Aspectran 빈 스코프(Bean Scopes) 아키텍처 심층 분석

Aspectran의 IoC/DI 컨테이너는 빈(Bean) 객체의 생성 시점, 생명주기 범위, 그리고 메모리 상주 방식을 결정하는 빈 스코프(Bean Scopes) 전략을 지원합니다.

스코프는 특정 컴포넌트가 애플리케이션 전역에서 단 하나만 공유되어야 하는지(Singleton), 매 요청 시점마다 새롭게 생성되어야 하는지(Prototype), 또는 단일 HTTP/CLI 요청(Request)이나 사용자 세션(Session) 단위로 격리되어야 하는지를 규정합니다.

Aspectran은 ScopeType 열거형에 정의된 4대 표준 스코프를 제공하며, 내부적으로는 전용 스코프 전략 인터페이스인 Scope와 AbstractScope를 통해 스레드 세이프티, 생성 역순 소멸, 지연 소멸(lazy-destroy), 그리고 분산 클러스터링 세션 지원에 이르는 고도화된 수명주기 파이프라인을 구동합니다.

1. 스코프 아키텍처 클래스 다이어그램

Aspectran의 스코프 시스템은 전략 패턴(Strategy Pattern)에 기초하여 인스턴스 캐싱과 소멸 라이프사이클을 일관되게 추상화합니다.

classDiagram
    direction TB
    class Scope {
        <<interface>>
        +getScopeType() ScopeType
        +getScopeLock() ReadWriteLock
        +getBeanInstance(BeanRule) BeanInstance
        +putBeanInstance(BeanRule, BeanInstance)
        +destroy(Object)
        +destroy()
    }
    class NonPersistent {
        <<interface>>
    }
    class AbstractScope {
        <<abstract>>
        -Map~BeanRule, BeanInstance~ scopedBeanInstances
        +destroy()
        #doDestroy(BeanRule, BeanInstance)
    }
    class SingletonScope {
        -ReadWriteLock scopeLock
        +getScopeType() ScopeType.SINGLETON
    }
    class RequestScope {
        +getScopeType() ScopeType.REQUEST
    }
    class SessionScope {
        -ReadWriteLock scopeLock
        +getScopeType() ScopeType.SESSION
        +valueUnbound(Session, String, Object)
        -findMatchingBeanRule(BeanRule) BeanRule
    }
    class SessionBindingListener {
        <<interface>>
        +valueBound(Session, String, Object)
        +valueUnbound(Session, String, Object)
    }

    NonPersistent <|-- Scope
    Scope <|.. AbstractScope
    AbstractScope <|-- SingletonScope
    AbstractScope <|-- RequestScope
    AbstractScope <|-- SessionScope
    SessionBindingListener <|.. SessionScope

2. 4대 표준 빈 스코프 심층 분석

Aspectran은 컴포넌트의 용도와 동시성 특성에 맞추어 4가지 스코프를 제공합니다.

1) SINGLETON (SingletonScope)

• 생명주기 및 가시성:
  • ActivityContext 내에서 단 하나의 유일한 인스턴스만 생성되어 애플리케이션 전체에 공유됩니다.
  • 컨테이너 초기화(initialize()) 시점에 사전 인스턴스화(Eager Initialization)되거나, lazy-init="true" 설정 시 최초 조회 시점에 인스턴스화됩니다.
• 동시성 및 스레드 안전성:
  • 내부적으로 ReentrantReadWriteLock을 내장하여 멀티스레드 환경에서의 동시 접근을 안전하게 제어합니다.
• 적합한 사용처:
  • 상태를 가지지 않는(Stateless) 서비스 클래스, DAO, 리포지토리, 공통 유틸리티, 팩토리 객체.
• 주의사항:
  • 여러 스레드가 동시에 공유하므로 변경 가능한 상태 필드(Mutable State)를 두어서는 안 되며, 상태 필드가 필요할 경우 별도의 동기화 처리가 요구됩니다.

2) PROTOTYPE

• 생명주기 및 가시성:
  • 빈을 조회(인젝션 또는 getBean())할 때마다 항상 새로운 독립 인스턴스를 생성하여 반환합니다.
• 컨테이너 비보관(Non-Managed) 특성:
  • 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성, 의존성 주입, 그리고 초기화 콜백(@Initialize)까지만 관여합니다.
  • 생성된 인스턴스는 내부 스코프 캐시에 보관되지 않고 즉시 호출자에게 인계되며, 이후의 수명 관리는 전적으로 JVM 가비지 컬렉터(GC)에 위임됩니다.
  • 따라서 프로토타입 빈에 정의된 소멸 콜백(@Destroy, DisposableBean.destroy())은 컨테이너에 의해 자동으로 호출되지 않습니다.
• 적합한 사용처:
  • 스레드 간에 공유되어서는 안 되는 상태를 유지하는(Stateful) 객체, 단기 배치 연산 태스크.

3) REQUEST (RequestScope)

• 생명주기 및 가시성:
  • 단일 요청 단위의 생명주기(Activity) 동안에만 유효한 인스턴스를 생성합니다.
  • 동일한 요청 내에서는 몇 번을 조회하더라도 동일 인스턴스가 반환되지만, 다른 클라이언트 요청에서는 완전히 격리된 새로운 인스턴스가 생성됩니다.
• 환경 바인딩 메커니즘:
  • 각 환경의 RequestAdapter 내부 저장소에 바인딩됩니다.
  • 요청 처리가 끝나고 Activity.finish()가 호출되면, RequestScope.destroy()가 연쇄 실행되어 해당 요청에서 생성된 모든 request-scoped 빈의 소멸 콜백이 호출되고 메모리가 정리됩니다.
• 환경 제약 조건:
  • RequestAdapter가 지원되는 웹 환경(ServletWebActivity, NettyActivity, TowActivity) 및 CLI 환경(ShellActivity)에서만 유효합니다. 환경이 지원되지 않는 곳에서 호출 시 UnsupportedBeanScopeException이 발생합니다.
• 적합한 사용처:
  • 요청 단위 보안 감사 토큰, 요청 추적자(Trace ID), 폼 파라미터 처리 커맨드 객체.

4) SESSION (SessionScope)

• 생명주기 및 가시성:
  • 단일 사용자 세션(Session)의 수명주기 동안 유효한 인스턴스를 유지합니다. 동일 사용자의 연속된 요청에서는 항상 같은 인스턴스가 공유됩니다.
• 세션 수명주기 결속 (SessionBindingListener):
  • 세션이 만료(Invalidate)되거나 타임아웃되어 언바인딩될 때 valueUnbound() 콜백이 트리거되어, 세션 내에 보관된 모든 session-scoped 빈의 소멸 메서드를 안전하게 호출합니다.
• 분산 클러스터링 환경 지원 (findMatchingBeanRule):
  • 다중 서버 노드로 구성된 클러스터 환경에서 세션이 다른 JVM으로 직렬화/복제될 때, 메모리 주소(Hash)가 달라져도 빈 ID 또는 클래스명을 대조하여 일치하는 BeanRule을 찾아 인스턴스를 재매핑하는 정교한 클러스터 대응 로직을 내장하고 있습니다.
• 직렬화 방어 (NonPersistent):
  • 세션 전체가 파일이나 외부 캐시(Redis 등)로 덤프될 때 프레임워크 인프라 스코프 객체가 불필요하게 직렬화되는 것을 방지합니다.
• 적합한 사용처:
  • 사용자 인증 상태 객체, 장바구니(Cart), 사용자 UI 개인화 환경 설정.

3. AbstractScope의 정교한 2단계 소멸 파이프라인

AbstractScope는 빈 소멸 시 의존성 깨짐 문제를 방지하고 리소스를 안전하게 닫기 위해 2단계 역순 소멸(Two-Phase Reverse Destruction) 파이프라인을 실행합니다.

sequenceDiagram
    autonumber
    participant Container as Scope.destroy()
    participant General as 일반 빈 그룹 (Non-Lazy)
    participant Lazy as 지연 소멸 빈 그룹 (lazy-destroy="true")

    Note over Container: 1단계: 일반 빈들을 생성의 "역순(Reverse Order)"으로 소멸
    Container->>General: destroyScopedBean(Bean N)
    Container->>General: destroyScopedBean(Bean N-1)
    Container->>General: destroyScopedBean(Bean 1)
    Note over General: 비즈니스 서비스, 컨트롤러 등이 순차 소멸

    Note over Container: 2단계: lazy-destroy 빈들 최종 소멸
    Container->>Lazy: destroyScopedBean(LazyBean 2)
    Container->>Lazy: destroyScopedBean(LazyBean 1)
    Note over Lazy: DB 커넥션 풀, 스레드 풀 등 공유 자원 안전 해제

1) 생성 역순(Reverse Creation Order) 소멸 원칙

• 빈 A가 빈 B에 의존하고 있다면 빈 B가 먼저 생성되고 빈 A가 나중에 생성됩니다.
• 소멸할 때는 의존성을 사용하는 상위 빈(A)이 먼저 정리된 후 하위 빈(B)이 닫혀야 안전하므로, 내부 컬렉션(scopedBeanInstances)의 역순 이터레이터(ListIterator.previous())를 순회하며 소멸 콜백을 호출합니다.

2) 지연 소멸 속성 (lazy-destroy="true")

• 데이터베이스 커넥션 풀(HikariCP), 네트워크 소켓, 비동기 스레드 풀과 같은 인프라 리소스는 다른 모든 비즈니스 빈들이 완전히 닫힐 때까지 생존해 있어야 합니다.
• lazy-destroy="true"로 지정된 빈은 1단계 일반 소멸 목록에서 제외되어 대기했다가, 모든 일반 빈의 파괴가 완료된 후 2단계에서 최종적으로 소멸됩니다.

3) 팩토리 스타일 빈의 안전 소멸 처리

• 팩토리 빈(factory)을 통해 생성된 프로덕트 빈(product)의 경우:
  1. 프로덕트 빈 자체의 destroyMethod 및 DisposableBean.destroy() 호출
  2. 팩토리 객체 자체의 destroyMethod 및 DisposableBean.destroy() 호출
  3. 모든 계층의 소멸 콜백을 누락 없이 실행합니다.

4. 선언적 스코프 지정 방식

Aspectran은 XML, APON, Java 어노테이션 3대 설정 모델 전반에서 동일한 스코프 선언 문법을 지원합니다.

XML 설정

<!-- 싱글톤 빈 (기본값) -->
<bean id="orderService" class="com.example.OrderServiceImpl" scope="singleton"/>

<!-- 프로토타입 빈 -->
<bean id="reportTask" class="com.example.ReportTask" scope="prototype"/>

<!-- 요청 스코프 빈 (지연 소멸 지정) -->
<bean id="requestContext" class="com.example.RequestContext" scope="request" lazy-destroy="true"/>

<!-- 세션 스코프 빈 -->
<bean id="userCart" class="com.example.UserCart" scope="session"/>

APON 설정

bean: {
    id: userCart
    class: com.example.UserCart
    scope: session
}

Java 어노테이션

@Component
@Scope(ScopeType.PROTOTYPE)
public class ReportTask {
    // ...
}

@Component
@Scope("session")
public class UserCart {
    // ...
}

5. 빈 스코프 4종 종합 비교 매트릭스

🔍 관련 세부 메커니즘

• 빈들이 등록되고 인스턴스화되는 전체 컨테이너 구조는 ActivityContext: Aspectran 컨테이너의 심장부 문서를 참고하십시오.
• 빈 메서드 호출 시 AOP 어드바이스를 결합하는 프록시 메커니즘은 Aspectran AOP 프록시 메커니즘 문서를 참고하십시오.
• 요청 스코프와 세션 스코프가 결속되는 환경별 인터페이스는 Aspectran 어댑터 아키텍처 문서를 참고하십시오.

6. 다음 단계: 세부 메커니즘 탐색

동적으로 리소스를 격리하고 애플리케이션 클래스를 로드하는 Aspectran 전용 클래스로더의 동작 방식은 Aspectran 클래스로더 아키텍처 문서에서 확인할 수 있습니다.

전체 메커니즘 및 패키지 명세의 유기적 연결 관계를 확인하려면 Aspectran 세부 메커니즘 색인을 확인하십시오.