1)웹서버,웹 어플리케이션 서버,웹 시스템 구성,서블릿,멀티스레드,서버사이드 렌더링,서버 사이드 렌더링

HTTP란?

클라이언트에서 서버로, 서버에서 클라이언트로 데이터를 전송할때 http라는 프로토콜기반으로 동작한다.
그래서 대부분의 데이터는 http기반으로 주고 받는다.

웹 서버(Web Server)

정적 리소스 => 정적 html,css,js,이미지,영상과 같은것들
http 요청이 오면 , 정적 리소스 같은 html데이터를 응답해주는 서버

웹 어플리케이션 서버(WAS - Web Application Server)

웹서버는 정적으로 보여주기때문에 , 특정 사용자마다 다른것을 보여주거나 그런걸 할 수없다.
하지만 웹어플리케이션 서버(was)는 프로그램 코드를 실행해서 어플리케이션 로직을 수행하기 때문에 사용자에 따라서 다른걸 보여줄 수 있다.

웹서버는 정적리소스를 웹 어플리케이션서버(was)는 어플리케이션 로직을 실행하는 서버라고 생각하면 된다.

웹시스템의 구성은 WAS와 DB만으로 시스템 구성이 가능하다.
was는 정적 리소스,어플리케이션 로직 둘다 제공 가능하니까.

하지만 정적리소스인 html,css,이미지 같은것은 저장해두고 전달해주기만해서 비용이 많이 들지않지만 어플리케이션 로직이 비용이 많이든다. 그래서 was만 사용하게 되면 서버 과부하 우려가 있다.

그래서 나온 구성이 다음과 같다.
웹 서버는 정적 리소스를 처리하고, 어플리케이션 로직같은 동적인 처리는 WAS에게 요청하게끔 해서 구성한다.

이렇게 구성하게되면 장점이 있다.
정적 리소스가 많이 사용되면 Web서버를 증설하면되고, 어플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS를 증설하면 된다.

장점이 하나 더있다.
일반적으로 WAS서버가 잘죽는데 , 웹서버에서 WAS나 DB장애시 오류화면(정적리소스(html))를 제공해줄 수 있다.

만약에 화면을 제공하는게 아니고,
API만 제공하는것이면(데이터만 제공하는 API서버) 그때는 굳이 웹서버가 필요없다.(was만 있어도 됨)

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서블릿(servlet)

유저이름과 나이만 줘서 회원가입을 하는 시스템이 있다고해보자.
form action= "/save"를 줘서 url은 /save이고, method는 post방식인 form이 있는데 전송버튼을 누르게 되면
웹 브라우저가 정보들을 가지고 http메시지를 만들게 된다. (오른쪽 그림에)
http메시지를 보면
post 방식이고, /save라는 url로 보낼것이고 contentBody에는 유저이름과 나이를 적어 데이터를 보내고 ,
데이터에 대한 ContentType은 post방식일때 일반적인 타입인 application/x-www-form-urlencoded 타입으로 보낸다라고 적혀있다.

만약 웹 어플리케이션 서버(was)를 밑바닥부터 구현해야한다고 했을때 어떻게해야할까
왼쪽에 있는 작업들을 순서대로 진행하게 된다.

유저이름과 나이를 가지고 데이터베이스에 저장하는 회원가입 비즈니스 로직을 실행하고 싶은데
앞뒤로 해야할 작업들이 너무많다. 이것들을 직접 개발자가 구현하려고 하면 너무 귀찮을것이다.

그래서 서블릿이 나왔다.

서블릿은 초록색으로 표시된 비즈니스 로직을 제외한 나머지 작업들을 지원해준다.
정확하게는 서블릿을 지원하는 WAS가 나머지 작업들을 다 해준다.

서블릿

서블릿 : 자바 서블릿(Java Servlet)은 자바를 사용하여 웹페이지를 동적으로 생성하는 서버측 프로그램 혹은 그 사양을 말하며, 흔히 "서블릿"이라 불린다. 자바 서블릿은 웹 서버의 성능을 향상하기 위해 사용되는 자바 클래스의 일종이다.

http서블릿: http요청메시지 사용과 http응답메시지 생성을 편리하게 도와줘서 덕분에 비즈니스 로직에 집중 할 수 있게끔 도와주는 서블릿 ( HTTP 요청을 처리하기 위한 서블릿을 만들 때는 HttpServlet을 상속하여 관련된 처리를 편하게 할 수 있습니다.)

urlPatterns에 적혀있는 url이 호출되면(=서버에 요청이 왔을때) 서블릿안에 어플리케이션 로직(service)가 실행된다.
HttpServlet이라는것만 상속받아 서블릿클래스를 만들어서 어플리케이션 로직만 작성해주면 된다.

매개변수중 HttpServletRequest를 이용하여 들어온 http메시지(위에서 본)를 쉽게 사용하게끔 하고(request.get~ 이런식으로 쉽게 컨텐트바디의 내용을 가져올수 있다던지)

HttpServletResponse 객체를 이용하여 http응답메시지에 넣고 싶은 내용을 쉽게 넣어서 만들 수 있다.
이런 서블릿을 이용하여 개발자는 http 스펙을 매우 편리하게 사용가능하다.

/hello url로 http요청메시지가 들어왔을때 http요청 메시지 기반으로 서블릿request객체가 생성되고 서블릿 response객체도생성해준다. 생성한 두객체를 파라미터로 넘기며 서블릿컨테이너 안에 우리가 만든 helloServlet이 실행된다.
helloServlet이 끝나면서 서블릿response객체를 이용해서 http응답메시지를 생성해서 웹브라우저에 전달해준다.

 

위에서 본 helloServlet 코드와 같이 개발자가 서블릿클래스를 만들면
WAS가 알아서 서블릿클래스 객체를 만들어서 서블릿 컨테이너에 생성해서 보관한다.
그리고 http요청이 들어오게되면 해당 요청에 맞는 서블릿객체를 꺼내주기도 한다 (호출)
그리고 WAS가 종료될때 서블릿도 종료해주는 생명주기까지 관리해준다.
마치 스프링 컨테이너와 비슷하다.

서블릿 컨테이너는 스프링 컨테이너처럼 싱글톤으로 관리된다. (싱글톤이므로 공유 변수 사용에 주의한다.)

WAS는 간단히 말씀드리면 Web Server + Web Container(Sevlet Container)로 되어있습니다.

그래서 정적 컨텐츠를 제공하면서도(Web Server), 웹 컨테이너를 이용해 내부 로직을 거쳐 동적 페이지(Web Container)를 보여줄 수 있게 됩니다.

자바는 웹 구현 기술로 Servlet를 사용합니다. 이 Servlet 관리하고 jsp파일을 실행할 수 있게 해주는 것이 Servlet Container입니다.


WAS가 Servlet Container를 포함하는 개념으로 이해해주시면 좋을 것 같습니다!

서블릿 컨테이너, was가 헷갈립니다. - 인프런 | 질문 & 답변

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동시요청 - 멀티 쓰레드

 

일반적으로 서버에 요청을 하면 tcp로 인해 연결이 된다.
그다음 요청에 대한 서블릿을 호출해주는데 그 서블릿 객체를 누가 호출해 주는가?
서블릿 객체를 호출해주는것은 쓰레드이다.

프로세스는 운영체제로부터 자원을 할당받는 작업의 단위이고 , 쓰레드는 할당받은 자원을 이용하는 실행의 단위이다.
쓰레드는 프로세스내에 여러개 생길 수 있다.
어플리케이션이 하나의 프로세스이고, 그 안에서의 분기처리가 쓰레드이다.

요청이 오기전에 쓰레드는 대기상태에 있다.

요청이 오게되면 쓰레드를 할당한다. 그 쓰레드를 가지고 서블릿를 호출해서 서블릿코드를 실행해주게 된다.

서블릿 코드를 실행이 끝나면 응답을 하게되고 쓰레드는 다시 휴식을 하게된다.

요청1로 인해 쓰레드가 할당되고 요청1을 처리중인데 문제가 생겨 처리가 지연되고 있다고 했을때
요청2가 들어오게되면 쓰레드가 하나뿐이라 쓰레드를 사용하기위해 대기를 해야한다.
이때
요청1도 처리지연으로 인해 타임아웃으로 오류가 발생할것이고, 요청2도 쓰레드를 대기하다가 타임아웃으로 오류가 발생할것이다.

해결방법

요청이 올때마다 쓰레드를 만들게되면 해결가능하다.

cpu 코어하나는 여러 쓰레드를 처리할때 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다. 쓰레드 처리속도가 빨라서 동시에 여러 쓰레드를 처리하는것처럼 보이는것이다, 쓰레드가 많아지면 컨텍스트 스위칭 비용이 증가한다.

쓰레드 생성에 제한이 없다보니 요청이 많으면 서버가 죽는 단점이 있다.
이런 단점을 해결하기 위해 보통 WAS에는 쓰레드풀이 존재한다.

쓰레드 풀안에 미리 쓰레드를 만들어놓는다
그리고 요청이 올때 쓰레드풀안에 있는 쓰레드를 주고, 요청이 끝나면 쓰레드풀에 반납하게끔해서
사용되는 최대 쓰레드 갯수를 정해놓는 방식이다.

쓰레드 풀안에있는 모든 쓰레드가 실행중일때 요청이 들어오면 대기시키거나 거절할 수 있다.

 

 

너무 낮게 설정되어있어서 cpu사용량이 낮을경우, 대기가 계속생기게 되고 결국 서비스 장애가 된다.
cpu 사용량을 잘 체크해야하고, cpu사용량을 체크못해서 쓰레드풀을 늘리지않고 서버만 늘린다면 비용만 증가하게된다.


쓰레드풀의 최대쓰레드를 너무 높게 설정하면?
cpu와 메모리 사용량이 많아지면서 서버가 다운된다.

어플리케이션의 복잡도, 현재 서버의 cpu 등 상황에 따라 모두 다르다.
그래서 중요한것은 성능테스트이다.
저런 툴을 이용하여 요청을 보내봐서 어느정도 트래픽을 받는지 체크가능하다.

결국 핵심은 WAS가 멀티 쓰레드를 지원해준다는것이다.
개발자는 서블릿안에 비즈니스 로직만 짜주고 쓰레드풀에 대한 맥스값만 신경써주면
나머지는 WAS가 알아서 멀티쓰레드를 처리해준다. (요청마다 쓰레드를 할당하고, 쓰레드 반납받고..등)
중요한건 싱글톤객체(서블릿,스프링빈)안의 필드중 공유변수 사용에는 주의가 필요하다.

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정적 리소스같은 경우는 웹서버가 그냥 전달해주기만 하면된다.

동적으로 필요한 HTML 페이지라면 (예를 들어 주문정보 조회페이지같은)
WAS가 DB를 통해 주문정보 조회하는 로직을 실행하고, 동적으로 HTML를 생성한다(JSP나 타임리프를 가지고)
그리고 동적으로 생성된 HTML를 웹브라우저에 준다.
웹브라우저는 받은 HTML를 해석해서 보여준다.

HTML이 아닌 데이터를 전달해준다.
방금전 HTML 페이지에서는 주문정보를 HTML로 만들어서 보내줬지만
HTTP API는 데이터를 전달한다.
주로 JSON형식을 사용하는데, DB에서 주문정보를 조회해서 그 결과를 JSON형태로 보내주는것이다.
웹브라우저는 HTML이 아니니까 해석을 못한다. 그러므로 웹브라우저와 주고받을때 사용하는것이 아니다.

웹 브라우저가 아닌, 웹 클라이언트나 앱 클라이언트와 데이터를 주고 받는다.
데이터만 주고 받기때문에 UI화면이 필요하면 클라이언트가 받은 데이터를 가지고 별도 처리를 한다.
클라이언트와 서버가 서로 데이터를 주고 받거나, 서버와 서버끼리 데이터를 주고 받을 때 등 다양한 시스템에서 HTTP API를 호출해서 사용한다.

 

백엔드 개발자가 서비스를 제공할때 고민해야하는 3가지

1. 정적리소스는 어떻게 제공할것인가?
2. 동적으로 제공되는 HTML 페이지는 어떻게 제공할것인가?
3. HTTP API는 어떻게 제공할것인가?

정보를 가지고 서버에서 타임리프나JSP를 이용해서 동적으로 HTML를 생성해서 보내준다. -> 서버쪽에서 렌더링한다해서 서버사이드 렌더링

요청이 들어오면 빈 HTML(내용이 없는)를 보내준다. 대신에 어플리케이션을 구동하는 자바스크립트 링크를 보내준다.
그러면 웹브라우저가 링크를 이용해 자바스크립트를 요청한다. 그러면 서버가 클라이언트 로직,HTML 렌더링 코드 내용이 들어있는 자바스크립트를 보내준다.
그다음 웹브라우저에서 HTTP API를 이용해서 데이터 요청을하면 서버가 데이터를 보내준다.
데이터와 자바스크립트안에 클라이언트로직,렌더링코드를 이용해서 자바스크립트로 HTML를 만들어 렌더링한다.

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일반적으로 서블릿을 사용하는 Spring MVC가 있고 새로나온 WebFlux가 있다.

아직 SpringMVC를 많이 사용한다.

 

 

Apache와 Tomcat 혹은 웹 서버와 WAS는 어떻게 다를까?

https://www.inflearn.com/questions/667363/서블릿-컨테이너-was-차이

서블릿 컨테이너 / WAS 차이 - 인프런 | 질문 & 답변