서블릿(Servlet)이란

동적 웹 페이지를 만들 때 사용되는 자바 기반의 웹 애플리케이션 프로그래밍 기술이다. 서블릿은 웹 요청과 응답의 흐름을 간단한 메서드 호출만으로 체계적으로 다룰 수 있게 해준다.

서블릿(Servlet)의 주요 특징

• 클라이언트의 Request에 대해 동적으로 작동하는 웹 어플리케이션 컴포넌트
• 기존의 정적 웹 프로그램의 문제점을 보완하여 동적인 여러 가지 기능을 제공
• JAVA의 Thread를 이용하여 동작
• MVC패턴에서 컨트롤러로 이용됨
• 컨테이너에서 실행
• 보안 기능을 적용하기 쉬움
• HTTP 프로토콜 서비스를 지원하는 javax.servlet.http.HttpServlet 클래스를 상속받는다.
• UDP보다 속도가 느리다.
• HTML 변경 시 Servlet을 재 컴파일해야 하는 단점이 있다.

서블릿 컨테이너란?

서블릿 컨테이너란 말 그대로 서블릿을 담고 관리해주는 컨테이너이다.

서블릿 컨테이너는 구현되어 있는 servlet 클래스의 규칙에 맞게 서블릿은 관리해주며 클라이언트에서 요청을 하면 컨테이너는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 생성하며 post, get여부에 따라 동적인 페이지를 생성하여 응답을 보낸다.

HttpServletRequest
http프로토콜의 request정보를 서블릿에게 전달하기 위한 목적으로 사용하며 헤더 정보, 파라미터, 쿠키, URI, URL 등의 정보를 읽어 들이는 메서드와 Body의 Stream을 읽어 들이는 메서드를 가지고 있다.

HttpServletResponse
WAS는 어떤 클라이언트가 요청을 보냈는지 알고 있고, 해당 클라이언트에게 응답을 보내기 위한 HttpServleResponse 객체를 생성하여 서블릿에게 전달하고 이 객체를 활용하여 content type, 응답 코드, 응답 메시지 등을 전송한다.

서블릿 컨테이너의 주요 기능

1. 생명주기 관리

서블릿의 생명주기를 관리합니다. 서블릿 컨테이너가 기동 되는 순간 서블릿 클래스를 로딩해서 인스턴스화 하고, 초기화 메서드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 서블릿 메서드를 찾아서 동작합니다. 그리고 서블릿의 생명이 다하는 순간 가비지 컬렉션을 통해 메모리에서 제거합니다.

2. 통신 지원

클라이언트의 Request를 받아주고 Response를 보낼 수 있게 웹 서버와 소켓을 만들어서 통신을 해줍니다. 우리가 통신을 한다고 생각할 때 소켓을 만들고, 특정 포트를 리스닝하고, 연결 요청이 들어오면 스트림을 생성해서 요청을 받는다고 알고 있는데 이 과정을 서블릿 컨테이너가 대신 해 주고 있는것입니다. 서블릿 컨테이너는 이렇게 소켓을 만들고 listen, accept 등의 기능을 API로 제공하여 복잡한 과정을 생략할 수 있게 해주고 개발자로서 비즈니스 로직에 더욱 집중할 수 있게 만들어 줍니다.

3. 멀티스레딩 관리

서블릿 컨테이너는 해당 서블릿의 요청이 들어오면 스레드를 생성해서 작업을 수행합니다. 그렇기에 동시에 여러 요청이 들어와도 멀티스레딩 환경으로 동시다발적인 작업을 관리할 수 있습니다. 또한 이렇게 한번 메모리에 올라간 스레드는 다시 생성할 필요가 없기에 메모리 관리에 효율적입니다.

4. 선언적인 보안관리

서블릿 컨테이너는 보안 관련된 기능을 지원합니다. 그렇기에 서블릿 또는 자바 클래스 안에 보안 관련된 메서드를 구현하지 않아도 됩니다. 대체적으로 보안관리는 XML 배포 서술자에 기록하기때문에 보안이슈로 소스를 수정할 일이 생겨도 자바 소스 코드를 수정하여 다시 컴파일 하지 않아도 됩니다.

서블릿의 동작과정

1. 사용자(클라이언트)가 URL을 입력하면 HTTP Request가 Servlet Container로 전송한다.
2. 요청을 전송받은 Servlet Container는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성한다.
3. web.xml을 기반으로 사용자가 요청한 URL이 어느 서블릿에 대한 요청인지(= 매핑할 서블릿) 찾는다.
4. 해당 서블릿의 인스턴스 존재 유무를 확인하여 없으면 init() 메소드를 호출하여 생성한다.
5. Servlet Container에 스레드를 생성하고, service메소드를 실행한다. 이후 클리아언트의 GET, POST여부에 따라 doGet() 또는 doPost()를 호출한다.
6. doGet() or doPost() 메소드는 동적 페이지를 생성한 후 HttpServletResponse객체에 응답을 보낸다.
7. 응답이 끝나면 distory() 메소드를 이용하여 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 소멸시킨다.

서블릿 작성 예시

public class myServlet extends HttpServlet {

    @Override
    public void init(ServletConfig config) throws ServletException {
        System.out.println("init method 호출!");
    }
    
    @Override
    public void destroy() {
        System.out.println("destroy method 호출!");
    }
    
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException
    {
        System.out.println("doGet service method 호출!");		
    }
    
    @Override
    protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException
    {
        System.out.println("doPost service method 호출!");		
    }
	
}

서블릿의 생명주기

서블릿도 자바 클래스이므로 실행하면 초기화부터 서비스 수행 후 소멸하기까지의 과정을 거친다. 이 과정을 서블릿의 생명주기라하며 각 단계마다 호출되어 기능을 수행하는 콜백 메서드를 서블릿 생명주기 메서드라한다.

1. 클라이언트의 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인하고, 없을 경우 init()메서드를 호출하여 메모리에 적재한다. init()은 처음 한번만 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() 메소드를 통해 요청에 대한 응답이 doGet()과 doPost()로 분기된다. 이 때 서블릿 컨테이너가 클라이언트의 요청이 오면 가장 먼저 처리하는 과정으로 생성된 HttpServletRequest, HttpServleResponse에 의해 request와 response 객체가 제공된다.

3. 컨테이너가 서블릿에 종료 요청을 하면 destroy() 메소드가 호출되는데 마찬가지로 한번만 실행되며, 종료시에 처리해야 하는 작업들은 destroy() 메소드를 오버라이딩하여 구현하면 된다.

서블릿 생명주기 메서드

init()

• 서블릿이 처음으로 요청될 때 초기화를 하는 메서드
• 클래스를 new 해서 사용하듯 서블릿 클래스도 초기화해주어야 사용이 가능하다.
• 이렇게 초기화된 서블릿은 싱글톤으로 관리되어 다음에 한번 더 해당 서블릿 클래스를 호출하면 초기화가 다시 일어나는 것이 아니라 기존에 있던 서블릿 클래스를 호출한다.

service()

• 서블릿 컨테이너가 요청을 받고 응답을 내려줄 때 필요한 서블릿의 service 메서드
• Servlet interface를 구현한 HttpServlet 클래스의 doGet, doPost 같은 메서드들이 호출

  작업 수행 : doGet(), doPost()

• 서블릿 요청 시 매번 호출된다.
• 실제로 클라이언트가 요청하는 작업을 수행한다.

destroy()

• 더 이상 사용되지 않는 서블릿 클래스는 주기적으로 서블릿 컨테이너가 destory() 메서드를 호출하여 제거
• 이렇게 제거된 서블릿은 service 메서드들에 해당하는 모든 스레드들이 종료되거나 사용시간이 오래되어 타임아웃된 경우에는 이 클래스를 다시 사용하기 위해서는 init()을 다시 해주어야 한다.

서블릿 설정 파일 (web.xml)

서블릿을 작성하였다면 해당 서블릿을 사용자가 요청한 경로와 맵핑시켜줘야 WAS에서 맵핑된 정보를 읽어서 브라우저에서 해당 URL로 HTTP 요청 시 해당 서블릿으로 요청을 전달해 줄 수 있다. 소스를 분석할 때도 가장 먼저 확인해봐야 할 부분이다. 톰캣을 예로 들자면 웹 애플리케이션 서비스 처리에 대한 정의된 환경 설정 파일이 server디렉터리의 web.xml에 있다.

참고
https://velog.io/@falling_star3/Tomcat-%EC%84%9C%EB%B8%94%EB%A6%BFServlet%EC%9D%B4%EB%9E%80
https://coding-factory.tistory.com/742