(모든 내용은 김영한님의 스프링 MVC 강의를 ref합니다)

목차

• HTTP
• 웹서버 / 웹 애플리케이션 서버(WAS)
• 서블릿(Servlet)
• 서블릿 컨테이너(Servlet Container)
• 멀티 쓰레드 / 쓰레드 풀
• WAS 개발시 보내주는 데이터
• CSR / SSR
• 자바 백엔드 웹 기술 역사

HTTP

• Hyper Text Transfer Protocol 의 약자
• HTTP는 HTML 문서와 같은 리소스들을 가져올 수 있도록 해주는 응용 계층 프로토콜
• HTTP는 클라이언트-서버 프로토콜
• HTTP Request Message / HTTP Response Message를 통해 정보를 교환
• 구성
  • 시작줄 : HTTP method 등(요청) / status code 등(응답)
  • 헤더 : Content-Type, length 등등 다양한 정보 가 존재
  • 본문 : 실제 보내고자 하는 데이터(body)
    

웹서버 / 웹 애플리케이션 서버(WAS)

[ 웹서버 ]

• HTTP 기반으로 동작
• 정적 리소스 제공 / 기타 부가 기능
• 정적 HTML / CSS / JS / 이미지 / 영상 등등
• ex) NGINX / APACHE 등이 존재

[ 웹 애플리케이션 서버(WAS) ]

• HTTP 기반으로 동작
• 웹 서버 기능 포함(정적 리소스 제공 등등)
• 일반적으로 웹서버를 개발한다고 하면 WAS를 개발하는 것이라고 할 수 있음
• 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직 수행
  • 동적 HTML / HTTP API(JSON)
  • 서블릿(Servlet) / JSP / 스프링 MVC
• ex) 톰캣(Tomcat) / Jetty 등이 존재

[ 웹서버 / WAS 차이 ]

• 일반적으로는 웹서버는 정적 리소스 / WAS는 비즈니스 로직 으로 역할이 구분
  --> 사실 서로 포함하는 기능을 제공하는 것들도 있어서 정확하게 구분되는 것은 아니다

• 정리
  • 웹서버는 정적 리소스를 관리하는데 특화
  • WAS는 애플리케이션 코드를 실행하는데 특화

[ 웹 시스템 구성 ]

• WAS / DB만으로 시스템 구성
  • WAS가 너무 많은 역할을 담당하면 과부하가 일어날 수 있다
  • 애플리케이션 로직(비싼 cost)의 수행이 정적 리소스 때문에 어려워질 수 있다
  • 게다가 WAS장애시 오류 화면도 노출할 수 없다
  • 이러한 이유로 서비스가 커지면 WAS에서 정적 리소스를 관리하는 웹서버를 따로 둔다

• WEB / WAS / DB로 시스템 구성
  • WAS의 부담이 적어지며, 오류 화면을 노출할 수 있음
  • 필요되는 리소스 자원에 따라 서버 증설이 쉽다
  • 하지만, HTML을 내려주는 것이 아닌 JSON형식의 데이터를 주고받는 API서버라면 WAS하나로 충분

서블릿(Servlet)

[ 개념 ]

• 클라이언트의 요청을 처리하고 결과를 반환하는 Servlet 클래스의 규칙을 지킨 자바 웹 프로그래밍 기술
• 자바를 사용하여 웹을 만들기 위해 필요한 기술 (자바 기반 --> JDK / JVM 필수)

: 즉, java를 이용해 웹개발을 하기 위해서 필요한 가장 기본적인(low한) 기술이 Servlet

[ 특징 ]

• 클라이언트 요청에 대해 동적으로 작동하는 웹 애플리케이션 컴포넌트
• html을 사용하여 요청에 응답
• Java Thread를 이용하여 동작
• MVC 패턴에서 Controller로 이용

[ 동작 ]

• Client가 HTTP 요청
• WAS는 HttpServletRequest / HttpServletResponse 객체를 생성
• WAS는 요청 URL에 해당되는 서블릿 객체를 호출
  (서블릿을 지원하는 WAS == 서블릿 컨테이너)
• 개발자는 HttpServletRequest를 통해 요청 정보를 편리하게 사용
• ====비즈니스 로직 수행====
• 개발자는 HttpServletResponse를 통해 응답 정보를 작성
• WAS는 HttpServletResponse를 통해 HTTP Response Message 생성 후 Client에 전달

서블릿 컨테이너(Servlet Container)

[ 설명 ]

• 서블릿을 관리하기 위한 모든 작업을 수행 (생성 / 호출 / 관리)
• java thread를 사용해서 서블릿을 호출
• 톰캣(Tomcat)처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 함
• 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리
  • 고객의 요청이 올 때 마다 생성하는것은 비효율적이기 때문
  • 공유 변수 사용에 주의해야 한다
  • 서블릿 컨테이너가 종료 --> 서블릿도 종료
• 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드(Multi Thread) 처리를 지원

[ 핵심 ]

• 실제 우리가 WAS를 직접 구현하면 많은 사전 과정을 구현해야 한다
  • TCP/IP 연결 & 소켓 연결
  • HTTP request 메시지 파싱
  • HTTP response 메시지 작성
  • TCP/IP 및 소켓 연결 종료
• Servlet을 지원하는 WAS 즉, 서블릿 컨테이너는 이러한 과정들을 대신 수행해준다
  --> 개발자는 비즈니스 로직에 집중할 수 있다!!

멀티 쓰레드 / 쓰레드 풀

[ 멀티 쓰레드 ]

• 서블릿 컨테이너는 쓰레드(Thread)를 사용해서 서블릿(Servlet)을 호출
• 여러개의 쓰레드를 사용해서 다중 요청을 효율적으로 처리하는 방법
• 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면 치명적인 문제점이 있다
  • 쓰레드 생성의 제한이 없음
    --> 고객 요청이 많으면 CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽는다
  • 쓰레드의 생성 비용이 요청 시 마다 계속 필요
  • 이러한 단점을 극복하기 위한 방법이 바로 쓰레드 풀

[ 쓰레드 풀 ]

[ 설명 ]

• 필요한 쓰레드의 개수를 정해놓고 미리 생성해둔 뒤 사용하고 반납하여 비용을 줄이는 방식
• 톰캣은 최대 200개의 쓰레드풀로 기본 설정됨
• 최대 쓰레드가 모두 사용중이면 요청은 대기 / 거절 선택

• 장점
  • 쓰레드의 생성에 대한 비용이 줄어든다
  • 생성 가능 쓰레드의 최대치가 존재해서 요청을 안전하게 처리할 수 있다 --> 서버가 죽지 않음

[ 실무 팁 ]

• WAS의 주요 튜닝 포인트가 바로 최대 쓰레드(max Thread)수 이다!
• 최대 쓰레드(max Thread) 수에 따르는 영향
  • 너무 낮게 설정
    : 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연
  • 너무 높게 설정
    : CPU / 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운

• 적절한 최대 쓰레드는 어떻게 찾는가?
  • 애플리케이션 로직의 복잡도 / CPU / 메모리 / IO 리소스 등으로 달라지기 때문에 일반화는 할 수 X
  • 성능 테스트 툴을 이용해서 적절한 값을 찾아야 한다
    (nGrinder / 아파치 ab 등) - naver에서 만든 nGrinder 유용!

• 장애 발생시
  • 클라우드 환경 O --> 서버부터 늘리고 이후에 튜닝
  • 클라우드 환경 X --> 열심히 튜닝

[ 핵심 ]

• 멀티 쓰레드(Multi Thread)에 대한 부분은 WAS가 처리
• 개발자는 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 된다
• 하지만 멀티 쓰레드 환경이라는 것을 인지하고 싱글톤 객체를 주의해서 사용해야 한다

WAS 개발시 보내주는 데이터

[ 설명 ]

• 사용자의 요청에 따라 동적인 기능을 제공하려면 WAS가 반드시 필요하다
• WAS를 개발하면서 클라이언트에게 보내주는 데이터는 크게 2가지이다
  • HTML 파일
    : JSP, 타임리프를 통해 뷰 템플릿을 return
    
  • 데이터만
    : HTML파일을 주지 않고 필요한 데이터만 보내주는 형식 --> 주로 HTTP API개발이라고 한다
    

[ HTTP API ]

• HTTP API 개발을 할 때 다양한 시스템에서 호출될 수 있다
  • 웹 클라이언트 (React.js / Vue.js 등)
  • 앱 클라이언트(IOS / Android)
  • 다른 서버(결제서버 등)

CSR / SSR

[ 클라이언트 사이드 렌더링(CSR) ]

• 최종 HTML을 구성하기 위한 데이터를 서버에서 받아온 뒤 JS로 브라우저에서 동적으로 생성해서 완성
• 관련 기술 : React.js / Vue.js 등
• 개발 주체 : 웹 프론트엔드 개발자

[ 서버 사이드렌더링(SSR) ]

• 최종 HTML 결과를 서버에서 만들어서 웹 브라우저에 전달
• 관련 기술 : JSP / 타임 리프
• 개발 주체 : 백엔드 개발자

[ 추가 & 정리 ]

• React.js / Vue.js도 CSR + SSR을 동시에 지원하는 프레임 워크가 있다 (Next.js 등)
• SSR을 사용하더라도 자바스크립트를 사용해서 화면 일부를 동적으로 변경할 수 있다

• SSR(Server Side Rendering)
  : 클라이언트가 요청 할 때 마다 서버에서 새로운 페이지를 받아서 렌더링
  (전통적인 웹 페이지 구동 방식)
  [특징] : 초기 로딩속도가 빠르지만, 서버에 부담

• CSR(Client Side Rendering)
  : 최초 빈 페이지를 서버에서 제공하고,
  View는 리소스들을 다운 받고 클라이언트에서 JS를 통해 렌더링!
  (SPA[Single Page Application] 구동방식에서 사용)
  [특징] : 서버에 부담이 적다

자바 백엔드 웹 기술 역사

[ 역사 ]

• 1997 - 서블릿(Servlet)
• 1999 - JSP
• 서블릿(Servlet) + JSP조합의 MVC 패턴사용
• 2000년초 ~ 2010년 초 - MVC 프레임워크 춘추 전국 시대
  : MVC 패턴의 자동화 / 복잡한 웹 기술을 편리하게 쓰는 프레임워크들이 등장
  (스트럿츠 / 웹워크 / 스프링 MVC 등)
• 2010 - 애노테이션 기반의 스프링 MVC 등장
  : 혁신적인 애노테이션 기반의 스프링 MVC 등장으로 MVC 프레임워크 시대에서 하나로 통일됨
• 현재 - SpringBoot 등장으로 Spring을 편리하게 사용할 수 있게됨

[ 최신 Spring 웹 기술 ]

• 스프링에 웹 기술은 크게 2가지로 분화
  • Spring MVC : Web Servlet기반의 기술
  • Spring WebFlux : Web Reactive 기반

• 스프링 웹 플럭스(Spring Web Flux) ?
  • 비동기 논 블러킹 / 함수형 스타일 / 서블릿 기술 사용 X 의 특징
  • 가장 최근에 등장한 스프링 웹 기술이지만 아직 실무 적용은 많이 하지 않음
    --> 기술적 난이도가 높다 / RDB 지원 부족 / 일반 MVC 쓰레드 모델로도 충분