본 내용은 인프런 김영한님의
"스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술" 강의 내용을 정리한 것입니다.
📕 웹 서버, 웹 애플리케이션 서버
📗 웹 - HTTP 기반
- HTTP 메시지로 HTML, TEXT, 이미지, 음성, 영상, JSON, XML 등등 모든 형태의 데이터를 전송할 수 있다.
📗 웹 서버(Web Server)
- HTTP 기반으로 동작하고 정적 리소스를 제공하며 기타 부가 기능을 가진다.
- 정적 리소스: HTML, CSS, JS, 이미지, 영상
- ex. Nginx, Apache
📗 웹 애플리케이션 서버(WAS - Web Application Server)
- HTTP 기반으로 동작하고 웹 서버의 기능을 포함한다.
- 프로그램 코드를 실행하여 애플리케이션 로직을 수행한다.
- 동적 HTML, HTTP API(JSON)
- 서블릿, JSP, 스프링 MVC
- ex. Tomcat, Jetty, Undertow
📗 Web Server vs WAS
- 웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 애플리케이션 로직으로 일반적으로 분류하지만 사실 둘의 용어도 경계도 모호하다.
- Java의 경우 서블릿 컨테이너 기능을 제공하면 WAS라고 한다.
- WAS는 애플리케이션 코드를 실행하는 데에 특화되어 있다.
📗 웹 시스템 구성
1. WAS, DB
WAS와 DB만으로 시스템을 구성할 수는 있지만 다음과 같은 단점을 가지고 있다.
- WAS가 너무 많은 역할을 담당하여 서버가 과부하될 수 있다.
- 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행하기 어려울 수 있다.
- WAS에 장애가 생기면 오류 화면도 노출되지 않는다.
2. WEB, WAS, DB
위와 같은 문제점 때문에 웹 서버를 따로 두어 정적 리소스를 처리하게 한다. 애플리케이션 로직 같은 동적인 처리가 필요하면 WAS에 요청을 위임하고 WAS는 중요한 애플리케이션 로직의 처리만을 맡는다. 이러한 구조는 다음과 같은 장점을 가진다.
- 정적 리소스가 많이 사용되면 웹 서버를 증설하고, 애플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS를 증설하는 등 효율적인 리소스 관리가 가능하다.
- 애플리케이션 로직이 동작하는 WAS는 잘 죽지만 정적 리소스만 제공하는 웹 서버는 잘 죽지 않기 때문에 WAS나 DB 장애시 웹 서버가 오류 화면을 제공할 수 있다.
📕 서블릿
📗 서블릿(Servlet) 이란?
클라이언트의 요청을 처리하고, 그 결과를 반환하는 Servlet 클래스의 구현 규칙을 지킨 자바 웹 프로그래밍 기술
클라이언트가 웹 페이지에서 전송 버튼을 누를 경우 위와 같이 웹 브라우저가 요청 HTTP 메시지를 생성한다.
웹 애플리케이션 서버를 직접 구현할 경우 왼쪽의 로직을 전부 구현해야 하지만 서블릿을 지원하는 WAS를 사용할 경우 개발자는 의미있는 비즈니스 로직만 구현하면 된다.
📗 서블릿(Servlet) 특징
@WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
//애플리케이션 로직
}
}- urlPatterns의 URL이 호출되면 서블릿 코드가 실행된다.
- HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest
- HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있는 HttpServletResponse
- 개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용할 수 있다. (물론 HTTP 관련 지식은 있어야 한다)
📗 HTTP 요청, 응답 흐름
- HTTP 요청시 WAS는 Request, Response 객체를 새로 만들어서 서블릿 객체 호출
- 개발자는 Request 객체에서 HTTP 요청 정보를 편리하게 꺼내서 사용
- 개발자는 Response 객체에 HTTP 응답 정보를 편리하게 입력
- WAS는 Response 객체에 담겨있는 내용으로 HTTP 응답 정보를 생성
📗 서블릿 컨테이너
- 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 한다.
- 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기를 관리한다.
- 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리된다.
- 고객의 요청이 올 때 마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율적이므로 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용한다. 따라서 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근한다.
- 공유 변수 사용 주의. ex. 로그인할 때 다른 사람의 계정에 접속
- 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료
- JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용
- 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리를 지원한다.
📕 동시 요청 - 멀티 쓰레드
📗 쓰레드
- 쓰레드는 애플리케이션 코드를 실행하는 것으로 서블릿 객체를 호출
- 자바 main 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행됨
- 쓰레드는 한 번에 하나의 코드 라인만 실행하므로 동시 처리가 필요할 경우 쓰레드를 추가로 생성해야 함
DB 작업 등으로 인하여 요청의 처리가 지연될 경우 새로운 쓰레드를 생성하는 것으로 새로운 요청을 처리할 수 있음
요청마다 쓰레드를 생성한다면?
장점
- 동시 요청을 처리할 수 있음
- 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때까지 처리 가능하므로 리소스 최대 활용
- 하나의 쓰레드가 지연되어도 나머지 쓰레드는 정상 동작
단점
- 쓰레드의 생성 비용은 매우 비싸므로 고객의 요청이 올 때마다 쓰레드를 생성하면 응답 속도가 늦어짐
- 컨텍스트 스위칭 비용이 발생
- 쓰레드 생성에 제한이 없어 고객 요청이 너무 많이 오면 서버가 죽을 수 있음
📗 쓰레드 풀
요청마다 쓰레드 생성하는 방식의 단점 보완
- 특징
- 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리
- 쓰레드 풀에서 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리. 톰캣은 최대 200개가 기본
- 사용
- 쓰레드가 필요할 경우 쓰레드 풀에서 이미 생성된 쓰레드를 사용
- 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납
- 쓰레드가 모두 사용 중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없을 경우 거절하거나 특정 숫자만큼 대기할 수 있음
- 장점
- 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로 쓰레드를 생성하고 종료하는 CPU 비용이 절약되고 응답 시간 향상
- 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 정하여 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청을 안전하게 처리 가능
- 실무 팁
- 최대 쓰레드 수는 WAS의 주요 튜닝 포인트
- 너무 낮으면 서버 리소스는 여유롭지만 클라이언트는 금방 응답 지연을 겪게 됨
- 너무 높으면 서버가 다운될 위험성이 커짐
- 쓰레드 풀의 적정 숫자
- 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, I/O 리소스 상황에 따라 천차만별
- 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트를 시도하는 것이 좋음 (Apache AB, JMETER, nGrinder)
📗 WAS의 멀티 쓰레드 지원
- 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리
- 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 고려하지 않아도 됨
- 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발
- 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용
📕 HTML, HTTP API, CSR, SSR
📗 정적 리소스 (Static Resource)
고정된 HTML 파일, CSS, JS, 이미지, 영상 등을 주로 웹 브라우저로 제공
📗 HTML 페이지
동적으로 필요한 HTML 파일을 생성해서 웹 브라우저에 전달하고 웹 브라우저는 HTML을 해석
📗 HTML API
- HTML이 아닌 JSON 등의 데이터를 전달
- 다양한 시스템에서 호출
- API를 통해서는 데이터만 주고 받고 UI가 필요할 경우 클라이언트에서 별도로 처리함
- UI 클라이언트 접점
- 앱 클라이언트 (iPhone, Android, PC)
- 웹 브라우저에서 Javascript를 통한 HTTP API 호출
- React, Vue.js 같은 웹 클라이언트
- 서버 to 서버
- 주문 서버 => 결제 서버
- 기업간 데이터 통신
📗 서버 사이드 렌더링(SSR)
- HTML 최종 결과를 서버에서 만들어서 웹 브라우저에 전달
- 주로 정적인 화면에 사용
- 관련 기술 : JSP, Thymeleaf
📗 클라이언트 사이드 렌더링(CSR)
- HTML 결과를 Javascript로 웹 브라우저에서 동적으로 생성
- 주로 동적인 화면에 사용, 웹 환경을 마치 앱처럼 필요한 부분마다 변경할 수 있음
- 관련 기술 : React, Vue.js
