[Spring] 빈 생명주기(Bean LifeCycle) 콜백 알아보기

스프링의 IoC 컨테이너는 Bean 객체들을 책임지고 의존성을 관리한다.

객체들을 관리한다는 것은 객체의 생성부터 소멸까지의 생명주기(LifeCycle) 관리를 개발자가 아닌 컨테이너가 대신 해준다는 말이다.

객체 관리의 주체가 프레임워크(Container)가 되기 때문에 개발자는 로직에 집중할 수 있는 장점이 있다.

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빈 생명주기 콜백의 필요성

먼저 콜백에 대해 설명하면, 주로 콜백함수를 부를 때 사용되는 용어이며 콜백함수를 등록하면 특정 이벤트가 발생했을 때 해당 메소드가 호출된다.
즉, 조건에 따라 실행될 수도 실행되지 않을 수도 있는 개념이라고 보면된다.

보통 프로젝트를 하다보면 DB연결, 네트워크 소켓 연결 등과 같이 시작 시점에 미리 연결한 뒤 어플리케이션 종료시점에 연결을 종료해야 하는 경우 객체의 초기화 및 종료 작업이 필요할 것이다.
(Ex. 커넥션 풀의 connect & disconnect)

스프링 빈도 위와 같은 원리로 초기화 작업과 종료 작업이 나눠서 진행된다.
간단히 말해서 객체 생성 → 의존관계 주입이라는 라이프사이클을 가진다.
즉, 스프링 빈은 의존관계 주입이 다 끝난 다음에야 필요한 데이터를 사용할 수 있는 준비가 완료된다.

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의존성 주입 과정

가장 처음에는 Spring IoC 컨테이너가 만들어지는 과정이 일어난다.
위의 그림은 SpringBoot에서 Component-Scan으로 Bean 등록을 시작하는 과정을 그림으로 표현한 것이다.
[Spring] 스프링 빈을 등록하는 두 가지 방법(@Component, @Bean)

위와 같이 @Configuration 방법을 통해 Bean으로 등록할 수 있는 어노테이션들과 설정파일들을 읽어 IoC 컨테이너 안에 Bean으로 등록 시킨다.

그리고 의존 관계를 주입하기 전의 준비 단계가 존재한다.
이 단계에서 객체의 생성이 일어난다. 여기서 한 가지 알고 넘어가야 할 부분이 있다.

• 생성자 주입 : 객체의 생성과 의존관계 주입이 동시에 일어남
• Setter, Field 주입 : 객체의 생성 ㅡ> 의존관계 주입으로 라이프 사이클이 나누어져 있음

즉, 생성자 주입은 위의 그림이 동시에 진행된다는 뜻이다.
왜 생성자 주입은 동시에 일어나는 것일까?

@Controller
public class CocoController {
    private final CocoService cocoService;

    public CocoController(CocoService cocoService) {
        this.cocoService = cocoService;
    }
}

자바에서 new 연산을 호출하면 생성자가 호출이 된다.
Controller 클래스에 존재하는 Service 클래스와의 의존관계가 존재하지 않는다면,
다음과 같이 Controller 클래스는 객체 생성이 불가능할 것이다.

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        // CocoController controller = new CocoController(); // 컴파일 에러

        CocoController controller1 = new CocoController(new CocoService());
    }
}

그렇기 때문에 생성자 주입에서는 객체 생성, 의존관계 주입이 하나의 단계에서 일어나는 것이다.

이를 통해 얻는 이점은 다음과 같다.
1. null을 주입하지 않는 한 NullPointerException은 발생하지 않는다.
2. 의존관계를 주입하지 않은 경우 객체를 생성할 수 없다. 즉, 의존관계에 대한 내용을 외부로 노출시킴으로써 컴파일 타임에 오류를 잡아낼 수 있다.

이번에는 setter 주입의 경우를 보겠다.

@Controller
public class CocoController {
	
    private CocoService cocoService;
    
    @Autowired
    public void setCocoService(CocoService cocoService) {
    	this.cocoService = cocoService;
    }
}

setter 주입의 경우 Controller 객체를 만들 때 의존 관계는 필요하지 않다.
즉, 생성자 주입과는 다르게 Controller 객체를 만들때 Service 객체와 의존 관계가 없어도 Controller 객체를 만들 수 있다.
따라서 객체 생성 → 의존 관계 주입의 단계로 나누어서 Bean LifeCycle 이 진행된다.

그래서 위와 같이 코드에 작성한 의존관계를 보고 IoC 컨테이너에서 의존성 주입을 해준다.

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스프링 빈 이벤트 라이프 사이클

먼저 스프링 Bean의 LifeCycle을 보면 다음과 같다.

스프링 IoC 컨테이너 생성 → 스프링 빈 생성 → 의존관계 주입 → 초기화 콜백 메소드 호출 → 사용 → 소멸 전 콜백 메소드 호출 → 스프링 종료

스프링은 의존관계 주입이 완료되면 스프링 빈에게 콜백 메소드를 통해 초기화 시점을 알려주며,
스프링 컨테이너가 종료되기 직전에도 소멸 콜백 메소드를 통해 소멸 시점을 알려준다.

그렇다면, 다음과 같은 질문을 던져볼 수 있겠다.

스프링 빈 라이프 사이클을 압축시키기 위해 생성자 주입을 통해 빈 생성부터 초기화 콜백까지 동시에 진행하면 되지 않을까?

객체의 생성과 초기화를 분리하자.

생성자는 파라미터를 받고, 메모리를 할당해서 객체를 생성하는 책임을 가진다.
반면에 초기화는 이렇게 생성된 값들을 활용해서 외부 커넥션을 연결하는 등 무거운 동작을 수행한다.

따라서 생성자 안에서 무거운 초기화 작업을 함께 하는 것보다는 객체를 생성하는 부분과 초기화 하는 부분을 명확하게 나누는 것이 유지보수 관점에서 좋다.
물론, 초기화 작업이 내부 값들만 약간 변경하는 정도로 단순한 경우에는 생성자에서 한번에 처리하는게 나을 수 있다.

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빈 생명주기 콜백 3가지

스프링은 크게 3가지 방법으로 빈 생명주기 콜백을 관리한다.

1. 인터페이스( InitializingBean, DisposableBean )
2. 설정 정보에 초기화 메소드, 종료 메소드 지정
3. @PostConstruct, @PreDestroy 어노테이션 지원 

1. 인터페이스( InitializingBean, DisposableBean )

public class ExampleBean implements InitializingBean, DisposableBean {

    @Override
    public void afterPropertiesSet() throws Exception {
        // 초기화 콜백 (의존관계 주입이 끝나면 호출)
    }

    @Override
    public void destroy() throws Exception {
        // 소멸 전 콜백 (메모리 반납, 연결 종료와 같은 과정)
    }
}

• InitalizingBean은 afterPropertiesSet() 메소드로 초기화를 지원한다. (의존관계 주입이 끝난 후에 초기화 진행)
• DisposableBean은 destory() 메소드로 소멸을 지원한다. (Bean 종료 전에 마무리 작업, 예를 들면 자원 해제(close() 등))

이 방식의 단점

• InitalizingBean, DisposableBean 인터페이스는 스프링 전용 인터페이스이다. 해당 코드가 인터페이스에 의존한다.
• 초기화, 소멸 메소드를 오버라이드 하기 때문에 메소드명을 변경할 수 없다.
• 코드를 커스터마이징 할 수 없는 외부 라이브러리에 적용 불가능하다.

인터페이스를 사용하는 초기화 및 종료 방법은 스프링 초창기에 나온 방법들이며, 지금은 거의 사용하지 않는다.

2. 설정 정보에서 초기화 메소드, 종료 메소드 지정

public class ExampleBean {

    public void initialize() throws Exception {
        // 초기화 콜백 (의존관계 주입이 끝나면 호출)
    }

    public void close() throws Exception {
        // 소멸 전 콜백 (메모리 반납, 연결 종료와 같은 과정)
    }
}

@Configuration
class LifeCycleConfig {

    @Bean(initMethod = "initialize", destroyMethod = "close")
    public ExampleBean exampleBean() {
        // 생략
    }
}

이 방식의 장점

• 메소드명을 자유롭게 부여 가능하다.
• 스프링 코드에 의존하지 않는다.
• 설정 정보를 사용하기 때문에 코드를 커스터마이징 할 수 없는 외부라이브러리에서도 적용 가능하다.

이 방식의 단점

• Bean 지정시 initMethod와 destoryMethod를 직접 지정해야 하기에 번거롭다.

@Bean의 destoryMethod 속성의 특징

라이브러리는 대부분 종료 메소드명이 close 혹은 shutdown이다.
@Bean의 destoryMethod는 기본값이 inferred(추론)으로 등록 즉, close, shutdown이라는 이름의 메소드가 종료 메소드라고 추론하고 자동으로 호출해준다. 즉, 종료 메소드를 따로 부여하지 않더라도 잘 작동한다.
추론 기능을 사용하기 싫다면 명시적으로 destroyMethod=""으로 지정해줘야 한다.

3. @PostConstruct, @PreDestory 어노테이션

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

public class ExampleBean {

    @PostConstruct
    public void initialize() throws Exception {
        // 초기화 콜백 (의존관계 주입이 끝나면 호출)
    }

    @PreDestroy
    public void close() throws Exception {
        // 소멸 전 콜백 (메모리 반납, 연결 종료와 같은 과정)
    }
}

이 방식의 장점

• 최신 스프링에서 가장 권장하는 방법이다.
• 어노테이션 하나만 붙이면 되므로 매우 편리하다.
• 패키지가 javax.annotation.xxx 이다. 스프링에 종속적인 기술이 아닌 JSR-250이라는 자바 표준이다. 따라서 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 동작한다.
• 컴포넌트 스캔과 잘어울린다.

이 방식의 단점

• 커스터마이징이 불가능한 외부 라이브러리에서 적용이 불가능하다.
  • 외부 라이브러리에서 초기화, 종료를 해야 할 경우 두 번째 방법 즉, @Bean의 initMethod와 destoryMethod 속성을 사용하자.

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참고