Servlet

YH·2023년 4월 16일
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✅ 목표

  • 스프링 부트에서 서블릿 환경을 구성해서 Servlet에 대한 동작 방식을 이해하기

✅ Spring Boot 서블릿 환경 구성

  • 서블릿은 스프링 부트가 필요없이 구성 및 실행이 가능하지만, 실행하기 위해서는 톰캣 같은 WAS를 설치하고 그위에 서블릿 코드를 클래스 파일로 빌드해서 올리고 톰캣 서버를 실행하는 복잡하고 번거롭다.
  • 스프링 부트는 톰캣 서버를 내장하고 있으므로, 편리하게 서블릿 코드를 실습하기 위해서 스프링 부트에서 서블릿 환경 구성 후 진행한다.
@SpringBootApplication
@ServletComponentScan // 서블릿 자동 등록
public class ServletApplication {

	public static void main(String[] args) {
		SpringApplication.run(ServletApplication.class, args);
	}

}
  • 스프링 부트는 서블릿을 직접 등록해서 사용할 수 있도록 @ServletComponentScan 을 지원한다.

서블릿 코드 등록

@WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        System.out.println("HelloServlet.service");
        System.out.println("request = " + request);
        System.out.println("response = " + response);

        String username = request.getParameter("username");
        System.out.println("username = " + username);

        response.setContentType("text/plain");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        response.getWriter().write("hello " + username);
    }
}
  • @WebServlet : 서블릿 어노테이션
    • name : 서블릿 이름
    • urlPatterns : URL 매핑
  • HTTP 요청을 통해 매핑된 URL이 호출되면 서블릿 컨테이너는 아래 메소드를 호출한다.
    • protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)

HTTP 요청 메시지 로그로 확인

  • application.yaml 파일에 아래와 같이 설정 추가
logging:
  level:
    org:
      apache:
        coyote:
          http11: debug
  • 해당 설정 후, HTTP 요청이 들어오면 HTTP 요청 메시지 정보들을 출력해준다.
  • 그러나 위와 같이 모든 요청 정보를 다 넘기면 성능 저하가 발생할 수 있으므로 개발 단계에서만 사용한다.

✅ 서블릿 컨테이너 동작 방식

내장 톰캣 서버 생성

✅ HttpServletRequest

  • Servlet은 개발자 대신 HTTP 요청 메시지를 파싱해서 그 결과를 HttpServletRequest 객체에 담아서 제공한다.

HTTP 요청 메시지

POST /save HTTP/1.1
Host: localhost:8080
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded
username=kim&age=20

  • START LINE
    • HTTP 메소드
    • URL
    • 쿼리 스트링
    • 스키마, 프로토콜
  • 헤더
    • 헤더 조회
  • 바디
    • form 파라미터 형식 조회
    • message body 데이터 직접 조회

✔️ HttpServletRequest 부가 기능

  • 임시 저장소 기능 : 해당 HTTP 요청이 시작부터 끝날 때 까지 유지되는 임시 저장소 기능을 한다.
    • 저장 : request.setAttribute(name, value)
    • 조회 : request.getAttribute(name)
  • 세션 관리 기능
    • request.getSession(create: true)

✔️ HttpServletRequest 기본 사용법

@WebServlet(name = "requestHeaderServlet", urlPatterns = "/request-header")
public class RequestHeaderServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        printStartLine(request);
        printHeaders(request);
        printHeaderUtils(request);
        printEtc(request);

        response.getWriter().write("ok");
    }

    //start-line 정보
    private void printStartLine(HttpServletRequest request) {
        System.out.println("--- REQUEST-LINE - start ---");
        System.out.println("request.getMethod() = " + request.getMethod()); //GET
        System.out.println("request.getProtocol() = " + request.getProtocol()); //HTTP/1.1
        System.out.println("request.getScheme() = " + request.getScheme()); //http
        //http://localhost:8080/request-header
        System.out.println("request.getRequestURL() = " + request.getRequestURL());
        // /request-header
        System.out.println("request.getRequestURI() = " + request.getRequestURI());
        //username=hi
        System.out.println("request.getQueryString() = " + request.getQueryString());
        System.out.println("request.isSecure() = " + request.isSecure()); //https 사용 유무
        System.out.println("--- REQUEST-LINE - end ---");
        System.out.println();
    }

    //Header 모든 정보
    private void printHeaders(HttpServletRequest request) {
        System.out.println("--- Headers - start ---");

        /*
            Enumeration<String> headerNames = request.getHeaderNames();
            while (headerNames.hasMoreElements()) {
                String headerName = headerNames.nextElement();
                System.out.println(headerName + ": " + request.getHeader(headerName));
            }
        */

        request.getHeaderNames().asIterator()
                .forEachRemaining(headerName -> System.out.println(headerName + ": " + request.getHeader(headerName)));

        System.out.println("--- Headers - end ---");
        System.out.println();
    }

	//Header 편리한 조회
    private void printHeaderUtils(HttpServletRequest request) {
        System.out.println("--- Header 편의 조회 start ---");
        System.out.println("[Host 편의 조회]");
        System.out.println("request.getServerName() = " + request.getServerName());
        System.out.println("request.getServerPort() = " + request.getServerPort());
        System.out.println();

        System.out.println("[Accept-Language 편의 조회]");
        request.getLocales().asIterator()
                .forEachRemaining(locale -> System.out.println("locale = " + locale));

        System.out.println("request.getLocale() = " + request.getLocale());
        System.out.println();

        System.out.println("[cookie 편의 조회]");
        if(request.getCookies() != null) {
            for (Cookie cookie : request.getCookies()) {
                System.out.println(cookie.getName() + ": " + cookie.getValue());
            }
        }
        System.out.println();

        System.out.println("[Content 편의 조회]");
        System.out.println("request.getContentType() = " + request.getContentType());
        System.out.println("request.getContentLength() = " + request.getContentLength());
        System.out.println("request.getCharacterEncoding() = " + request.getCharacterEncoding());

        System.out.println("--- Header 편의 조회 end ---");
        System.out.println();
    }

	//기타 정보
    private void printEtc(HttpServletRequest request) {
        System.out.println("--- 기타 조회 start ---");

        System.out.println("[Remote 정보]");
        System.out.println("request.getRemoteHost() = " + request.getRemoteHost());
        System.out.println("request.getRemoteAddr() = " + request.getRemoteAddr());
        System.out.println("request.getRemotePort() = " + request.getRemotePort());
        System.out.println();

        System.out.println("[Local 정보]");
        System.out.println("request.getLocalName() = " + request.getLocalName());
        System.out.println("request.getLocalAddr() = " + request.getLocalAddr());
        System.out.println("request.getLocalPort() = " + request.getLocalPort());
        System.out.println();

        System.out.println("--- 기타 조회 end ---");
        System.out.println();
    }
}

✅ HTTP 요청 데이터

  • HTTP 요청 메시지를 통해 클라이언트에서 서버로 데이터를 전달하는 방법은 주로 3가지 방법을 사용한다.

1. GET - 쿼리 파라미터

  • /url?username=hello&age=20
  • 메시지 바디 없이, URL의 쿼리 파라미터에 데이터를 포함해서 전달
  • 예) 검색, 필터, 페이징 등에서 많이 사용하는 방식

2. POST - HTML Form

  • content-type : application/x-www-form-unlencoded
  • 메시지 바디에 쿼리 파라미터 형식으로 전달
  • 예) 회원 가입, 상품 주문, HTML Form 사용

3. HTTP message body에 데이터를 직접 담아서 요청

  • HTTP API에서 주로 사용, JSON, XML, TEXT
  • 데이터 형식은 주로 JSON 사용
    • POST, PUT, PATCH

✔️ GET - 쿼리 파라미터

  • 서버에서 HttpServletRequest가 제공하는 아래 메소드들을 통해 쿼리 파라미터를 편리하게 조회할 수 있다.
String username = request.getParameter("username"); //단일 파라미터 조회

Enumeration<String> parameterNames = request.getParameterNames(); //파라미터 이름들 모두 조회

Map<String, String[]> parameterMap = request.getParameterMap(); //파라미터를 Map으로 조회

String[] usernames = request.getParameterValues("username"); //복수 파라미터 조회

예제 코드

/**
 * 1. 파라미터 전송 기능
 * http://localhost:8080/request-param?username=hello&age=20
 * <p>
 * 2. 동일한 파라미터 전송 가능
 * http://localhost:8080/request-param?username=hello&username=kim&age=20
 */
@WebServlet(name = "requestParamServlet", urlPatterns = "/request-param")
public class RequestParamServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

        System.out.println("[전체 파라미터 조회] - start");

        /*
            Enumeration<String> parameterNames = request.getParameterNames();
            while (parameterNames.hasMoreElements()) {
                String paramName = parameterNames.nextElement();
                System.out.println(paramName + "=" + request.getParameter(paramName));
            }
        */

        request.getParameterNames().asIterator()
                .forEachRemaining(paramName -> System.out.println(paramName + "=" + request.getParameter(paramName)));
        System.out.println("[전체 파라미터 조회] - end");
        System.out.println();

        System.out.println("[단일 파라미터 조회]");
        String username = request.getParameter("username");
        System.out.println("request.getParameter(username) = " + username);

        String age = request.getParameter("age");
        System.out.println("request.getParameter(age) = " + age);
        System.out.println();

        System.out.println("[이름이 같은 복수 파라미터 조회]");
        System.out.println("request.getParameterValues(username)");
        String[] usernames = request.getParameterValues("username");
        for (String name : usernames) {
            System.out.println("username=" + name);
        }

        response.getWriter().write("ok");
    }
}
  • 같은 파라미터를 가진 값이 두 개 이상 있는 경우(중복), request.getParamterValues() 메소드를 통해 조회할 수 있다.
  • request.getParameter()를 사용하면 중복된 첫 번째 값을 반환한다.

✔️ POST - HTML Form

  • POST의 HTML Form으로 전송하면 아래와 같은 형식으로 HTTP 메시지를 만든다.
    • 요청 URL : http://localhost:8080/request-param
    • content-type : appication/x-www-form-urlencoded
    • message body : username=hello&age=20
  • GET 방식과 동일하게 쿼리 파라미터를 사용하고 서버 입장에서는 GET 방식과 형식이 동일하므로 request.getParameter() 조회할 수 있다.
  • 즉, request.getParameter()GET 형식과 POST HTML Form 형식 둘 다 지원한다.
  • 다만, 둘의 차이점은 GET 형식은 URL을 통해서 보내므로 content-type이 없고 POST HTML Form은 HTTP 메시지 바디에 데이터를 포함하기 때문에 content-type이 존재하고 application/x-www-form-urlencoded 을 사용한다.

✔️ HTTP API Message Body - 단순 텍스트

  • HTTP 메시지 바디의 데이터를 InputStream을 사용해서 직접 읽을 수 있다.

예제 코드

@WebServlet(name = "requestBodyStringServlet", urlPatterns = "/request-body-string")
public class RequestBodyStringServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) 
    		throws ServletException, IOException {

        ServletInputStream inputStream = request.getInputStream();
        String messageBody = StreamUtils.copyToString(inputStream, StandardCharsets.UTF_8);

        System.out.println("messageBody = " + messageBody);

        response.getWriter().write("ok");
    }
}
  • inputStream은 byte 코드로 변환하기 때문에 String으로 보려면 문자표(Charset)을 지정해주어야 한다.

✔️ HTTP API Message Body - JSON

/**
 * http://localhost:8080/request-body-json
 *
 * JSON 형식 전송
 * content-type: application/json
 * message body: {"username": "hello", "age": 20}
 *
 */
@WebServlet(name = "requestBodyJsonServlet", urlPatterns = "/request-body-json")
public class RequestBodyJsonServlet extends HttpServlet {
    private ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {

        ServletInputStream inputStream = request.getInputStream();
        String messageBody = StreamUtils.copyToString(inputStream, StandardCharsets.UTF_8);

        HelloData helloData = objectMapper.readValue(messageBody, HelloData.class);
        System.out.println("helloData.username = " + helloData.getUsername());
        System.out.println("helloData.age = " + helloData.getAge());

        response.getWriter().write("ok");
    }
}
  • JSON 결과를 파싱해서 사용할 수 있는 자바 객체로 변환하려면 jackson, Gson 같은 JSON 변환 라이브러리가 필요하다.
  • 스프링 부트에서 Spring MVC를 선택하면 기본으로 jackson 라이브러리를 함께 제공하므로 ObjectMapper를 사용해서 JSON 데이터를 객체로 파싱해서 사용할 수 있다.
  • HTML Form도 메시지 바디를 통해 전송되므로 직접 읽을 수 있으나 request.getParameter()를 통해 쉽게 조회할 수 있으므로 굳이 사용하지 않는다.

✅ HttpServletResponse

✔️ HttpServletResponse 의 역할

  • HTTP 응답 메시지 생성
    • HTTP 응답코드 지정
    • 헤더 생성
    • 바디 생성
  • 편의 기능 제공
    • Content-Type, 쿠키, Redirect

✔️ HttpServletResponse 기본 사용방법

/**
* http://localhost:8080/response-header
*
*/
@WebServlet(name = "responseHeaderServlet", urlPatterns = "/response-header")
public class ResponseHeaderServlet extends HttpServlet {

	@Override
	protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
				throws ServletException, IOException {
                
        //[status-line]
        response.setStatus(HttpServletResponse.SC_OK); //200
        
        //[response-headers]
        response.setHeader("Content-Type", "text/plain;charset=utf-8");
        response.setHeader("Cache-Control", "no-cache, no-store, mustrevalidate");
        response.setHeader("Pragma", "no-cache");
        response.setHeader("my-header","hello");
        
        //[Header 편의 메서드]
        content(response);
        cookie(response);
        redirect(response);
        
        //[message body]
        PrintWriter writer = response.getWriter();
        writer.println("ok");
	}
}
  • Content 편의 메소드
private void content(HttpServletResponse response) {
    //Content-Type: text/plain;charset=utf-8
    //Content-Length: 2
    //response.setHeader("Content-Type", "text/plain;charset=utf-8");
    response.setContentType("text/plain");
    response.setCharacterEncoding("utf-8");
    //response.setContentLength(2); //(생략시 자동 생성)
}
  • 쿠키 편의 메소드
private void cookie(HttpServletResponse response) {
    //Set-Cookie: myCookie=good; Max-Age=600;
    //response.setHeader("Set-Cookie", "myCookie=good; Max-Age=600");
    Cookie cookie = new Cookie("myCookie", "good");
    cookie.setMaxAge(600); //600초
    response.addCookie(cookie);
}
  • redirect 편의 메소드
private void redirect(HttpServletResponse response) throws IOException {
    //Status Code 302
    //Location: /basic/hello-form.html
    //response.setStatus(HttpServletResponse.SC_FOUND); //302
    //response.setHeader("Location", "/basic/hello-form.html");
    response.sendRedirect("/basic/hello-form.html");
}

✅ HTTP 응답 데이터

  • HTTP 응답 메시지는 아래와 같은 데이터를 담아서 전달한다.
    • 단순 텍스트 응답 ex) writer.println("ok")
    • HTML 응답
    • HTML API - MessageBody JSON 응답

✔️ HTML 응답

@WebServlet(name = "responseHtmlServlet", urlPatterns = "/response-html")
public class ResponseHtmlServlet extends HttpServlet {

    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
            
        //Content-Type: text/html;charset=utf-8
        response.setContentType("text/html");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        
        PrintWriter writer = response.getWriter();
        writer.println("<html>");
        writer.println("<body>");
        writer.println(" <div>안녕?</div>");
        writer.println("</body>");
        writer.println("</html>");
    }
}
  • HTTP 응답으로 HTML을 반환할 때는 content-type을 text/html 로 지정해야 한다.

✔️ API JSON

/**
* http://localhost:8080/response-json
*
*/
@WebServlet(name = "responseJsonServlet", urlPatterns = "/response-json")
public class ResponseJsonServlet extends HttpServlet {

	private ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();

    @Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse     response)
    		throws ServletException, IOException {
            
        //Content-Type: application/json
        response.setHeader("content-type", "application/json");
        response.setCharacterEncoding("utf-8");
        
        HelloData data = new HelloData();
        data.setUsername("kim");
        data.setAge(20);
        
        //{"username":"kim","age":20}
        String result = objectMapper.writeValueAsString(data);
        
        response.getWriter().write(result);
    }
}
  • HTTP 응답으로 JSON을 반환할 때는 content-type을 application/json으로 지정해야 한다.
  • Jackson 라이브러리가 제공하는 objectMapper.writeValueAsString()를 사용하면 객체를 JSON 문자로 변환할 수 있다.

참고

  • application/json은 utf-8 형식을 사용하도록 정의되어 있으므로 application/json;charset=utf-8와 같이 설정하는 것은 의미없는 파라미터를 추가하는 것이다.
  • response.getWriter()를 사용하면 해당 파라미터를 자동으로 추가해버린다. 이 때는 response.getOutputStream()으로 출력하면 문제가 없다.

참고 Reference

  • 인프런 강의
profile
하루하루 꾸준히 포기하지 말고

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