강의 링크는 아래와 같습니다.
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스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술 - 인프런 | 강의
웹 애플리케이션을 개발할 때 필요한 모든 웹 기술을 기초부터 이해하고, 완성할 수 있습니다. 스프링 MVC의 핵심 원리와 구조를 이해하고, 더 깊이있는 백엔드 개발자로 성장할 수 있습니다., 원
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웹 애플리케이션 이해에 관한 파트에 관한 짤막한 글입니다.
웹은 전부 HTTP 기반이다. HTTP 메시지에 모든 것을 담아서 전송한다. (HTML, TEXT, IMAGE, 음성, 영상, JSON 등)
서버 간에 데이터를 주고받을 때도 대부분 HTTP를 사용한다.
그럼 이제 웹 서버와 웹 애플리케이션 서버에 대해 알아보겠다.
웹 서버는 HTTP 기반으로 동작한다. 정적 리소스를 제공하는 것이 목적이다. 기타 부가 기능이 존재하긴 한다.
주로 정적 파일인 HTML, CSS, JS, 이미지, 영상을 제공한다. 예시로는 NGINX, APACHE가 있다.
간단하게 그림으로 나타내면 아래와 같다.
웹 애플리케이션 서버는 줄여서 WAS라고 부른다.
WAS도 마찬가지로 HTTP 기반으로 동작한다. 웹 서버 기능을 포함한다.
주된 목적은 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직을 수행하는 것이다.
예시로는 톰캣 Jetty, Undertow가 있다.
정리하면 웹 서버는 정적 리소스(파일) 제공, WAS는 애플리케이션 로직을 수행한다.
자바는 서블릿 컨테이너 기능을 제공하면 was (서블릿 없이 자바 코드를 실행하는 서버 프레임워크도 있다)
WAS는 애플리케이션 코드를 실행하는데 더 특화되어있다.
웹 시스템은 WAS, DB로 구성될 수 있다. 그러나 이는 WAS가 너무 많은 역할을 해 서버 과부하 우려가 있으며 WAS 장애 시 오류 화면도 확인할 수 없다.
그래서 역할을 분담해 웹 서버와 WAS, DB로 구상하는 웹 시스템 구성이 있다. 정적 리소스는 웹 서버가 처리하고 애플리케이션 로직은 WAS가 처리한다. 이러면 효율적인 리소스 관리가 가능하다. 정적 리소스가 많으면 웹 서버를 증설하고 애플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS를 증설한다. 또한 이런 구성은 웹 서버 잘 죽지 않고, 웹 서버가 오류 화면을 보여줄 수 있다.
이번에는 서블릿에 대해 알아보겠다
우선 웹 애플리케이션 서버를 직접 구현한다면 할 일을 확인해보자.
웹 애플리케이션 서버를 만든다면 이렇게 해야 할 일이 많다. 쉽게 말해 서블릿은 초록 파트 빼고 모든 일을 처리해준다. 즉 개발자가 반복적인 일을 하지 않도록 도와주는 좋은 기술이다.
다음으로는 서블릿을 사용하는 코드를 살짝 살펴보자.
@WebServlet(name="helloServlet", urlPatterns="/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
@Override
protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
//애플리케이션 로직
}
}
특징은 아래와 같다.
- urlPatterns(/hello)의 URL이 호출되면 서블릿 코드가 실행된다.
- HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest
- HTTP 응답 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletResponse
- 개발자는 이로 인해 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용 가능하다.
큰 흐름은 아래 그림과 같다.
- WAS는 Request, Response 객체를 새로 만들어서 서블릿 객체를 호출한다.
- 개발자는 Request 객체에서 HTTP 요청 정보를 편리하게 꺼내서 사용한다.
- 개발자는 Response 객체에 HTTP 응답 정보를 편리하게 입력한다.
- WAS는 Response 객체에 담겨있는 내용으로 HTTP 응답 메세지를 생성한다.
서블릿 컨테이너는 무엇일까?
톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 한다.
서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기를 관리한다.
서블릿 객체는 싱글톤으로 관리된다. 즉 매 요청마다 새로 생성되지 않는다.
이유는 고객의 요청이 올 때마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율적이다.
최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용한다.
모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근한다. 싱글톤 방식이므로 당연히 공유 변수를 사용할 때 주의해야 한다. 서블릿 컨테이너 종료 시 서블릿도 함께 종료된다.
JSP도 서블릿으로 변환되어서 사용. 동시 요청을 위한 멀티 스레드 처리를 지원한다.
위 내용은 정말 중요하다!!!!
위에서 멀티 스레드에 대한 언급이 나왔으니 이번에는 이에 대해 공부해보자.
스레드는 필자가 알기로 프로세스 내에서 작업을 진행하는 단위다. 이제 좀 더 알아보겠다.
- 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 스레드다.
- 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 스레드가 실행된다.
- 스레드가 없다면 자바 애플리케이션은 실행이 불가능하다.
- 스레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행한다.
- 동시 처리가 필요하면 스레드를 추가로 생성해야 한다.
- 동시 요청을 처리할 수 있다.
- 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때까지 처리가 가능하다.
- 하나의 스레드가 지연 되어도, 나머지 스레드는 정상 동작한다.
단점은 아래와 같다.
- 스레드의 생성 비용은 매우 비싸다. 고객의 요청이 올 때마다 스레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
- 스레드는 컨텍스트 스위칭, 즉 문맥교환 시 비용이 발생한다.
- 스레드 생성에 제한이 없다. 이러면 고객 요청이 너무 많을 시, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 다운될 수 있다.
이런 문제를 해결하는 방법이 스레드 풀이다. 쉽게 말하면 미리 스레드를 잔뜩 모아두는 공간에서 스레드를 작업에 따라 가져 가 사용하는 것이다. 아래 그림으로 이해할 수 있다.
스레드 풀은 요청마다 스레드 생성의 단점을 보완한다.
필요한 스레드를 스레드 풀에 보관하고 관리한다. 스레드 풀에 생성 가능한 스레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개가 기본 설정이다. 당연히 변경 가능하다.
말 그대로 스레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 스레드를 스레드 풀에서 꺼내서 사용한다.
사용을 종료하면 스레드 풀에 해당 스레드를 반납한다.
최대 스레드가 모두 사용 중이어서 스레드 풀에 스레드가 없다면, 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼 대기하도록 설정할 수 있다.
장점은 스레드가 미리 생성되어있으므로, 스레드를 생성하고 종료하는 비용이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
생성 가능한 스레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.
스레드 풀에서 실무팁에 대해 살짝 정리해보았다.
- WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.
- 이 값을 너무 낮게 설정하면? 동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연
- 이 값을 너무 높게 설정하면? 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운
- 장애 발생시? 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝. 클라우드가 아니면 열심히 튜닝
- HTML이 아니라 데이터를 전달한다.
- 주로 JSON 형식을 사용.
- 다양한 시스템에서 호출한다.
- 오직 데이터만 주고 받으며 UI 화면이 필요하면, 클라이언트가 별도 처리(CSR)
- 앱, 웹 클라이언트, 서버 to 서버로 다양하게 사용.
이번에는 SSR이다. 서버 사이드 렌더링이라고 한다.
- HTML 최종 결과를 서버에서 만들어서 웹 브라우저에 전달한다.
- 주로 정적인 화면에 사용한다.
- 관련기술은 JSP, 스프링에서 밀어주는 타임리프가 있다.
마지막으로 CSR이다. 클라이언트 사이드 렌더링이라고 한다.
- HTML 결과를 자바스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용한다.
- 주로 동적인화면에 사용, 웹 환경을 마치 앱처럼 필요한 부분부분 변경할 수 있다.
- 관련 기술은 React.js, Vue.js 처럼 프론트엔드 개발자가 사용하는 기술 스택이다.
이상으로 포스팅을 마치겠습니다.
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