서블릿? 서블랫? 읽는 방법도 헷갈리는 그것, Servlet는 지난 Spring과 Spring Boot를 설명하면서 잠깐 나왔었다. 그 부분을 가져와보자.
Java로 개발을 하던 초반엔 Servlet를 이용해 개발하였다. Servlet는 자바 기반의 동적 웹 앱을 개발하는 데 핵심이 되는 기술이며 자바 API를 모두 사용할 수 있다는 장점이 있지만 HTML을 생성하는게 번거롭다는 단점이 있었다.
이와 같이 간략히 작성하였었는데 이 Servlet는 Java를 이용한 웹 개발의 기초가 되는 내용이라고 생각하고 지나갔었다. 이번 기회에 Servlet가 무엇인지 자세히 파악해본다.
WAS(Web Application Server)
Servlet의 내용을 찾다 보니 이 WAS가 무엇인지 먼저 짚고 넘어갈 필요가 있어 보여 앞쪽에 작성한다.
개념
인터넷 상에서 HTTP 프로토콜을 통해 사용자 컴퓨터나 장치에 애플리케이션을 수행해주는 미들웨어, 주로 동적 서버 컨텐츠를 수행하는 것으로 웹 서버와 구별이 되며, 주로 데이터베이스 서버와 같이 수행된다.
→ 웹 서버와 웹 컨테이너가 합쳐져 서버 만으로 처리하기 어려운 비즈니스 로직들을 처리할 수 있도록 해주는 프로그램이다. 이때 JSP, Servlet 등을 제공하기 때문에 웹 컨테이너, 서블릿 컨테이너 등으로 불리기도 한다.
기능
- 프로그램 실행 환경과 DB 접속 기능 제공
- 여러 개의 트랜잭션 관리 기능
- 업무 처리하는 비즈니스 로직 수행
Servlet
개념
동적 웹페이지를 만들 때 사용되는 자바 기반의 웹 애플리케이션 프로그래밍 기술이다. Servlet는 웹 요청과 응답의 흐름을 간단한 메서드 호출 만으로 체계적으로 다룰 수 있게 한다.
→ Servlet는 서버에서 실행되다 웹에서 요청이 오면 거기에 맞는 기능을 수행한 후 웹에 결과를 전송한다. 즉, 웹에서 받은 API를 처리하고 다시 전송하는 것이 Servlet이다.
특징
- 클라이언트의 요청에 대해 동적으로 작동하는 웹 어플리케이션 컴포넌트
- 실시간 처리와 응답이 가능하고 이를 이용한 동적 웹 콘텐츠 제공이 가능하다.
- HTML을 사용하여 요청에 응답한다.
- 다양한 형식(JSON, XML 등)도 가능하지만 주로 HTML로 응답한다.
- HTML은 웹 페이지의 표준 형식이므로 모든 웹 브라우저와 호환이 되기 때문에 기본적으로 HTML을 사용한다.
- Java Thread를 이용하여 동작한다.
- Servlets은 요청에 대한 처리를 쓰레드로 처리하기에 동시에 많은 요청을 처리 가능하다. → 동시성을 지원한다.
- Thread는 프로세스 내부에서 실행되는 작은 작업으로 프로세스 내부에는 하나 이상의 Thread가 존재한다.
- Servlets은 요청에 대한 처리를 쓰레드로 처리하기에 동시에 많은 요청을 처리 가능하다. → 동시성을 지원한다.
- MVC패턴에서 컨트롤러로 이용한다.
- MVC 패턴: Model, View, Controller의 약자. 작업을 세 가지로 나누어 처리하는 방법이다.
- Model: Controller에서 받은 데이터를 가공한다.
- View: Model에서 가공한 데이터를 시각적으로 보여준다.
- Controller: View와 Model 사이의 데이터 흐름을 제어한다.
- 이 패턴에서 Servlet는 Controller의 역할을 하여 클라이언트의 요청을 처리하고 필요한 처리를 하여 적절한 View를 선택하여 응답한다.
- MVC 패턴: Model, View, Controller의 약자. 작업을 세 가지로 나누어 처리하는 방법이다.
- 보안 기능을 적용하기 쉽다.
- 이 부분은 이후 Servlet의 동작을 알아보면서 자세히 설명한다.
- HTML 변경 시 Servlets를 재컴파일 해야 한다.
- Java 코드로 작성이 되어있기에 전송하는 HTML의 내용이 변경된다면 Java의 코드에 수정사항이 생기는 것이기에 코드 수정 후 재컴파일이 필요하다.
동작 과정
- 클라이언트(사용자)가 URL을 입력하면 HTTP의 요청이 Servlet Container로 전송한다.
- 요청 받은 Servlet Container는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성한다.
- web.xml을 기반으로 사용자가 요청한 URL이 어느 Servlet에 대한 요청인지 찾는다.
- web 애플리케이션의 배포 설명자. Servlet에 mapping 되는 방법, 인증이 필요한 URL 등의 정보를 확인한다.
- 해당 Servlet에서 service메소드를 호출한 후 클리아언트의 GET, POST여부에 따라 doGet() 또는 doPost()를 알맞게 호출한다.
- doGet() or doPost() 메서드는 동적 페이지를 생성한 후 HttpServletResponse객체에 응답을 보낸다.
- 응답이 끝나면 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 소멸 시킨다.
Servlet 생명 주기
개념
Servlet도 한 종류의 자바 클래스이므로 실행하면 초기화부터 서비스 수행 후 소멸하기까지의 과정
- Servlet 생명주기 메서드 각 단계마다 호출되어 기능을 수행하는 콜백 메서드
과정
- 클라이언트의 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 Servlet이 메모리에 있는지 확인하고, 없을 경우 init() 메서드를 호출하여 메모리에 적재한다. init() 은 처음 한번만 실행되기 때문에, Servlet의 Thread에서 공통적으로 사용해야 하는 것이 있다면 오버라이딩 하여 구현하면 된다. 실행 중 Servlet이 변경될 경우, 기존 Servlet을 destroy() 하고 init() 을 통해 새로운 내용을 다시 메모리에 적재한다.
- init()이 호출된 후 클라이언트의 요청에 따라서 service() 메서드를 통해 요청에 대한 응답이 doGet()과 doPost()로 분기 된다. 이 때 Servlet 컨테이너가 클라이언트의 요청이 오면 가장 먼저 처리하는 과정으로 생성된 HttpServletRequest, HttpServleResponse에 의해 request와 response 객체가 제공된다.
- 컨테이너가 Servlet에 종료 요청을 하면 destroy() 메서드가 호출되는데 마찬가지로 한번만 실행되며, 종료 시 처리해야 하는 작업들은 destroy() 메서드를 오버라이딩하여 구현하면 된다.
서블릿 생명주기 메서드
- 초기화 : init()
- Servlet 요청 시 맨 처음 한 번만 호출된다.
- Servlet 생성 시 초기화 작업을 주로 수행한다.
- 작업 수행 : doGet(), doPost()
- Servlets 요청 시 매번 호출된다.
- 실제로 클라이언트가 요청하는 작업을 수행한다.
- 종료 : destroy()
- Servlet이 기능을 수행하고 메모리에서 소멸될 때 호출된다.
- Servlet의 마무리 작업을 주로 수행한다.
Servlet Container
개념
말 그대로 Servlet를 담아두는 컨테이너이다. Servlet 컨테이너는 구현되어 있는 servlet 클래스의 규칙에 맞게 관리해주며 클라이언트에서 요청을 하면 컨테이너는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 생성하며 post, get여부에 따라 동적인 페이지를 생성하여 응답을 보낸다.
- HttpServletRequest HTTP 프로토콜의 요청 정보를 Servlets에게 전달하기 위한 목적으로 사용하며 헤더 정보, 파라미터, 쿠키, URI, URL 등의 정보를 읽어 들이는 메서드와 Body의 내용을 읽어 들이는 메서드를 가지고 있습니다.
- HttpServletResponse WAS는 어떤 클라이언트가 요청을 보냈는지 알고 있고, 해당 클라이언트에게 응답을 보내기 위한 HttpServleResponse 객체를 생성하여 Servlets에게 전달하고 이 객체를 활용하여 content type, 응답 코드, 응답 메시지 등을 전송합니다.
주요 기능
- 생명 주기 관리
- Servlet 컨테이너는 Servlet 클래스를 로딩하여 인스턴스화하고, 초기화 메서드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 Servlet 메서드를 호출한다. 또한 수명이 다 된 Servlet을 적절하게 가비지 콜렉터를 호출하여 필요 없는 자원 낭비를 막아준다.
- 통신 지원
- Servlet 컨테이너는 Servlet과 웹 서버가 손쉽게 통신할 수 있게 해준다. 일반적으로 소켓을 만들고 listen, accept 등을 해야 하지만 Servlet 컨테이너는 이러한 기능을 API로 제공하여 복잡한 과정을 생략할 수 있게 해준다. 그래서 개발자가 Servlet에 구현해야 할 비지니스 로직에 대해서만 초점을 둘 수 있게 도와준다.
- 멀티스레딩 관리
- Servlet 컨테이너는 Request가 올 때마다 새로운 자바 쓰레드를 하나 생성하는데, HTTP 서비스 메소드를 실행하고 나면, 쓰레드는 자동으로 죽게 된다. 원래는 쓰레드를 관리해야 하지만 서버가 다중 쓰레드를 생성 및 운영해주니 쓰레드의 안정성에 대해서 걱정하지 않아도 된다.
- 선언적인 보안 관리
- Servlet 컨테이너를 사용하면 개발자는 보안에 관련된 내용을 서블릿 또는 자바 클래스에 구현해 놓지 않아도 된다. 일반적으로 보안관리는 XML 배포 서술자에다가 기록하므로, 보안에 대해 수정할 일이 생겨도 자바 소스 코드를 수정하여 다시 컴파일 하지 않아도 보안관리가 가능하다.
결론
Servlet은 Java를 이용하여 동적 웹 페이지를 구성할 때 필요한 기술로 Java 코드 안에 웹 페이지 구성을 작성한다.
Servlet 컨테이너가 Servlet을 관리하고 이런 컨테이너의 역할을 하는 것이 미들웨어인 WAS 이다.
