[Spring MVC1] 1. 웹 애플리케이션 이해

김영한 [스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술] 강의 정리

웹 서버, 웹 애플리케이션 서버

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웹 - HTTP 기반

• HTTP 메시지에 모든것을 전송한다.
• HTML, TEXT, 이미지, 영상, 파일, JSON, XML 등 거의 모든 형태의 데이터 전송이 가능하다.
• 서버간 데이터를 주고받을 때도 대부분 HTTP 사용한다.

 

웹 서버

• HTTP 기반으로 동작한다.
• 정적 리소스 제공
• 정적(파일) HTML, CSS, JS, 이미지, 영상 등
• ex) NGINX, APCHE

 

웹 애플리케이션 서버 (WAS)

• HTTP 기반으로 동작한다.
• 웹서버 기능을 포함한다.
• 프로그램 코드를 실행해 애플리케이션 로직을 수행한다.
  • 동적 HTML, HTTP API(JSON)
  • 서블릿, JSP, 스프링 MVC
• ex) 톰캣

 

웹 서버 vs 웹 애플리케이션 서버

• 사실 둘의 용어 경계는 모호하다.
• 서로의 기능을 제공하는경우도 있기 때문

 

웹 시스템 구성 - WAS, DB

• 최소 WAS와 DB 만으로도 웹 시스템을 구성할 수 있다.
• 그러나 WAS가 너무 많은 역할을 담당하게 되어 서버 과부하가 우려된다.
• 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행이 어려울 수 있다.
• WAS 장애시 오류 화면 노출도 불가능해진다.
• 즉, 작은 시스템에선 가능할 수 있지만, 큰 시스템에선 어려움이 있다.

 

웹 시스템 구성 -  WEB, WAS, DB

• 정적 리소스는 웹서버가 처리한다.
• 그러다 동적인 로직이 필요한 경우 WAS로 요청을 위임한다.
• 효율적인 리소스 관리가 가능해진다.
  • 정적 리소스가 많아지면 Web 서버 증설
  • 애플리케이션 리소스가 많아지면 WAS 증설
• 웹서버는 잘 죽지 않고, WAS는 잘 죽는다.
  • WAS, DB 장애시 WEB 서버가 오류 화면 제공 가능하다.

 

서블릿

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서버에서 처리해야하는 업무

• 웹 애플리케이션 서버 직접 구현할 경우

• 비즈니스 로직은 단순한데, 전 후 단계가 너무 많다.
• 이걸 모두가 매번하는것은 비효율적이다.

그래서 나온 것이 서블릿이다.

• 서블릿을 지원하는 WAS 사용

• 비즈니스 로직 외에 자동으로 수행해준다.
• HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest
• HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있는 HttpServletResponse

 

서블릿 - HTTP 요청, 응답 흐름

• HTTP 요청시
  • WAS는 Request, Response 객체를 새로 만들어 서블릿 객체 호출
  • 개발자는 Request/Response 객체에서 HTTP 요청/응답 정보를 편리하게 꺼내사용/ 입력
  • WAS는 Response 객체에 담겨있는 내용으로 HTTP 응답 정보를 생성

 

서블릿 컨테이너

• 서블릿을 지원하는 WAS
• 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리
• 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리된다.
  • 공유 변수 사용 주의!
  • 고객 요청때마다 생성하는 것은 비효율적이다.
  • 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용
  • 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료된다.
• JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용
• 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원

 

동시 요청 - 멀티 쓰레드

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서블릿 객체를 과연 누가 호출할까? => 쓰레드

쓰레드

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드
• 자바 메인 메서드를 처음 실행하면, main 이라는 이름의 쓰레드가 실행
• 쓰레드가 없으면 자바 애플리케이션 실행이 불가능
• 쓰레드는 한 번에 하나의 코드 라인만 수행
• 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

 

다중요청 - 쓰레드 하나 사용

• 하나의 쓰레드만 사용하면 이런 문제가 발생한다.
• 1번이 쓰레드를 점유해서 2번 요청 수행이 불가하다.
• 이걸 해결하기 위하려면 요청마다 쓰레드를 생성하면 된다.

 

요청마다 쓰레드 생성

• 장점
  • 동시 요청을 처리할 수 있다.
  • 리로스가 허용할 때까지 처리 가능
  • 하나의 쓰레드가 지연돼도, 나머지 쓰레드 정상 동작
• 단점
  • 쓰레드 생성 비용은 매우 비싸다.
  • 요청마다 생성하면 응답속도 늦어진다.
  • 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
  • 쓰레드 생성에 제한이 없다.
    => 고객 요청이 너무 많이오면, CPU, 메모리 임계점을 넘어 서버가 죽을 수 있다.

===> 이런 단점을 해결하기 위해 보통 WAS들은 내부에 쓰레드 풀을 사용한다.

 

쓰레드 풀

• 특징
  
  • 쓰레드가 필요하면, 이미 생성된 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내 사용하고, 사용 종료하면 반납한다.
  • 최대 쓰레드가 모두 사용중이라 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면, 대기를 거절하거나, 특정 숫자만큼 대기하도록 설정 가능하다.
• 장점
  • 쓰레드가 미리 생성돼있으므로, 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
  • 생성 가능한 쓰레드 최대치가 있으므로, 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.
• 실무 팁
  • WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드 수다.
  • 낮게 설정할 경우
    => 동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만 클리아언트는 금방 응답 지연
  • 높게 설정할 경우
    => 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운
  • 적정숫자
    => 상황에 따라 모두 다르기 때문에, 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능테스트를 시도해서 정해라.
• 장애 발생시? 
  • 클라우드면 일단 서버부터 늘리고 이수 튜닝
  • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

 

WAS의 멀티 쓰레드 지원

• 개발자가 직접 개발하려면 머리 터진다.
• 멀티쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리한다.
• 개발자는 싱글 쓰레드 프로그래밍 하듯 편리하게 소스 코드를 개발할 수 있다.
• 멀티쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용해야한다.

 

HTML, HTTP API, CSR, SSR

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HTTP API

• HTML이 아니라 데이터를 전달한다.
• 주로 JSON 형식을 사용한다.
• 데이터만 주고받고, UI 화면이 필요하면 클라이언트가 별도로 처리한다.
• 다양한 시스템을 연동한다.

 

SSR - 서버사이드 렌더링

• 서버에서 최종 HTML을 생성해서 클라이언트에 전달한다.
• 웹브라우저는 HTML을 전달받아 생성된걸 보여주기만 한다.
• 주로 정적인 화면에서 사용한다.
• ex) JSP, 타임리프

 

CSR - 클라이언트 사이드 렌더링

• HTML 결과를 자바스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용한다.
• 주로 동적인 화면에서 사용한다.
• 웹 환경을 마치 앱처럼 필요한 부분부분 변경할 ㅜㅅ 있다.
• ex) 구글지도, Gmail / React, Vue.js