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Servlet과 Servlet Container가 무엇인지 알아보고, 서블릿이 동작하는 과정과 서블릿의 생명주기까지 알아보자 :>

📌 Servlet이란?

: 클라이언트의 요청을 처리하고, 그 결과를 반환하는 Servlet 클래스의 구현 규칙을 지킨 자바 웹 프로그래밍 기술이다. 간단히 말해, 자바를 사용하여 동적 웹 페이지를 만들기 위해 필요한 기술이다. 이러한 서블릿은 WAS(Web Application Server)의 서블릿 컨테이너 안에서 동작한다.

Servlet과 WAS?
WAS는 Web Server + Web Container(Servlet Container)로 되어 있다. Web Server + WAS의 기능을 모두 한다. 그래서 정적 콘텐츠를 제공하면서도(Web Server), 웹 컨테이너를 이용해 내부 로직을 거쳐 동적 페이지(WAS)를 보여줄 수 있게 된다. 자바는 웹 구현 기술로 Servlet을 사용하며, 이 서블릿을 관리해 주는 것이 Servlet Container이다. ➡️ WAS가 Servlet Container를 포함하는 개념으로 이해하면 되겠다! :>

• 웹컨테이너 == 서블릿컨테이너
• WAS가 웹컨테이너(서블릿컨테이너)를 포함함
• 실무에서는 WAS == 톰캣으로 인지
• WAS는 사실상 웹서버+WAS 역할을 둘 다 함

서블릿의 주요 특징

• 클라이언트의 요청에 대해 동적으로 작동하는 웹 애플리케이션 컴포넌트이다.
• HTML을 사용하여 응답한다.
• Java의 스레드를 이용하여 동작한다.
• MVC 패턴에서의 컨트롤러로 이용된다.
  (MVC, Model-View-Controller : 디자인 패턴 중 하나인 MVC 패턴을 말한다. Controller는 Model을 통해서 데이터를 가져오고, 그 정보를 바탕으로 시각적인 표현을 담당하는 View를 제어해 사용자에게 전달한다. '세 분야로 나누어 개발한다' 라는 개념 정도로 이해하면 되겠다.)
• HTTP 프로토콜 서비스를 지원하는 javax.servlet.http.HttpServlet 클래스를 상속받는다.
• HTML 변경 시 Servlet을 재 컴파일해야 하는 단점이 있다.
• Servlet Filter와 Listener

서블릿의 필터와 리스너?
: 한 번 설정을 해두면 개발자가 매번 새로 코드를 입력하지 않아도 자동으로 실행해 주는 기능을 한다.

🧀필터
서블릿 실행 전, 먼저 동작하여 서블릿의 사전 처리 작업 수행
서블릿 실행 후, 응답 메시지가 브라우저에 전송되기 전에 사후 처리 작업 수행

🧀리스너
특정 이벤트가 발생하면 실행 (오가는 요청-응답과는 관계 X)
Listener[청취자] : 이벤트가 발생하길 계속 기다리고 있다.

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📌 Servlet Container란?

: 말 그대로 서블릿을 담고 관리해 주는 컨테이너이다. 서블릿 컨테이너는 구현되어 있는 servlet 클래스의 규칙에 맞게 서블릿을 관리해 주며, 클라이언트에서 요청을 하면 컨테이너는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 생성하며 post, get 여부에 따라 동적인 페이지를 생성해 응답해 준다.

HttpServletRequest
: HTTP 프로토콜의 요청 정보를 서블릿에게 전달하기 위한 목적으로 사용하며 헤더 정보, 파라미터, 쿠키, URI, URL 등의 정보를 읽어 들이는 메서드와 Body의 Stream을 읽어 들이는 메서드를 가지고 있다.
HttpServletResponse
: 어떤 클라이언트가 요청을 보냈는지 알아두고 해당 클라이언트에게 응답을 보내기 위한 목적으로 사용한다. WAS는 HttpServletResponse 객체를 생성하여 서블릿에게 전달하고 이 객체를 활용하여 content type, 응답 코드, 응답 메시지 등을 전송한다.

서블릿 컨테이너의 주요 기능

• 서블릿 생명주기 관리
  : 서블릿의 생명주기를 관리한다. 서블릿 컨테이너가 기동되면 서블릿 클래스를 로딩에서 인스턴스화하고, 초기화 메서드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 서블릿 메서드를 찾아서 동작하고, 서블릿의 생명이 다하면 가비지 컬렉션을 통해 메모리에서 제거한다.

• 통신 지원
  : 클라이언트의 요청을 받아주고 요청을 보낼 수 있게 웹 서버와 소켓을 만들어서 통신을 해준다. 통신을 하기 위한 작업(소켓 만듦 / 포트 리스닝 / 스트림 생성해 요청받음)을 모두 서블릿 컨테이너가 대신해 주는 것이다. 서블릿 컨테이너는 이러한 기능들을 API로 제공하여 복잡한 과정을 생략할 수 있게 해 주고, 개발자에게 비즈니스 로직에 더욱 집중할 수 있게 만들어 준다.

• 멀티 스레드 지원, 관리
  : 서블릿 컨테이너는 해당 서블릿의 요청이 들어오면 스레드를 생성해서 작업을 수행한다. 그렇기에 동시에 여러 요청이 들어와도 멀티스레딩 환경으로 동시다발적 작업을 관리할 수 있다.

• 선언적인 보안 관리
  : 서블릿 컨테이너는 보안 관련된 기능을 지원해 서블릿 또는 자바 클래스 안에 보안 관련된 메서드를 구현하지 않아도 된다.

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📌 서블릿의 동작과정

전반적인 흐름
클라이언트가 웹 서버에 요청하면 웹 서버는 이를 해석하여 정적 자원에 대한 요청일 경우 자원을 반환해 주고, 그렇지 않은 경우 그 요청을 Tomcat과 같은 웹 컨테이너에 위임한다. 그러면 웹 컨테이너는 각 요청에 해당하는 Servlet을 실행한다. 그리고 Servlet은 요청에 대한 기능을 수행한 후 결과를 반환해 클라이언트에 전송한다.

서블릿 요청-응답의 자세한 과정

1. 클라이언트가 요청(URL을 입력)하면 HTTP Request가 서블릿 컨테이너로 전송된다.
2. 요청을 받은 서블릿 컨테이너가 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성한다.
3. Web.xml(설정 파일)을 기반으로 사용자가 요청한 URL이 어느 서블릿에 대한 요청인지 탐색한다.
4. 해당하는 서블릿의 인스턴스 존재 유무를 확인해 없으면 init() 메서드를 호출해 생성한 후, (서블릿 컨테이너에 스레드를 생성하고) service() 메서드로 실행한다.
5. 클라이언트의 GET, POST 여부에 따라 doGet() 또는 doPost()를 호출한다.
6. 호출된 메서드는 동적 페이지를 생성한 후 ServletResponse 객체에 응답을 보낸다.
7. 응답이 끝나면 distroy() 메서드를 실행해 HttpServletRequest, HttpSErvletResponse 두 객체를 소멸시킨다.

(참고) 서블릿 형식

public class FirstServlet extends HttpServlet {
	@Override
    public void init() {
    ...
	}
    @Override
    public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
    ...
    }
    @Override
    public void doPost(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
    ...
    }
    @Override
    public void destroy() {
    ...
    }
}

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📌 서블릿의 생명주기

: 서블릿도 자바 클래스이므로 실행하면 초기화부터 서비스 수행 후 소멸하기까지의 과정을 거친다. 이 과정을 서블릿의 생명주기라 하며, 각 단계마다 호출되어 기능을 수행하는 메서드를 서블릿 생명주기 메서드라 한다.

서블릿 생명주기 메서드에 따른 흐름

1. 클라이언트의 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인하고, 없을 경우 init() 메서드를 호출하여 메모리에 적재한다. init()은 처음 한 번만 실행되기 때문에, 서블릿의 스레드에서 공통적으로 사용해야 하는 것이 있다면 오버라이딩 하여 구현하면 된다. 실행 중 서블릿이 변경될 경우, 기존 서블릿을 destroy()하고 init()을 통해 새로운 내용을 다시 메모리에 적재한다.

2. init()이 호출된 후 클라이언트의 요청에 따라서 service() 메서드를 통해 요청에 대한 응답이 doGet()과 doPost()로 분기된다. 이때 서블릿 컨테이너가 클라이언트의 요청이 오면 가장 먼저 처리하는 과정으로 생성된 HttpServletRequest, HttpServletResponse에 의해 request와 response 객체가 제공된다.

3. 컨테이너가 서블릿에 종료 요청을 하면 destroy() 메서드가 호출되는데, 이도 한 번만 실행되며, 종료 시에 처리해야 하는 작업들은 destroy() 메서드를 오버라이딩하여 구현하면 된다.
   
   

서블릿 생명주기 메서드

초기화 : init()

• 서블릿 요청 시 맨 처음 한 번만 호출된다.
• 서블릿 생성 시 초기화 작업을 주로 수행한다.

작업 수행 : service()

• Servlet interface를 구현한 HttpServlet 클래스의 doGet(), doPost() 같은 메서드들이 호출된다.
• 서블릿 요청 시 매번 호출된다.
• 실제로 클라이언트가 요청하는 작업을 수행한다.

종료 : destroy()

• 서블릿이 기능을 수행한 뒤 메모리에서 소멸될 때 호출된다.
• 서블릿의 마무리 작업을 주로 수행한다.