[Spring]스프링 MVC - 웹 애플리케이션의 이해

📝웹 애플리케이션 

웹 서버

• HTTP 기반으로 동작
• 정적 리소스 제공, 기타 부가기능
• 정적 HTML, CSS, JS, 이미지, 영상 

웹 애플리케이션 서버

• HTTP 기반으로 동작
• 웹 서버 기능 포함 + 정적 리소스 제공 가능하다
• 프로그램 코드를 실행해서 애플케이션 로직을 수행할 수 있다.
  • 동적 HTML, HTTP API(JSON)
• 예) 톰캣 Jetty, Undertow 

웹 서버와 웹 애플리케이션 차이

• 웹 서버는 정적 리소스, WAS는 애플리케이션 로직
• 사실은 둘의 경계도 모호함
• WAS는 애플리케이션 특화 서버라 생각하면 된다. 

 

📝웹 시스템 구성 

WAS + DB

• WAS가 너무 많은 역할을 담당하여 서버 과부하 우려가 있음
• 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행이 어려울 수 있다.

 

WAS + WES + DB

• 정적 리소스는 웹 서버가 모두 처리
• 웹 서버는 애플리케이션 로직같은 동적인 처리가 필요하면 WAS에 요청을 위임한다. 
• WAS는 중요한 애플리케이션 로직만 담당 

 

 

📝서블릿 

서블릿은 웹 애플리케이션 서버의 비즈니스 로직을 제외한 HTTP 관련 모든 로직을 대신해 준다. 

서블릿이 없는 경우 HTTP 전송

Post 메시지로 /save 로직을 수행한다 해보자 

1. 서버 TCP/IP 연결 대기, 소켓 연결
2. HTTP 요청 메시지를 파싱해서 읽기
3. POST 방식, /save URL 인지
4. Content-Type 확인
5. HTTP 메시지 바디 내용 피싱
         username, age 데이터를 사용할 수 있게 피싱
6. 저장 프로세스 실행
7. 비즈니스 로직 실행
        데이터베이스에 저장 요청
8. HTTP 응답 메시지 생성 시작 
         HTTP 시작 라인 생성
         Header 생성
         메시지 바디에 HTML 생성 입력
9. TCP/IP에 응답 전달, 소켓 종료 

직접 구현 시 해당 모든 로직을 직접 구현해야한다. 

여기서 사용자의 의미있는 로직은 비즈니스 로직 실행 하나 뿐이다. 

• 여기서 서블릿은 비즈니스 로직을 제외하고 모두 자동화 해준다.

서블릿의 HTTP 흐름

1. HTTP 요청
2. WAS는 Request, Response 객체를 새로 만들어서 서블릿 객체 호출
3. 개발자는 Request 객체에게 HTTP 요청 정보를 편리하게 꺼내서 사용
4. 개발자는 Response 객체에 HTTP 응답 정보를 편리하게 입력
5. WAS는 Response 객체에 담겨있는 내용으로 HTTP 응답 정보 생성 

서블릿 컨테이너

• 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라 한다.
• 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기를 관리해준다.
• 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리
  • 공유 변수 사용에 주의해야 한다. 
• 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원한다. 

📝동시 요청 - 멀티 쓰레드 

쓰레드

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드
• 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 mian이라는 이름의 쓰레드가 실행된다.
• 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행한다. 
• 동시 처리가 필요하면 쓰레드 추가 생성이 필요하다.

요청 마다 쓰레드를 생성해서 서블릿 처리 

• 장점
  • 동시 요청을 처리 가능
  • 리소스가 허용할 때 까지 처리 가능
  • 하나의 스레드가 지연되어도, 나머지는 정상 작동
• 단점
  • 스레드 생성 비용은 매우 비싸다.
  • 스레드는 컨텍스트 스위치 비용이 발생
    • 오버헤드가 크다!
  • 스레드 생성에 제한이 없다
    • 고객의 요청이 너무 많이 오면, 과부하로 인해 서버가 죽을 수 있다.

• 해당 그림은 다중 스레드 환경을 나타내는 것으로 스레드 풀을 이용해 스레드 요청에 제한을 둘 수 있다.

스레드 풀

• 특징
  • 필요한 스레드를 스레드 풀에 보관하고 관리한다.
  • 생성 가능한 스레드의 최대치를 관리하며, 톰캣은 200개
• 사용
  • 스레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 스레드를 스레드 풀에서 꺼내서 사용한다.
  • 사용 종료되면 반납 
• 장점
  • 스레드가 미리 생성되어 있으므로, 생성, 종료 비용이 절약되어 응답 시간이 빠르다.

실무 팁
WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드의 수이다.
이 값을 너무 낮게 설정하면?
      동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연이 된다.
이 값을 너무 높게 설정하면?
      동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버가 다운된다.
장애 발생시?
     클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후 튜닝
     클라우드가 아니면 열심히 튜닝 
적정 숫자 찾는법
     애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다르다.
     성능 테스트
               최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트를 시도해야한다. 

 

WAS의 멀티 스레드 지원 핵심

• 멀티 스레드를 WAS가 처리하여 개발자가 멀티 스레드에 대해 신경을 안써도 된다.
• 개발자는 마치 싱글 스레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발 가능 

📝백엔드 서비스 제공 포인트 

정적 리소스

• 고정된 HTML 파일, CSS, JS, 이미지, 영상 등을 제공한다.

 

동적 리소스 

• 동적으로 필요한 HTML 파일을 생성해서 전달

HTTP API

• HTML이 아니라 데이터를 전달
• 주로 JSON 형식 사용 

• 다양한 시스템에서 호출이 가능하다
• 데이터만 주고 받음, UI 화면이 필요하면, 클라이언트가 별도 처리
• 앱, 웹 클라이언트, 서버 to 서버 

 

📝서버 사이드 렌더링, 클라이언트 사이드 렌더링 

SSR - 서버 사이드 렌더링

• 서버에서 최종 HTML을 생성해서 클라이언트에 전달하는 것이다.
• 모든 과정을 서버가 부담하는 것 
• 주로 정적인 화면에 사용 
• 관련 기술 : JSP, 타임리프 -> 백엔드 개발자 

CSR - 클라이언트 사이드 렌더링

• HTML 결과를 자바스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용한다.
• 주로 동적인 화면에 사용 
• 관련 기술 : React, Vue.js -> 웹 프론트엔드 개발자 

 

밑에부터는 가볍게 읽어보기 

📝자바 웹 기술의 역사 

• 서블릿 - 1997
  • HTML 생성이 어려움
• JSP - 1999
  • HTML 생성은 편리하지만, 비즈니스 로직까지 너무 많은 역할 담당 
• 서블릿, JSP 조합 MVC 패턴 사용 
  • 모델, 뷰 컨트롤러로 역할을 나누어 개발
• MVC 프레임워크 춘추 전국 시대 - 2000년 초 ~ 2010년 초
  • MVC 패턴 자동화, 복잡한 웹 기술을 편리하게 사용할 수 있는 다양한 기능 지원
  • 스트럿츠, 웹워크, 스프링 MVC 

현재 사용 기술

• 애노테이션 기반의 스프링 MVC 등장
  • @Controlloer
  • MVC 프레임워크의 춘추 전국 시대가 애노테이션 등장으로 마무리
• 스프링 부트 등장
  • 스프링 부트는 서버를 내장
  • 과거에는 서버에 WAS를 직접 설치하고, 소스는 War 파일을 만들어서 설치한 WAS에 배포
  • 스프링 부트는 빌드 결과에 WAS 서버 포함 -> 빌드 배포 단순화 

최신 기술 -스프링 웹 플럭스

• 특징
  • 비동기 넌 블러킹 처리
  • 최소 스레드로 최대 성능 - 스레드 컨텍스트 스위치 비용 효율화
  • 함수형 스타일로 개발 - 동시 처리 코드 효율화
  • 서블릿 기능 사용 X
• 단점
  • 기술적 난이도가 매우 높음
  • 아직은 RDB 지원 부족
  • 일반 MVC의 스레드 모델도 충분히 빠름 

 

📝자바 뷰 템플릿 역사

• HTML을 편리하게 생성하는 기능
• JSP
  • 속도 느림, 기능 부족
• 프리마커, 벨로시티
  • 속도 문제 해결, 다양한 기능
• 타임리프
  • 내추럴 템플릿: HTML의 모양을 유지하면서 뷰 템플릿 적용
  • 스프링 MVC와 강력한 기능 통합
  • 최선의 선택, 단 성능은 프리마커, 벨로시티가 더 빠르다.