웹 애플리케이션 이해

gustjtmd·2022년 3월 10일

스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술

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웹 서버, 웹 애플리케이션 서버

'모든 것이 HTTP - HTTP 메시지에 모든 것을 전송'

* HTML, TEXT
* IMAGE, 음성, 영상, 파일
* JSON, XML(API)
* 거의 모든 형태의 데이터 전송 가능
* 서버간에 데이터를 주고 받을 때도 대부분 HTTP 사용
* 지금은 HTTP 시대!

웹 서버

웹 애플리케이션 서버

'웹 서버, 웹 애플리케이션 서버(WAS) 차이'

* 웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 애플리케이션 로직
* 사실은 둘의 용어도 경계도 모호함
	- 웹 서버도 프로그램을 실행하는 기능을 포함하기도 함
    - 웹 애플리케이션 서버도 웹 서버의 기능을 제공함
    
* 자바는 서블릿 컨테이너 기능을 제공하면 WAS
	- 서블릿 없이 자바코드를 실행하는 서버 프레임워크도 있음
    
* WAS는 애플리케이션 코드를 실행하는데 더 특화

웹 시스템 구성

서블릿

서블릿 특징

@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 실행
* HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest
* HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있는 HttpServletResponse
* 개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용

서블릿 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

'서블릿 컨테이너'

* 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 함

* 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리

* 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리
	- 고객의 요청이 올 때 마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율
    - 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용
    - 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근
    - '공유 변수 사용 주의'
    - 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료
    
* JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용

* 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원

동시 요청 - 멀티 쓰레드

쓰레드

'쓰레드'

* 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드
* 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행
* 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능
* 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행
* 동시처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

'요청 마다 쓰레드 생성 - 장단점'

* 장점
	- 동시 요청을 처리할 수 있다.
    - 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리 가능
    - 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다
    
* 단점
	- 쓰레드는 생성 비용이 매우 비싸다
    	- 고객의 요청이 올 때 마다 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.

쓰레드 풀

'쓰레드 풀 - 요청마다 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 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'

* 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

'쓰레드 풀 - 쓰레드 풀의 적정 숫자'

* 적정 숫자는 어떻게 찾나요?
* 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다름
* 성능테스트
	- 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트 시도
    - 툴 : 아파치 ab, 제이미터, nGrinder

WAS의 멀티 쓰레드 지원 핵심

'WAS의 멀티 쓰레드 지원 핵심'

* 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리

* 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨

* 개발자는 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

HTML

HTTP API

'HTTP API - 다양한 시스템 연동'

* 주로 JSON 형태로 데이터 통신
* UI 클라이언트 접점
	- 앱 클라이언트(아이폰, 안드로이드, PC 앱)
    - 웹 브라우저에서 자바스크림트를 통한 HTTP API 호출
    - React, Vue.js 같은 웹 클라이언트
    
* 서버 to 서버
	- 주문 서버 -> 결제 서버
    - 기업간 데이터 통신

서버사이드 렌더링, 클라이언트 사이드 렌더링

* SSR - 서버 사이드 렌더링
	- HTML 최종 결과를 서버에서 만들어서 웹 브라우저에 전달
    - 주로 정적인 화면에 사용
    - 관련 기술 : JSP, 타임리프 -> 백엔드 개발자
    
* CSR - 클라이언트 사이드 렌더링
	* HTML 결과를 자바스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용
    * 주로 동적인 화면에 사용, 웹 환경을 마치 앱 처럼 필요한 부분 부분 변경할 수 있음
    * 예) 구글 지도, Gmail, 구글 캘린더
    * 관련기술 : React, Vue.js -> 웹 프론트엔드 개발자
* 참고
	- React, Vue.js를 CSR + SSR 동시에 지원하는 웹 프레임워크도 있음
    - SSR을 사용하더라도, 자바스크립트를 사용해서 화면 일부를 동적으로 변경 가능

어디까지 알아야 할까?

백엔드 개발자 입장에서 UI 기술

* 백엔드 - 서버 사이드 렌더링 기술
	- JSP, 타임리프
    - 화면이 정적이고, 복잡하지 않을때 사용
    - 백엔드 개발자는 서버 사이드 렌더링 기술 학습 필수
    
* 웹 프론트엔드 - 클라이언트 사이드 렌더링 기술
	* React, Vue.js
    * 복잡하고 동적인 UI 사용
    * 웹 프론트엔드 개발자의 전문 분야
* 선택과 집중
	- 백엔드 개발자의 웹 프론트엔드 기술 학습은 옵션
    - 백엔드 개발자는 서버, DB, 인프라 등등 수많은 백엔드 기술을 공부해야 한다.
    - 웹 프론트엔드도 깊이있게 잘 하려면 숙련에 오랜 시간이 필요

자바 백엔드 웹 기술 역사

과거 기술

'자바 웹 기술 역사 - 과거 기술'

* 서블릿 - 1997
	- HTML 생성이 어려움
* JSP - 1999
	- HTML 생성은 편리하지만, 비즈니스 로직까지 너무 많은 역할 담당
* 서블릿, JSP 조합 MVC 패턴 사용
	- 모델 뷰 컨트롤러로 역할을 나누어 개발
* MVC 프레임워크 춘추 전국 시대 - 2000년 초 ~ 2010년 초
	- MVC 패턴 자동화, 복잡한 웹 기술을 편리하게 사용할 수 있는 다양한 기능 지원
    - 스트럿츠, 웹워크, 스프링 MVC(과거 버전)

현재 사용 기술

* 애너테이션 기반의 스프링 MVC 등장
	- @Controller
    - MVC 프레임워크의 춘추 전국 시대 마무리
* 스프링 부트의 등장
	- 스프링 부트는 서버를 내장
    - 과거에는 서버에 WAS를 직접 설치하고, 소스는 War 파일을 만들어서 설치한 WAS에 배포
    - 스프링 부트는 빌드 결과(Jar)에 WAS 서버 포함 -> 빌드 배포 단순화

자바 뷰 템플릿 역사 - HTML을 편리하게 생성하는 뷰 기능

* JSP
	- 속도 느림, 기능 부족
* 프리마커(Freemarker), Velocity(벨로시티)
	- 속도 문제 해결, 다양한 기능
* 타임리프(Thymeleaf)
	- 내추럴 템플릿 : HTML의 모양을 유지하면서 뷰 템플릿 적용 가능
    - 스프링 MVC와 강력한 기능 통합
    - '최선의 선택', 단 성능은 프리마커, 벨로시티가 더 빠름

gustjtmd

반갑습니다

다음 포스트

웹 애플리케이션 이해

스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술

웹 서버, 웹 애플리케이션 서버

웹 서버

웹 애플리케이션 서버

웹 시스템 구성

서블릿

서블릿 특징

서블릿 HTTP 요청, 응답 흐름

서블릿 컨테이너

동시 요청 - 멀티 쓰레드

쓰레드

쓰레드 풀

WAS의 멀티 쓰레드 지원 핵심

HTML, HTTP API, CSR, SSR

HTML

HTTP API

서버사이드 렌더링, 클라이언트 사이드 렌더링

어디까지 알아야 할까?

자바 백엔드 웹 기술 역사

과거 기술

현재 사용 기술

최신 기술

자바 뷰 템플릿 역사 - HTML을 편리하게 생성하는 뷰 기능

서블릿

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