버를 제공한다.
        • Ex. EclipseLink 는 eclipselink.jar 파일을 javaagent 로 설정해서 LTW 를 적용한다.
        • 독자적인 방식을 사용하는 Hibernate JPA 를 제외하면 대부분 JPA 구현체는 LTW 를 사용하도록 요구하고 있다.
        • EclipseLink 의 Weaving 이나 OpenJPA 의 enhancement process 의 목적 중 하나는 지연 로딩의 최적화이다.
        • Hibernate 는 hibernate.default_batch_fetch_size 를 사용하여 지연 로딩을 최적화한다.
        • 참고. JPA performance optimization

더 자세한 내용이 궁금하다면 토비의 스프링3 2편, 5장. AOP 와 LTW 를 참고하자.

프록시 기반 스프링 AOP vs AspectJ AOP

aopaspectj

References