'스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술' 수업을 듣고 정리한 내용입니다.
📚 1. 서블릿이란 무엇인가?
✔️ 서버에서 처리해야하는 업무
(1) 만약, 웹 애플리케이션 서버 직접 구현이라면?
- 서버 TCP/IP 연결 대기, 소켓 연결
- HTTP 요청 메시지를 파싱해서 읽기
- POST 방식, /save URL 인지
- Content-Type 확인
- HTTP 메시지 바디 내용 피싱
- username, age 데이터를 사용할 수 있게 파싱
- 저장 프로세스 실행
- 비즈니스 로직 실행
- 데이터베이스에 저장 요청
- HTTP 응답 메시지 생성 시작
- HTTP 시작 라인 생성
- Header 생성
- 메시지 바디에 HTML 생성에서 입력
- TCP/IP에 응답 전달, 소켓 종료- 여기서 의미있는 비즈니스 로직 : 비즈니스 로직 실행(데이터베이스에 저장 요청)
- 하지만, 실행하기 위해 되게 복잡하다.
(2) 만약, 서블릿을 지원하는 WAS 사용
WAS : Web Application Server
- x
- x
- x
- x
- x
- x
- x
- 비즈니스 로직 실행
- 데이터베이스에 저장 요청
- x
- x
- x
- x
- x- 간단해졌다.
📖 A. 서블릿
@WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response{
// 애플리케이션 로직
}
}urlPatterns(/hello)의 URL이 호출되면 서블릿 코드가 실행된다.HttpServletRequest: HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있다.HttpServletResponse: HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있다.- **개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용한다.
✔️ HTTP 요청시 동작 과정
WAS는Request, Response객체를 새로 만들어서 서블릿 객체 호출- 개발자는
Request객체에서 HTTP 요청 정보를 편리하게 꺼내서 사용 - 개발자는
Response객체에 HTTP 응답 정보를 편리하게 입력 WAS는Response객체에 담겨있는 내용으로 HTTP 응답 정보를 생성
✔️ 서블릿 컨테이너란?
- 서블릿 컨테이너가 자동으로
helloServlet와saveServlet를 관리해준다.
- 톰캣처럼 서블릿을 지원하는
WAS를 서블릿 컨테이너라고 한다. - 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리
- 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리
- 고객의 요청이 올 때 마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율적이다.
- 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용한다.
- 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근한다.
- 공유 변수 사용 주의
- 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료 - JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용
- 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원
📚 2. 동시 요청 - 멀티 쓰레드
-> 서블릿 객체를 누가 호출하는 걸까??
✔️ 쓰레드
- 쓰레드는 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행한다.
- 자바 메인 메서드를 처음 실행하면
main이라는 이름의 쓰레드가 실행한다. - 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능하다.
- 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행한다.
- 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성한다.
✔️ 단일 요청 - 쓰레드 하나 사용
- 요청이 왔을 때, 쓰레드를 할당한다.
- 쓰레드를 가지고 서블릿 코드를 실행한다.
- 응답 처리가 이루어진다.
완료 후,
- 쓰레드는 휴식을 취한다.
✔️ 다중 요청 - 쓰레드 하나 사용
- 요청1 처리중,
servlet에서 처리 지연이 발생했다. - 이때 요청2가 요청을 시도한다.
-> 이와 같을 경우, 요청1과 요청2 동시 요청으로 인해 둘다 죽게 된다.
📣 그러면 요청마다 신규 쓰레드를 생성하면 되지 않을까?
- 장점
- 동시 요청을 처리할 수 있다.
- 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능
- 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.
- 단점
- 쓰레드는 생성 비용은 매우 비싸다.
- 고객의 요청이 올 때마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
- 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
- 쓰레드 생성에 제한이 없다.
- 고객 요청이 너무 많이 오면, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.
- 쓰레드는 생성 비용은 매우 비싸다.
✔️ 해결책! - Watson, 쓰레드 풀
- 서블릿 작업이 완료될 때까지 쓰레드 풀에 저장한다.
- 쓰레드 풀에 쓰레드 요청을 하고, 쓰레드에서는 요청된 개수만큼 서블릿에서 사용된다.
- 요청1, 요청2를 쓰레드 풀에 저장 후 서블릿에서 사용된다. (200 -> 198)
- 다 사용될 시, 쓰레드 풀에 반납한다.
- 쓰레드 한계 개수를 200개로 설정했다면, 201, 202 요청들은 쓰레드 풀에 쓰레드가 없기 때문에 쓰레드가 대기하거나, 거절된다.
✔️ 쓰레드 풀
요청 마다 쓰레드 생성의 단점 보완
- 특징
- 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다.
- 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본 설정 (변경 가능)
- 사용
- 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용한다.
- 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
- 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면?
- 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다.
- 장점
- 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
- 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.
✔️ 쓰레드 풀 - 실무 팁
성능 튜닝에 관한 얘기
WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수 이다.- 이 값을 너무 낮게 설정하면?
- 동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연
최대 쓰레드 10개 설정, 동시에 10개의 요청만 가능
이와 같을 때, 100개의 요청이 온다면, 90개의 쓰레드가 대기, 거절하게 된다.
이때, 갑작스레 서버에 문제가 발생한다면?
개발자는 cpu 사용량을 확인했을 때 5%만 사용중이다.
-> 요청이 많이 와서 외부에서 수많은 쓰레드가 대기, 거절하고 있지만, 내부에서 볼 때 최대 개수만큼의 쓰레드 만 돌고 있어 계속 밀리면서 장애가 일어난다. (Waston은 정상 동작, 고객들은 전체적으로 장애 환경을 맡보게 된다.)
-> 결국, 개발자 입장에서는 setting을 잘못한 것이다. (왜냐면, 현재와 같은 100개의 데이터가 들어올 때는 cpu 50%를 사용해야하는데, 5%만 사용하고 있다.)
- 이 값을 너무 높게 설정하면?
- 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운 (서버 다운될 시 복구하기 쉽지 않다.)
- 장애 발생시?
- 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
- 클라우드가 아니면 열심히 튜닝
✔️ 쓰레드 풀 - 쓰레드 풀의 적정 숫자
- 쓰레드 풀의 적정 숫자는 어떻게 찾을까? : 대략적으로 감을 잡아야 한다.
- 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다르다.
- 결국, 성능 테스트를 해보며 체크해야한다.
- 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트를 시도해야한다.
- 툴 : 아파치 ab, 제이미터, nGrinder
✔️ WAS의 멀티 쓰레드 지원
- 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리한다.
- 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 된다.
- 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발한다.
- 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용한다.
💡 참고
스프링 빈은 싱글톤이다.
