[Spring]스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술

hsnam·2022년 4월 4일

Spring

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웹 애플리케이션 이해

웹 서버, 웹 애플리케이션 서버

Web Server란?

HTTP 기반으로 동작하여 정적 리소스(HTML, CSS, JS, IMAGE, ...등) 제공하는 소프트웨어 이다.
대표적으로는 NGINX, Apache가 있다.

WAS(Web Application Server)란?

HTTP 기반으로 동작하여 웹 서버 기능 뿐만 아니라 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직을 수행 하도록 제공하는 소프트웨어 이다.
대표적으로는 Tomcat, Jetty, Undertow가 있다.

Node.js(Express)는 WAS(Web Application Server) 인가?
Node.js는 V8엔진 기반의 JS런타임이며, WAS 기능을 구현 할 수 있습니다. Express는 미니멀 웹 프레임워크이고 NestJS는 웹 프레임워크이다.
이 부분에 대해서 명확하게 아시는분 있으시면 설명 부탁드립니다..ㅠㅠ

Web Server VS WAS(Web Application Server) 차이

웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 주로 애플리케이션 로직을 담당한다.
경우에 따라 웹 서버도 프로그램을 실행하는 기능을 포함하기도 해서 웹서버와 WAS의 경계가 모호하다.

웹 시스템 구성(WEB, WAS, DB)

구성 1(WAS, DB만으로 구성)
- WAS만으로 정적 리소스, 애플리케이션 로직 모두 제공 가능하지만 WAS 장애시 모든 서비스가 죽어버리기 때문에 오류 화면도 노출이 불가능하다.
구성 2(웹서버, WAS, DB로 구성)
- 정적 리소스는 웹서버에서 처리하고 애플리케이션 로직같은 동적인 처리가 필요하면 웹서버가 WAS에 요청을 위임하도록 한다.
- 정적 리소스가 많아지면 웹서버를 증설, 애플리케이션 리소스가 많아 지면 WAS를 증설하도록 하여 효율적인 리소스 관리가 가능하다.

서블릿

서블릿이란?

Servlet(Server + Applet)으로 확장 CGI 방식으로 Sun사에서 내놓은 기술이다. Java라는 언어를 기반으로 하여 동적인 컨텐츠를 생성하는 기술을 제공한다.

서블릿 컨테이너

Tomcat처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고한다.
서블릿 컨테이너는 서블릿 생명주기(Life Cycle) 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기를 관리해준다.
서블릿 객체는 싱글톤으로 관리된다.
JSP도 서블릿으로 변환되어서 사용된다.
동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리를 지원한다.

동시 요청

Thread란?

프로그램(프로세스) 실행의 단위 이며 하나의 프로세스는 여러개의 Thread로 구성이 가능하다.

단일 Thread

단일 Thread 구성 시 요청2는 요청1에서의 처리중인 스레드가 완료 될때까지 기다려야 한다. 결국 처리 지연으로 서비스에 문제가 발생한다.

요청 마다 Thread 생성

장점
- 동시 요청을 처리 할 수 있다.
- 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능하다.
- 하나의 Thread가 지연 되어도 나머지 Thread는 정상 동작한다.
단점
- Thread 생성 비용은 매우 비싸다.(사용자 요청이 올 때 마다 Thread 생성한다면 응답 속도가 느려진다.)
- Thread는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
- Thread 생성에 제한이 없어 CPU, 메모리 임계점을 넘어가면 서버가 죽을 수도 있다.

Thread 풀

특징
- 필요한 Thread를 Thread Pool에 보관하고 관리한다.
- Thread Pool에 생성 가능한 Thread의 최대치를 관리한다.(tomcat은 최대 200개 기본 설정)
사용
- Thread가 필요하면, 이미 생성되어 있는 Thread를 Thread Pool에서 꺼내서 사용한다.
- 사용을 종료하면 Thread Pool에 해당 Thread를 반납한다.
- 최대 Thread가 모두 사용중이어서 Thread Pool에 Thread가 없으면 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼 대기하도록 설정 할 수 있다.
장점
- Thread가 미리 생성되어 있으므로 Thread 생성하고 종료되는 resource비용이 절약되고 응답 시간이 빠르다.
- 생성 가능한 Thread의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리 할 수 있다.

WAS의 멀티 Thread 지원

멀티 Thread에 대한 부분은 WAS가 처리
개발자가 멀티 Thread 관련 코드를 신경쓰지 않아도 된다.
개발자는 마치 싱글 Thread 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스코드를 개발하면 된다.
멀티 Thread 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용한다.

서블릿

HttpServlet

HTTP 프로토콜을 사용하는 웹 브라우저에서 HTTP 요청 메세지를 편리하게 조회 할 수 있게 하는 객체

HttpServletRequest

임시 저장소 기능
- 해당 HTTP 요청이 시작부터 끝날 때 까지 유지되는 임시 저장소 기능
- ex) request.setAttribute(name, vale) / request.getAttribute(name)
세션 관리 기능
- request.getSession(create: true)

HttpServletResponse

HTTP 응답 메시지 생성
- HTTP 응답 코드 지정
- 헤더 생성
- 바디 생성
편의 기능 제공
- Content-Type, 쿠키, Redirect 등등

MVC 패턴, 프레임워크 만들기

MVC 패턴은 지금까지 서블릿이나, JSP로 처리하던 것을 Controller, Model, View라는 영역으로 서로 역할을 나눈 것을 말한다. 웹 애플리케이션은 보통 이 MVC 패턴ㅇ르 사용한다.

컨트롤러: HTTP 요처어을 받아서 파라미터를 검증하고, 비즈니스 로직을 실행한다. 그리고 뷰에 전달할 결과 데이터를 조회해서 모델에 담는다.
모델: 뷰에 출력할 데이터를 담아둔다. 뷰가 필요한 데이터를 모두 모델에 담아서 전달해주는 덕분에 뷰는 비즈니스 로직이나 데이터 접근을 몰라도 되고, 화면을 렌더링 하는 일에 집중 할 수 있다.
뷰: 모델에 담겨있는 데이터를 사용해서 화면을 그리는 일에 집중한다. 여기서는 HTML을 생성하는 부분을 말한다.

참고
컨트롤러에 비즈니스 로직을 둘 수도 있지만, 이렇게 되면 컨트롤러가 너무 많은 역할을 담당한다. 그래서
일반적으로 비즈니스 로직은 서비스(Service)라는 계층을 별도로 만들어서 처리한다. 그리고 컨트롤러는 비즈니스 로직이 있는 서비스를 호출하는 역할을 담당한다. 참고로 비즈니스 로직을 변경하면 비즈니스 로직을 호출하는 컨트롤러의 코드도 변경될 수 있다. 앞에서는 이해를 돕기 위해 비즈니스 로직을 호출한다는 표현 보다는, 비즈니스 로직이라 설명했다.