1. NestJS 소개: 철학, 아키텍처, Express와의 차이점

NestJS는 효율적이고 확장 가능한 Node.js 서버 애플리케이션을 구축하기 위한 프레임워크입니다. 견고한 아키텍처 원칙을 기반으로 설계되어 엔터프라이즈급 애플리케이션 개발에 특히 적합합니다. 이 글에서는 NestJS의 핵심 철학, 아키텍처 구조, 그리고 Express와의 차이점에 대해 알아보겠습니다.

NestJS의 철학

1. 유연함과 확장성

NestJS는 애플리케이션의 증가하는 복잡성을 관리하기 위해 설계되었습니다. 모듈식 아키텍처를 통해 코드를 재사용 가능한 독립적인 단위로 구성할 수 있으며, 이는 대규모 팀 환경에서 특히 유용합니다.

2. 타입스크립트 지향

NestJS는 처음부터 TypeScript를 염두에 두고 구축되었습니다. 타입 안전성, 더 나은 IDE 지원, 객체 지향 프로그래밍 기능을 제공하여 개발자 경험을 향상시키고 오류를 줄이는 데 도움을 줍니다.

// TypeScript의 타입 안전성 예시
interface User {
  id: number;
  name: string;
  email: string;
}

// NestJS 컨트롤러에서의 타입 사용
@Get(':id')
findOne(@Param('id', ParseIntPipe) id: number): User {
  return this.usersService.findOne(id);
}

3. 관습보다 구성(Convention over Configuration)

NestJS는 기본 설정이 합리적으로 구성되어 있어 개발자가 반복적인 설정 작업보다 비즈니스 로직에 집중할 수 있게 해줍니다. 필요한 경우 세부 사항을 맞춤 설정할 수 있는 유연성도 제공합니다.

4. 다양한 플랫폼 지원

HTTP 서버 프레임워크(Express/Fastify)부터 WebSocket, 마이크로서비스, GraphQL까지 다양한 전송 레이어를 지원합니다. 이를 통해 개발자는 다양한 유형의 애플리케이션을 구축할 수 있습니다.

NestJS의 아키텍처

NestJS는 Angular에서 영감을 받은 모듈식 아키텍처를 채택했습니다. 이 아키텍처는 다음과 같은 핵심 구성 요소로 이루어져 있습니다:

1. 모듈(Modules)

애플리케이션을 구성하는 기본 단위로, 관련된 기능을 캡슐화합니다. 각 NestJS 애플리케이션에는 최소한 하나의 루트 모듈이 있어야 합니다.

// 기본 모듈 구조
import { Module } from '@nestjs/common';
import { UsersController } from './users.controller';
import { UsersService } from './users.service';

@Module({
  controllers: [UsersController],
  providers: [UsersService],
  exports: [UsersService],
})
export class UsersModule {}

2. 컨트롤러(Controllers)

HTTP 요청을 처리하고 클라이언트에 응답을 반환합니다. 라우팅 메커니즘을 통해 각 컨트롤러는 특정 경로를 처리합니다.

// 기본 컨트롤러 예시
import { Controller, Get, Post, Body } from '@nestjs/common';
import { UsersService } from './users.service';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';

@Controller('users')
export class UsersController {
  constructor(private readonly usersService: UsersService) {}

  @Get()
  findAll() {
    return this.usersService.findAll();
  }

  @Post()
  create(@Body() createUserDto: CreateUserDto) {
    return this.usersService.create(createUserDto);
  }
}

3. 프로바이더(Providers)

NestJS에서 대부분의 비즈니스 로직은 프로바이더에 포함됩니다. 서비스, 리포지토리, 팩토리, 헬퍼 등 다양한 형태가 있으며, 의존성 주입을 통해 쉽게 관리됩니다.

// 서비스 프로바이더 예시
import { Injectable } from '@nestjs/common';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';

@Injectable()
export class UsersService {
  private readonly users = [];

  findAll() {
    return this.users;
  }

  create(createUserDto: CreateUserDto) {
    this.users.push(createUserDto);
    return createUserDto;
  }
}

4. 미들웨어(Middleware)

라우트 핸들러 전에 실행되는 함수로, 요청 및 응답 객체에 접근할 수 있습니다. 로깅, 인증, 데이터 변환 등의 작업에 사용됩니다.

5. 예외 필터(Exception Filters)

애플리케이션 전체에서 처리되지 않은 예외를 잡아 적절한 응답을 클라이언트에 반환하는 메커니즘입니다.

6. 파이프(Pipes)

데이터 변환과 유효성 검사를 위한 도구입니다. 컨트롤러 경로 핸들러에 의해 처리되기 전에 요청 데이터를 가공합니다.

7. 가드(Guards)

특정 조건(권한, 역할, ACL 등)에 따라 요청을 처리할지 여부를 결정하는 역할을 합니다. 주로 인증과 권한 부여에 사용됩니다.

8. 인터셉터(Interceptors)

요청-응답 주기의 특정 지점에서 추가 로직을 삽입할 수 있게 해주는 기능입니다. 응답 매핑, 캐싱, 로깅 등에 활용됩니다.

NestJS vs Express

1. 구조와 설계 철학

• Express: 미니멀리즘을 강조하는 경량 프레임워크로, 개발자에게 많은 자유를 제공합니다. 명시적인 구조가 없어 대규모 애플리케이션에서는 일관된 코드 구성이 어려울 수 있습니다.
• NestJS: 체계적인 아키텍처와 명확한 구조를 제공합니다. 의존성 주입, 모듈화, 데코레이터 패턴 등을 통해 확장 가능하고 유지보수하기 쉬운 코드베이스를 만들 수 있습니다.

2. 타입스크립트 지원

• Express: 자바스크립트로 작성되었으며, 타입스크립트 지원을 위해서는 추가 설정이 필요합니다.
• NestJS: 처음부터 타입스크립트를 염두에 두고 설계되어 타입 안전성과 객체 지향 프로그래밍 패턴을 기본적으로 지원합니다.

3. 기능과 확장성

• Express: 미들웨어 중심의 간단한 라우팅 메커니즘을 제공합니다. 기능 확장을 위해 다양한 미들웨어와 라이브러리를 직접 통합해야 합니다.
• NestJS: 컨트롤러, 프로바이더, 미들웨어, 파이프, 가드 등 다양한 빌딩 블록을 내장하고 있어 복잡한 애플리케이션 개발이 용이합니다. 또한 마이크로서비스, GraphQL, WebSocket 등 다양한 통신 프로토콜을 쉽게 구현할 수 있습니다.

4. 성능

• Express: 경량 설계로 인해 일반적으로 빠른 성능을 제공합니다.
• NestJS: Express(또는 Fastify) 위에 구축되어 있어 약간의 오버헤드가 있을 수 있지만, 대부분의 실제 애플리케이션에서는 성능 차이가 미미합니다. Fastify 어댑터를 사용하면 성능을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

5. 학습 곡선

• Express: 단순한 API로 인해 초보자가 빠르게 시작할 수 있습니다.
• NestJS: 더 많은 개념과 패턴을 학습해야 하므로 초기 학습 곡선이 가파를 수 있지만, 잘 설계된 문서와 명확한 구조 덕분에 배우기 어렵지 않습니다.

실제 NestJS 구현 예시

다음은 간단한 NestJS 애플리케이션의 구조입니다. 이 예시를 통해 NestJS의 주요 구성 요소가 어떻게 상호 작용하는지 이해할 수 있습니다.

1. 애플리케이션 생성

// main.ts - 애플리케이션의 진입점
import { NestFactory } from '@nestjs/core';
import { AppModule } from './app.module';

async function bootstrap() {
  const app = await NestFactory.create(AppModule);
  await app.listen(3000);
}
bootstrap();

2. 루트 모듈 정의

// app.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { UsersModule } from './users/users.module';
import { ConfigModule } from '@nestjs/config';

@Module({
  imports: [
    ConfigModule.forRoot(),
    UsersModule,
  ],
})
export class AppModule {}

3. 기능 모듈 생성

// users/users.module.ts
import { Module } from '@nestjs/common';
import { UsersController } from './users.controller';
import { UsersService } from './users.service';

@Module({
  controllers: [UsersController],
  providers: [UsersService],
  exports: [UsersService],
})
export class UsersModule {}

4. DTO(Data Transfer Object) 정의

// users/dto/create-user.dto.ts
import { IsEmail, IsNotEmpty, IsString } from 'class-validator';

export class CreateUserDto {
  @IsNotEmpty()
  @IsString()
  name: string;

  @IsEmail()
  email: string;

  @IsNotEmpty()
  @IsString()
  password: string;
}

5. 서비스 구현

// users/users.service.ts
import { Injectable } from '@nestjs/common';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';

@Injectable()
export class UsersService {
  private users = [];

  create(createUserDto: CreateUserDto) {
    const newUser = {
      id: Date.now(),
      ...createUserDto,
    };
    this.users.push(newUser);
    return newUser;
  }

  findAll() {
    return this.users;
  }

  findOne(id: number) {
    return this.users.find(user => user.id === id);
  }
}

6. 컨트롤러 구현

// users/users.controller.ts
import { Controller, Get, Post, Body, Param, ParseIntPipe } from '@nestjs/common';
import { UsersService } from './users.service';
import { CreateUserDto } from './dto/create-user.dto';

@Controller('users')
export class UsersController {
  constructor(private readonly usersService: UsersService) {}

  @Post()
  create(@Body() createUserDto: CreateUserDto) {
    return this.usersService.create(createUserDto);
  }

  @Get()
  findAll() {
    return this.usersService.findAll();
  }

  @Get(':id')
  findOne(@Param('id', ParseIntPipe) id: number) {
    return this.usersService.findOne(id);
  }
}

결론

NestJS는 Express의 기반 위에 구축되었지만, 엔터프라이즈급 애플리케이션 개발을 위한 더 많은 구조와 기능을 제공합니다. 타입스크립트 지원, 의존성 주입, 모듈화된 아키텍처 등은 대규모 애플리케이션 개발에 필요한 강력한 기능을 제공하며, 동시에 Express의 단순함과 유연성도 유지합니다.

NestJS가 Express보다 다소 복잡할 수 있지만, 이러한 구조화된 접근 방식은 애플리케이션이 성장함에 따라 일관성과 유지보수성을 향상시키는 데 큰 도움이 됩니다. 특히 대규모 팀 환경이나 복잡한 비즈니스 요구사항이 있는 프로젝트에서 NestJS의 이점은 더욱 두드러집니다.

다음 포스트에서는 NestJS를 설치하고 첫 번째 프로젝트를 구성하는 방법에 대해 알아보겠습니다.