개요

초심을 찾기 위해 1일 TIL을 시작한다.

Spring MVC와 HTTP 요청 데이터 처리 정리

Spring Boot를 공부하면서 서버, HTTP, Spring MVC부터 요청 데이터 처리와 JSON 변환, 실시간 통신까지 정리한 내용입니다.

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1. Gradle

Gradle이란?

Gradle은 빌드 자동화 도구이다.

Groovy 언어를 기반으로 작성할 수 있으며 프로젝트의 의존성과 빌드 설정 등을 관리한다.

주요 설정으로 다음과 같은 것들이 있다.

• configurations
• repositories
• dependencies

특히 프로젝트에서 사용하는 라이브러리의 버전을 맞추는 것이 중요하다.

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2. 서버란 무엇인가?

서버와 클라이언트가 통신하기 위해서는 서버의 위치를 알아야 한다.

기본적으로 다음과 같이 생각할 수 있다.

IP + Port

• IP: 어떤 서버인지 식별
• Port: 서버에서 어떤 프로그램과 통신할지 식별

API란?

API는 서버와 클라이언트가 데이터를 주고받기 위한 약속이다.

예를 들어

GET /users/1

이라는 API가 있다면,

"1번 사용자의 정보를 요청한다."

라는 규칙을 클라이언트와 서버가 공유하는 것이다.

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3. Apache Tomcat과 WAS

Tomcat은 Servlet을 실행할 수 있는 WAS(Web Application Server)이다.

웹 애플리케이션에서는 크게 정적 페이지와 동적 페이지를 생각할 수 있다.

정적 페이지

이미 만들어져 있는 HTML, CSS, JS 등의 파일을 그대로 전달한다.

Client
  ↓
HTML 파일 요청
  ↓
Server
  ↓
HTML 파일 반환

동적 페이지

서버에서 로직을 실행한 후 결과를 만들어 반환한다.

Client
  ↓
Request
  ↓
Server
  ↓
비즈니스 로직 / DB 조회
  ↓
결과 생성
  ↓
Response

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4. HTTP란?

HTTP는 데이터를 주고받는 양식을 정의한 통신 규약이다.

HTTP 메시지에는 여러 정보가 포함된다.

Header

데이터를 어떻게 주고받을지에 대한 정보를 담는다.

Content-Type: application/json

Payload

실제로 전달하려는 데이터를 의미한다.

{
  "name": "Robbie",
  "age": 25
}

즉 간단하게 생각하면

Header   → 어떻게 보낼 것인가?
Payload  → 무엇을 보낼 것인가?

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5. Spring MVC

Spring MVC는 웹 애플리케이션을 만들기 위한 구조이다.

기본적으로 다음과 같은 개념을 가진다.

Model
View
Controller

Spring MVC에서는 DispatcherServlet이 HTTP 요청을 받아 적절한 Controller로 전달하는 역할을 한다.

전체적인 흐름은 다음과 같다.

Client
  ↓
DispatcherServlet
  ↓
Controller
  ↓
Service ...
  ↓
Response

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6. Controller

Controller는 HTTP 요청을 처리하는 진입점이다.

Spring에서는 메소드 단위로 API를 관리할 수 있다.

@GetMapping("/users")
public ...

Front Controller 패턴

Spring MVC에서는 DispatcherServlet이 모든 요청을 먼저 받아 적절한 Controller로 전달한다.

Client
   ↓
DispatcherServlet
   ↓
Controller

이러한 구조를 Front Controller 패턴이라고 한다.

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7. @Controller와 @ResponseBody

@Controller

@Controller를 사용하면 기본적으로 반환값을 View 이름으로 해석한다.

@Controller
public class HelloController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "hello";
    }
}

Thymeleaf가 설정되어 있다면 다음 파일을 찾는다.

templates/hello.html

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@ResponseBody

View를 찾는 것이 아니라 반환값을 HTTP Response Body에 직접 전달하고 싶다면 @ResponseBody를 사용할 수 있다.

@ResponseBody
@GetMapping("/hello")
public String hello() {
    return "hello";
}

실무에서는 JSON API를 만들 때 @RestController를 많이 사용한다.

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8. Thymeleaf와 Static

Thymeleaf를 사용하면 Controller에서 반환한 View 이름을 기준으로 templates 폴더의 HTML을 찾는다.

templates/
└── hello.html

Controller에서는

return "hello";

처럼 .html 확장자를 작성하지 않아도 된다.

반면 static 폴더에 있는 정적 리소스는 직접 접근할 수 있다.

또한 redirect:/를 사용하면 클라이언트에게 302 Redirect를 전달하여 다른 URL로 이동시킬 수 있다.

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9. 실시간 방문자 수를 구현한다면?

페이지를 새로고침하지 않아도 방문자 수가 증가하는 것을 보여주고 싶다면 서버와 클라이언트가 데이터를 주고받는 방법을 고민해야 한다.

대표적으로

1. Polling
2. SSE / WebSocket

등의 방법이 있다.

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10. Polling

Polling은 클라이언트가 일정한 주기마다 서버에 데이터를 요청하는 방식이다.

예를 들어 3초마다 방문자 수를 요청할 수 있다.

Client
   │
   │ GET /api/visitors/count
   ↓
Server
   │
   │ 현재 방문자 수
   ↓
Client

3초 후 다시 요청

JavaScript에서는 다음과 같이 구현할 수 있다.

function fetchVisitorCount() {
    fetch('/api/visitors/count')
        .then(response => response.json())
        .then(count => {
            document.getElementById('visitorCount').innerText = count;
        });
}

setInterval(fetchVisitorCount, 3000);

장점

• 구현이 간단하다.
• 소규모 서비스나 간단한 모니터링에 적합하다.

단점

데이터가 변경되지 않았더라도 일정 주기마다 요청을 보내게 된다.

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11. SSE

SSE(Server-Sent Events)는 서버가 클라이언트에게 데이터를 Push하는 방식이다.

Polling과 비교하면 차이가 명확하다.

Polling

Client → Server
Client ← Server

Client → Server
Client ← Server

Client → Server
Client ← Server

SSE

Client → Server
          연결 유지

Server → Client
Server → Client
Server → Client

즉 클라이언트가 계속 물어보는 것이 아니라 서버가 데이터가 변경되었을 때 클라이언트에게 전달할 수 있다.

Spring에서는 SseEmitter를 사용할 수 있다.

@GetMapping(
    value = "/api/visitors/subscribe",
    produces = MediaType.TEXT_EVENT_STREAM_VALUE
)
public SseEmitter subscribe() {

    SseEmitter emitter = new SseEmitter();

    emitters.add(emitter);

    return emitter;
}

방문자 수가 변경되면 연결된 클라이언트에게 데이터를 전달한다.

for (SseEmitter emitter : emitters) {
    emitter.send(
        SseEmitter.event()
            .name("visitorCount")
            .data(count)
    );
}

클라이언트에서는 EventSource를 사용한다.

const eventSource =
    new EventSource('/api/visitors/subscribe');

eventSource.addEventListener(
    'visitorCount',
    function(event) {
        document.getElementById('visitorCount').innerText
            = event.data;
    }
);

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12. SSE를 많은 사람이 사용하면?

SSE는 연결을 계속 유지하기 때문에 접속자가 많아지면 서버의 자원 사용량이 증가할 수 있다.

대표적으로 다음과 같은 문제가 있다.

1. 지속적인 연결 유지 비용

각 클라이언트와 연결을 유지해야 한다.

2. 서버 자원 사용

동시 접속자가 증가하면 메모리와 커넥션 관리에 부담이 생길 수 있다.

3. 여러 서버를 사용하는 경우

서버가 여러 대라면 데이터 공유 문제가 발생할 수 있다.

             Load Balancer
              /         \
             ↓           ↓
         Server A     Server B

A 서버에서 방문자 수가 변경되었는데 B 서버에 연결된 사용자에게 해당 이벤트가 전달되지 않을 수 있다.

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13. 대규모 트래픽에서는?

원문에서는 다음과 같은 해결 방법을 생각했다.

Redis Pub/Sub

여러 서버 사이에서 이벤트를 전달할 수 있다.

             Redis
            /     \
           ↓       ↓
       Server A  Server B

WebFlux + Netty

Spring WebFlux와 Netty 기반의 Reactive Stack을 활용하는 방법도 있다.

Polling + Cache

실시간성이 아주 높지 않아도 된다면 데이터를 캐싱하고 Polling 주기를 조절하는 방법도 있다.

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14. AJAX

AJAX는 페이지 전체를 새로고침하지 않고 서버와 비동기적으로 데이터를 주고받는 방식이다.

핵심은 다음과 같다.

전체 페이지 새로고침 ❌

필요한 데이터만 요청
        ↓
서버 응답
        ↓
필요한 부분만 변경

예를 들어 좋아요 버튼을 누른다고 생각해보자.

좋아요 클릭
   ↓
AJAX 요청
   ↓
Server
   ↓
좋아요 수 반환
   ↓
화면의 좋아요 수만 변경

현재는 XML보다는 JSON을 주고받는 경우가 많다.

대표적인 구현 방법은 다음과 같다.

• XMLHttpRequest
• Fetch API
• Axios
• jQuery

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15. JSON과 Java 객체 변환

Spring에서 JSON API를 사용하다 보면 다음과 같은 변환이 필요하다.

Java 객체
   ↓
JSON

이것을 직렬화(Serialization)라고 한다.

반대로

JSON
   ↓
Java 객체

이것을 역직렬화(Deserialization)라고 한다.

Spring Boot에서는 Jackson이 이 역할을 담당한다.

핵심 클래스는 ObjectMapper이다.

ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();

직렬화

String jsonString =
    mapper.writeValueAsString(user);

역직렬화

User user =
    mapper.readValue(jsonString, User.class);

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16. Jackson의 3가지 처리 방식

Jackson에서는 크게 세 가지 방식으로 JSON을 처리할 수 있다.

방식	설명	사용 상황
Data Binding	JSON과 Java 객체를 직접 매핑	일반적인 API
Tree Model	JsonNode 트리 구조로 처리	JSON 구조가 동적일 때
Streaming API	토큰 단위로 순차 처리	대용량 JSON

Data Binding

가장 일반적인 방법이다.

User user =
    mapper.readValue(json, User.class);

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Tree Model

JSON을 JsonNode로 읽은 후 원하는 값을 꺼낼 수 있다.

JsonNode rootNode =
    mapper.readTree(json);

String name =
    rootNode.get("name").asText();

int age =
    rootNode.get("age").asInt();

JSON 구조가 고정된 Java 클래스보다 동적으로 처리해야 할 때 사용할 수 있다.

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Streaming API

JSON을 전체 객체로 메모리에 올리지 않고 토큰 단위로 읽는다.

JsonParser parser =
    factory.createParser(json);

while (parser.nextToken() != JsonToken.END_OBJECT) {
    // 토큰 단위 처리
}

따라서 매우 큰 JSON을 처리할 때 메모리 사용량을 줄이는 데 유리하다.

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17. Path Variable

Path Variable은 URL에 데이터를 포함시키는 방식이다.

/users/10

Spring에서는 다음과 같이 사용할 수 있다.

@GetMapping("/users/{id}")
public String getUser(
    @PathVariable Long id
) {
    ...
}

요청이

/users/10

이라면

id = 10

이 된다.

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18. Request Param

Request Param은 주로 Query String을 통해 데이터를 전달할 때 사용한다.

/users?name=kim&age=96

Spring에서는 다음과 같이 사용할 수 있다.

@GetMapping("/users")
public String getUser(
    @RequestParam String name
) {
    ...
}

@RequestParam의 기본값은 required = true이므로 값이 없다면 400 Bad Request가 발생한다.

선택값

@RequestParam(required = false)
String name

값이 없으면 null이 될 수 있다.

기본값

@RequestParam(defaultValue = "0")
int age

값이 없다면 0을 사용한다.

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19. Form Data와 JSON Body

여기서 RequestParam과 RequestBody를 구분해야 한다.

application/x-www-form-urlencoded

name=kim&age=96

Spring에서는 WebDataBinder가 데이터를 객체에 바인딩한다.

@PostMapping("/form-data")
public String handleFormData(UserDto userDto) {
    return userDto.getName();
}

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application/json

{
    "name": "kim",
    "age": 96
}

이 경우 @RequestBody를 사용한다.

@PostMapping("/json-data")
public String handleJsonData(
    @RequestBody UserDto userDto
) {
    return userDto.getName();
}

처리 과정은 다음과 같다.

HTTP Request Body
        ↓
HttpMessageConverter
        ↓
Jackson ObjectMapper
        ↓
UserDto

즉,

@RequestBody + JSON → Jackson을 이용한 역직렬화

라고 이해하면 된다.

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20. 지금까지 배운 내용을 하나의 흐름으로 보면

Spring에서 HTTP 요청이 들어왔을 때의 흐름을 연결해보면 다음과 같다.

Client
  │
  │ HTTP Request
  ↓
DispatcherServlet
  │
  ↓
Controller
  │
  ├── @PathVariable
  │
  ├── @RequestParam
  │
  └── @RequestBody
          │
          ↓
       Jackson
          │
          ↓
       Java 객체
          │
          ↓
     비즈니스 로직
          │
          ↓
       Response
          │
          ↓
         Client

그리고 JSON Response를 반환하는 경우에는 반대 방향으로 Jackson이 동작한다.

Java 객체
   ↓
Jackson
   ↓
JSON
   ↓
HTTP Response
   ↓
Client

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마무리

이번 내용을 공부하면서 가장 중요하게 이해해야 할 부분은 각각의 annotation을 외우는 것보다 HTTP 요청이 Spring에 들어와서 어떻게 처리되는지를 연결해서 이해하는 것이라고 생각한다.

특히 다음 관계를 기억해두자.

HTTP
 ↓
DispatcherServlet
 ↓
Controller
 ↓
요청 데이터 바인딩
 ├─ PathVariable
 ├─ RequestParam
 └─ RequestBody → Jackson
 ↓
비즈니스 로직
 ↓
Response

그리고 실시간 데이터 전달에서는

Polling
→ Client가 주기적으로 요청

SSE
→ Server가 연결된 Client에게 Push

라는 차이가 핵심이다.