[스프링 핵심 원리] 9. 빈 스코프 - 빈 스코프란? & 프로토타입 스코프

(인프런) 김영한님의 스프링 핵심 원리-기본편을 공부하고 리뷰한 글입니다.

1. 빈 스코프란?

지금까지는 스프링 빈이 스프링 컨테이너의 시작과 함께 생성되어 스프링 컨테이너가 종료될 때까지 유지된다고 학습했다. 이것은 스프링 빈이 기본적으로 싱글톤 스코프로 생성되기 때문이다. 빈 스코프란 빈이 존재할 수 있는 범위를 뜻한다.

 

1. 스프링이 지원하는 다양한 스코프

우리는 여기서 싱글톤, 프로토타입, request 3가지 정도만 알면 된다.

1) 싱글톤 : (기본 스코프) 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넓은 범위의 스코프

2) 프로토타입 : 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고 더는 관리하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프

3) 웹 관련 스코프

- request : 웹 요청이 들어오고 나갈 때까지 유지되는 스코프

- session : 웹 세션이 생성되고 종료될 때까지 유지되는 스코프

- application : 웹의 서블릿 컨텍스트(servlet context)와 같은 범위로 유지되는 스코프

 

2. 빈 스코프 지정 방법

자동/수동 빈 등록 모두 @Scope("") 이런 식으로 스코프를 지정한다.

1) 컴포넌트 스캔 자동 등록

@Scope("prototype")
@Component
public class HelloBean {}

 

2) 수동 등록

@Scope("prototype")
@Bean
PrototypeBean HelloBean() {
	return new HelloBean();
}

 

지금까지 싱글톤 스코프를 계속 사용해봤으니, 프로토타입 스코프부터 확인해보자.

2. 프로토타입 스코프

싱글톤 스코프 빈을 조회하면 스프링 컨테이너는 항상 같은 인스턴스의 스프링 빈을 반환한다.

반면 프로토타입 스코프 빈을 조회하면 스프링 컨테이너는 항상 새로운 인스턴스를 생성해서 반환한다.

 

1. 싱글톤 빈 요청

1) 싱글톤 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청한다.

2) 스프링 컨테이너는 본인이 관리하는 스프링 빈을 반환한다.

3) 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 와도 같은 객체 인스턴스의 스프링 빈을 반환한다.

 

2. 프로토타입 빈 요청1

1) 프로토타입 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청한다.

2) 스프링 컨테이너는 이 시점에 프로토타입 빈을 생성하고, 필요한 의존관계를 주입한다.

 

3. 프로토타입 빈 요청2

3) 스프링 컨테이너는 생성한 프로토타입 빈을 클라이언트에 반환한다.

4) 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 오면 항상 새로운 프로토타입 빈을 생성해서 반환한다.

 

<정리>

핵심은 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성, 의존관계 주입, 초기화까지만 처리한다는 것이다.

클라이언트에 빈을 반환하고 이후 스프링 컨테이너는 생성된 프로토타입 빈을 관리하지 않는다.

프로토타입 빈을 관리할 책임은 프로토타입 빈을 받은 클라이언트에 있다. 그래서 @PreDestroy 같은 종료 메서드가 호출되지 않는다.

 

여기서부터는 코드로 직접 확인해보도록 한다.

4. 싱글톤 스코프 빈 테스트

1) SingletonTest 코드 작성

package hello.core.scope;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

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

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class SingletonTest {

    @Test
    void singletonBeanFind() {
        // SingletonBean 직접 등록
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SingletonBean.class);

        SingletonBean singletonBean1 = ac.getBean(SingletonBean.class);
        SingletonBean singletonBean2 = ac.getBean(SingletonBean.class);
        System.out.println("singletonBean1 = " + singletonBean1);
        System.out.println("singletonBean2 = " + singletonBean2);
        // 두 인스턴스가 같은지 검증
        assertThat(singletonBean1).isSameAs(singletonBean2);

        ac.close(); // 스프링 컨테이너 종료
    }

    // 싱글톤 스코프 빈
    @Scope("singleton") package hello.core.scope;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

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

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class SingletonTest {

    @Test
    void singletonBeanFind() {
        // SingletonBean 직접 등록
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(SingletonBean.class);

        SingletonBean singletonBean1 = ac.getBean(SingletonBean.class);
        SingletonBean singletonBean2 = ac.getBean(SingletonBean.class);
        System.out.println("singletonBean1 = " + singletonBean1);
        System.out.println("singletonBean2 = " + singletonBean2);
        // 두 인스턴스가 같은지 검증
        assertThat(singletonBean1).isSameAs(singletonBean2);

        ac.close(); // 스프링 컨테이너 종료
    }

    // 싱글톤 스코프 빈(디폴트로 생략O)
    @Scope("singleton") 
    static class SingletonBean {
        // 초기화 메서드
        @PostConstruct  
        public void init() {
            System.out.println("SingletonBean.init");
        }

        // 종료 메서드
        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("SingletonBean.destroy");
        }
    }
}

    static class SingletonBean {
        // 초기화 메서드
        @PostConstruct  
        public void init() {
            System.out.println("SingletonBean.init");
        }

        // 종료 메서드
        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("SingletonBean.destroy");
        }
    }
}

 

2) 실행 결과

빈 초기화 메서드 실행 → 인스턴스 빈 조회 → 인스턴스 빈 조회 → 종료 메서드 호출

2번 조회한 싱글톤 빈은 같은 인스턴스임을 확인할 수 있다.

 

5. 프로토타입 스코프 빈 테스트

1) PrototypeTest 코드 작성

package hello.core.scope;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

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

import static org.assertj.core.api.Assertions.*;

public class PrototypeTest {

    @Test
    void prototypeBeanFind() {
        // PrototypeBean 직접 등록
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototypeBean1");
        PrototypeBean prototypeBean1 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototypeBean2");
        PrototypeBean prototypeBean2 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        System.out.println("prototypeBean1 = " + prototypeBean1);
        System.out.println("prototypeBean2 = " + prototypeBean2);
        // 두 인스턴스가 다른지 검증
        assertThat(prototypeBean1).isNotSameAs(prototypeBean2);

        /*
        // 클라이언트갸 종료 메서드 직접 호출해야함
        prototypeBean1.destroy();
        prototypeBean2.destroy();
         */
        ac.close(); // 스프링 컨테이너 종료
    }

    // 프로토타입 스코프 빈
    @Scope("prototype")
    static class PrototypeBean {
        // 초기화 메서드
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeBean.init");
        }

        // 종료 메서드
        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeBean.destroy");
        }
    }
}

 

2) 실행 결과

2-1) 클라이언트에서 종료메서드 직접 호출X(주석 처리)

인스턴스 빈 조회 → 프로토타입 빈1 초기화 메서드 실행 → 인스턴스 빈 조회 → 프로토타입 빈2 초기화 메서드 실행

2번 조회한 프로토타입 빈은 다른 인스턴스임을 확인할 수 있고, 싱글톤 빈과 달리 초기화 메서드도 2번 호출되었다.

 

2-2) 클라이언트에서 종료메서드 직접 호출(주석 제거)

인스턴스 빈 조회 → 프로토타입 빈1 초기화 메서드 실행 → 인스턴스 빈 조회 → 프로토타입 빈2 초기화 메서드 실행 → 프로토타입 빈1 종료 메서드 실행 → 프로토타입 빈2 종료 메서드 실행  

주석 처리된 부분의 주석을 제거하면 위와 같이 프로토타입 빈의 종료 메서드가 각각 호출된 것을 확인할 수 있다.

 

<싱글톤 빈 vs 프로토타입 빈>

1) 빈의 생성, 초기화 메서드 호출 시점

- 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너 생성될 때 생성되고 초기화 메서드가 실행된다.

- 포로토타입 빈은 스프링 컨테이너에서 빈을 조회할 때 생성되고 초기화 메서드가 실행된다.

2) 종료 메서드 호출 시점

- 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너가 관리하기 때문에, 스프링 컨테이너가 종료될 때 빈의 종료메서드가 실행된다.

- 프로토타입 빈은 스프링 컨테이너가 생성, 의존관계 주입, 초기화까지만 관여하기 때문에, 스프링 컨테이너가 종료될 때 @PreDestroy 같은 종료메서드가 실행되지 않는다. 필요시 클라이언트에서 직접 종료메서드를 호출해야 한다.

 

<프로토타입 빈의 특징 정리>

- 스프링 컨테이너에 요청할 때마다 새로 생성된다.

- 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성, 의존관계 주입, 초기화까지만 관여한다.

- 종료 메서드가 호출되지 않는다.

- 프로토타입 빈은 프로토타입 빈을 조회한 클라이언트가 관리해야하므로 종료 메서드에 대한 호출도 클라이언트가 직접 해야한다.

---

9-2. 프로토타입 스코프 질문 정리

Q. PrototypeBean 클래스에 @Configuration을 붙이지 않아도 PrototypeBean이 싱글톤으로 관리되는 이유는?

A. new AnnotationConfigApplicationContext(Prototype.class)로 빈 등록을 했기 때문에 싱글톤으로 관리된다.

여기 글의 마지막 문단을 보면 알겠지만, 싱글톤 보장을 위해서 스프링 설정 정보는 항상 @Configuration 을 사용해야 한다. 하지만, PrototypeBean은 설정 정보가 아니다. 그러므로 @Configuration이 붙든, 붙지 않든 이미 파라미터로 PrototypeBean을 넘겼기때문에 싱글톤으로 관리된다.

@Configuration 은 단지 AppConfig 같은 설정 정보 클래스에서만 싱글톤으로 관리되게 한다.

<컴포넌트 등록 방법>

1) @Configuration, @Service, @Controller, @Repository, @Component 같은 애노테이션을 붙이기

@Configuration @Service @Controller @Repository 등의 애노테이션은  @Component 라는 애노테이션을 상속받고 있다. 이런 애노테이션이 붙은 빈들은 애플리케이션 시작시 자동으로 '컴포넌트 스캔' 과정을 통해 빈으로 등록된다. 

2) new AnnotationConfigApplicationContext(...) 안에 파라미터로 넘기기

하지만, 이런 애노테이션을 붙이지 않아도 new AnnotationConfigApplicationContext(...) 안에 파라미터로 스캔 대상을 넘기면 자동으로 컴포넌트로 등록된다. 즉, @Configuration 애노테이션 없이도 스프링에 의해 등록, 관리가 되는 것이다.

 

[출처] https://www.inflearn.com/questions/239307

[출처] https://www.inflearn.com/questions/270622

[참고] https://www.inflearn.com/questions/267475

 

Q. 빈을 등록한다는 것과 생성한다는 것은 다른 의미인가?

A. 빈 등록과 빈 생성은 같은 의미로 이해하면된다.

 

Q. 프로토타입 빈은 getBean()으로 빈을 조회할 때, 생성된다고 배웠는데 스프링 컨테이너에 어떤 식으로 유지되는 것인가?

싱글톤 스코프를 가진 스프링 빈은 생성되면 아래 그림과 같이 스프링 컨테이너에 저장되어 관리된다.

하지만 프로토타입스코프를 가진 스프링 빈은 스프링 컨테이너에서 생성해주지만관리(저장)은 컨테이너에서 하지 않는다. 즉, getBean()으로 얻은 참조값을 저장해놓지 않으면 해당 인스턴스에 다시 접근할 수 있는 방법이 없다.

<프로토타입 빈 생성 과정>

프로토타입 빈 getBean()으로 조회 -> 스프링 컨테이너에서 프로토타입 빈 생성, 저장X -> 생성된 프로토타입 빈의 인스턴스 참조값 반환

[참고] https://www.inflearn.com/questions/545422