@Autowired의 동작원리

@Autowired란?

의존관계 주입(DI)을 할 때 사용하는 어노테이션(Annotation)이며,
의존 객체의 타입에 해당하는 빈(Bean)을 찾아 주입하는 역할을 한다.

 

💡 의존관계 주입에 대해서는 IoC(Inversion of Control, 제어의 역전) / DI(Dependency Injection, 의존관계 주입) 포스팅을 참고 바란다.

 

💡 어노테이션

필드, 메서드, 클래스에 컴파일 타임과 런타임에 적용될 메타데이터를 말한다.

어노테이션에 대해서는 별도의 포스팅 후 링크를 달아둘테니 참고 바란다.

 

💡 빈

스프링에서는 스프링이 제어권을 가져서 직접 생성하고 의존관계를 부여하는 오브젝트를 빈이라고 부른다.

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무엇으로 어떻게 빈을 찾는가?

BeanPostProcessor

빈의 인스턴스가 만들어지는 라이프사이클(LifeCycle)이 있는데,

BeanPostProcessor는 빈의 초기화(Initialization) 단계의 이전과 이후에 또 다른 부가적인 작업을 할 수 있게 해주는 인터페이스이다.

따라서 빈에 접근해야 하기 때문에 당연히 빈을 관리하는 '스프링 컨테이너'에 등록이 돼있다.

 

💡 참고로 빈의 라이프사이클은 크게 '객체생성 - 의존관계 설정 - 초기화 - 소멸' 의 순으로 나눈다.

빈 라이프사이클에 대해서는 별도의 포스팅 후 링크를 달아둘테니 참고 바란다.

 

💡 스프링 컨테이너가 빈을 관리한다는 개념을 처음 들었다면

스프링 컨테이너(BeanFactory, ApplicationContext) 포스팅을 참고 바란다.

 

 

빈 라이프사이클 도식화

 

위 그림의 우측에 파란색으로 표시해둔 부분을 보면 방금 설명한 빈의 초기화 단계의 이전과 이후에 해당하는 postProcessBeforeInitialization 메서드와 postProcessAfterInitialization 메서드가 BeanPostProcessor에 있는 것을 확인할 수 있다. 여기서 초기화 단계의 이전에 동작하는 메서드 덕분에 빈을 찾을 수 있는 것이다.

 

BeanPostProcessor 인터페이스 실제 코드. postProcessBeforeInitialization 메서드를 기억하자.

스프링 공식문서에 적혀있는 빈 라이프사이클. 11번 단계와 14번 단계가 BeanPostProcessor와 관련이 있다.

 

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

위에서 설명한 BeanPostProcessor도 결국 구현체가 있어야 메서드를 이용할 수 있는데,

@Autowired에 있어서 핵심이 되는 클래스가 바로 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor이다.

이 또한 빈에 접근해야 하기 때문에 당연히 빈을 관리하는 '스프링 컨테이너'에 등록이 돼있다.

 

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor 클래스는 BeanPostProcessor 인터페이스를 상속받고 있다.

 

위에서 @Autowired에 대해 설명할때 필드, 메서드, 클래스에 대해 의존관계 주입을 해준다고 했었는데

이를 processInjection 메서드가 빈의 클래스 정보를 읽어와서 (getClass()) 자동(auto)으로 의존관계를 설정할 메타데이터를 얻고 주입(inject()) 하는 것이다. 

 

 

아래를 보면 Inject 메서드가 객체를 주입할 때 ReflectionUtils라는 클래스를 사용하는 것을 볼 수 있다.

즉, @Autowired는 리플렉션을 통해 수행되는 것이다. 

실제로 AutowiredAnnotationBeanPostProcessor는 InjectMetadata를 상속받는 AutowiredFieldElement와 AutowiredMethodElement을 구현하고 있으며, 여기서 필드든 메서드든 각각에 맞게 오버라이딩된 Inject 메서드가 호출된다.

생성자 메서드를 예제 코드로 했으니 리플렉션 대상은 메서드이다. 리플렉션으로 메서드 정보를 makeAccessible 하게 만들어서 method.invoke() 로 빈을 주입하는 것이다.

 

 

 

AbstractAutowireCapableBeanFactory

위에서 간단히 설명한 빈 라이프사이클에 따르면 PostProcessor가 빈을 주입하기전에 당연히 빈이 생성돼있어야 하고 의존관계가 설정이 돼있어야 한다.

@Autowired에 있어서는 AbstractAutowireCapableBeanFactory가 빈의 생성, 빈의 의존관계 주입(DI)

BeanFactory는 BeanPostProcessor 타입의 빈을 꺼내 일반적인 빈들을 @Autowired로 의존관계 주입이 필요한 빈들에게 @Autowired를 처리하는 로직을 적용한다.

 

공식문서를 찾아보니 아래처럼 직접적인 설명이 적혀있다.

Abstract bean factory superclass that implements default bean creation, with the full capabilities specified by the RootBeanDefinition class.
해석 : 기본 빈 생성을 구현하는 추상 빈 팩토리 상위클래스이며, RootBeanDefinition 클래스에서 지정한 모든 기능을 사용할 수 있다.

Implements the AutowireCapableBeanFactory interface in addition to AbstractBeanFactory's createBean(java.lang.Class<T>) method.
해석 : AutowireCapableBeanFactory 인터페이스를 구현하며 빈 생성을 담당하는 메서드인 AbstractBeanFactory 클래스의 createBean 메서드가 있다.

Provides bean creation (with constructor resolution), property population, wiring (including autowiring), and initialization.
해석 : 어떤 생성자 기반의 빈 생성을 할지, 엔티티에서 프로퍼티 설정은 어떻게 할지, 빈 간의 관계 설정(자동설정 포함)과 초기화에 대한 기능을 제공한다.

Handles runtime bean references, resolves managed collections, calls initialization methods, etc. Supports autowiring constructors, properties by name, and properties by type.
해석 : 런타임 빈 참조, 스프링에서 관리되는 컬렉션 타입 선택, 초기화 메서드 호출 등을 다룬다. 생성자 autowiring, 이름에 의한 프로퍼티 설정, 타입에 의한 프로퍼티 설정을 지원한다.

 

💡 BeanFactory는 스프링 컨테이너의 중심이 되는 인터페이스를 말한다.

자세한 내용은 스프링 컨테이너(BeanFactory, ApplicationContext) 포스팅을 참고 바란다.

 

@Service
public class ArticleServiceImpl implements ArticleService {

    private final ArticleMapper articleMapper;

    // ArticleMapper 필드를 ArticleServiceImpl 생성자에 Autowiring 하는 것
    @Autowired
    ArticleServiceImpl(ArticleMapper articleMapper) {
        this.articleMapper = articleMapper;
    }
}

위 코드를 예시로 분석해보자.

생성자 주입 방식으로 ArticleMapper 필드를 ArticleServiceImpl 생성자에 주입받아야 하는 경우이다.

 

 

DefaultListableBeanFactory 클래스의 preInstantiateSingletons 메서드에서
생성자 타입인 articleServiceImpl 빈의 이름을 토대로 빈을 생성하고

 

 

AbstractAutowireCapableBeanFactory 클래스의 createBeanInstance 메서드에서
determineConstructorsFromBeanPostProcessors 메서드로 Autowire DI 대상이 될 수 있는 생성자 정보(생성자 클래스 ArticleServiceImpl, 파라미터 ArticleMapper)를 받아 반환하고

 

ConstructorResolver 클래스의 autowireConstructor 메서드에서 생성자 정보를 토대로 빈을 생성하고 설정해두면

후에 리플렉션 기반으로 생성자 인스턴스를 생성(newInstance)해서 ArticleServiceImpl 생성자에 ArticleMapper를 의존관계 주입 해주는 것이다.

 

💡 리플렉션으로 어떤 과정을 통해 의존관계가 주입되는지에 대한 것은 이 링크에 있는 설명글을 참고 바란다.

 

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출처

@Autowired

docs.spring.io/spring-framework/docs/current/javadoc-api/org/springframework/beans/factory/annotation/Autowired.html

 

BeanPostProcessor

docs.spring.io/spring-framework/docs/current/javadoc-api/org/springframework/beans/factory/config/BeanPostProcessor.html

 

AutowiredAnnotationBeanPostProcessor

docs.spring.io/spring-framework/docs/current/javadoc-api/org/springframework/beans/factory/annotation/AutowiredAnnotationBeanPostProcessor.html

 

AbstractAutowireCapableBeanFactory

docs.spring.io/spring-framework/docs/current/javadoc-api/org/springframework/beans/factory/support/AbstractAutowireCapableBeanFactory.html

 

Autowired 개념, 동작원리
kellis.tistory.com/58

jjingho.tistory.com/6