웹 애플리케이션 이해

웹 서버

• HTTP 기반 동작
• 정적 리소스 제공, 기타 기능
• 정적 HTML, CSS, JS, 이미지, 영상
• ex) NGINX, APACHE

 

웹 애플리케이션 서버 (WAS)

• HTTP 기반 동작
• 웹서버 기능 포함
• 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직 수행
• 동적 HTML, HTTP API(JSON)
• 서블릿, JSP, 스프링 MVC
• ex) 톰캣

 

웹 시스템 구성

• WAS는 정적 리소스, 애플리케이션 로직 모두 제공 가능하기 때문에 WAS, DB만으로 시스템 구성이 가능하다.
• 그러나 WAS가 너무 많은 역할을 담당하면 서버 과부하가 우려되고, 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스의 문제 때문에 수행이 어려울 수 있다. 또한, WAS 장애시 오류 화면(정적 파일)도 노출이 불가능할 것이다.
• 정적 리소스는 웹서버가 처리하고, 애플리케이션 로직같은 동적 처리가 필요한 웹서버가 WAS에 요청을 위임한다.
• 정적 리소스가 많이 사용되면 웹서버를 증설하고, 애플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS를 증설해서 효율적인 리소스 관리가 가능하다. 또한 WAS, DB 장애시 웹서버가 오류 화면을 제공해준다.

 

서블릿

@WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
	@Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServlet response) {
    	//애플리케이션 로직
    }
}

• urlPatterns(/hello)의 URL이 호출되면 서블릿 코드가 실행
• HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest
• HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있는 HttpServletResponse
• 즉, HTTP 요청 시
  • WAS는 Request, Response 객체를 새로 만들어서 서블릿 객체를 호출
  • 개발자는 Request 객체에서 HTTP 요청 정보를 꺼내서 사용
  • 개발자는 Response 객체에 HTTP 응답 정보를 입력
  • WAS는 Response 객체에 담긴 내용으로 HTTP 응답 정보를 생성

 

서블릿 컨테이너

• 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 한다. ex) 톰캣
• 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기를 관리한다.
• 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리한다.
  • 고객 요청이 올 때마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율적
  • 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용
  • 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근함
  • 공유 변수 사용 주의
  • 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료
• JSP도 서블릿으로 변환되어 사용됨
• 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리를 지원함

 

동시 요청 - 멀티 쓰레드

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드 (하나의 프로세스 내 여러 실행단위가 존재)
• 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행 불가능 → 자바 main 함수
• 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행
• 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

 

요청마다 쓰레드 생성

• 동시 요청을 처리할 수 있고, 리소스가 허용할 때까지 처리가 가능하다.
• 하나의 쓰레드가 지연되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.
• 그러나 쓰레드 생성 비용은 매우 비싸고, 컨텍스트 스위치 비용도 발생한다.
• 또한, 쓰레드 생성에 제한이 없으므로 고객 요청이 너무 많이 오면 CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

 

쓰레드 풀

• 요청마다 쓰레드 생성의 단점을 보완하여 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다.
• 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. (톰캣은 최대 200개 기본 설정)
• 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내 사용한다.
• 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
• 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면 기다리는 요청은 거절하거나, 특정 수만큼 대기하도록 설정할 수 있다.
• 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
• WAS의 주요 성능 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.

 

WAS의 멀티 쓰레드 지원 (핵심!)

• 멀티 쓰레드에 대한 부분을 WAS가 처리 → 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨
• 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 소스 코드를 개발
• 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(스프링 빈, 서블릿)는 주의해서 사용

 

HTTP API

• 주로 JSON 형식을 사용해서 데이터를 전달
• 데이터만 주고 받고, UI가 필요하면 클라이언트가 별도 처리
• UI 클라이언트 접점:
  
  • 앱 클라이언트 (아이폰, 안드로이드..)
  • 웹 브라우저에서 Javascript를 통한 HTTP API 호출
• 서버 to 서버:
  • 주문 서버 → 결제 서버
  • 기업 간 데이터 통신

 

• 백엔드 개발자가 고려할 것
  • 정적 리소스 제공 (고정된 HTML 파일, CSS, JS, 이미지, 영상 등)
  • 동적 HTML 페이지 제공 (WAS 이용)
  • HTTP API 제공

 

서버 사이드 렌더링 (SSR)

• HTML 최종 결과를 서버에서 만들어서 웹브라우저에 전달
• 주로 정적인 화면에 사용
• 관련 기술: JSP, 타임리프

 

클라이언트 사이드 렌더링 (CSR)

• HTML 결과를 Javascript를 사용해 웹브라우저에서 동적으로 생성하여 적용
• 주로 동적인 화면에 사용 ex) 구글지도, Gmail..
• 관련 기술: React