웹 어플리케이션

웹서버, 웹 어플리케이션 서버

• 웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 애플리케이션 로직
• 사실은 둘의 용어도 경계도 모호함
  • 웹 서버도 프로그램을 실행하는 기능을 포함하기도 함
  • 웹 애플리케이션 서버도 웹 서버의 기능을 제공함
• 자바는 서블릿 컨테이너 기능을 제공하면 WAS
  • 서블릿 없이 자바코드를 실행하는 서버 프레임워크도 있음
• WAS는 애플리케이션 코드를 실행하는데 더 특화

웹 시스템 구성 - WAS, DB

• WAS, DB 만으로 시스템 구성 가능
• WAS는 정적 리소스, 어플리케이션 로직 모두 제공
  • WAS가 너무 많은 역할을 담당, 서버 과부화 우려
  • 어플리케이션 로직은 정적 리소스보다 비싸기 때문에 수행에 어려움이 있음
  • WAS 장애시 오류 화면도 노출 불가능

• 정적 리소스는 웹서버가 처리하고 동적 처리는 WAS 에 요청하는 것이 효율적

서블릿

• 서블릿을 지원하는 was 에서는 비즈니스 로직을 제외한 모든 기능을 제공해준다.

    @WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
 @Override
 protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse 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
• 개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용

서블릿 컨테이너

• 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 함
• 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리
• 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리 (request, response는 항상 새로 생성)
  • 고객의 요청이 올 때 마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율
  • 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용
  • 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근
  • 공유 변수 사용 주의
• 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료
• JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용
• 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원

동시요청 - 멀티 쓰레드

쓰레드

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드
• 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행
• 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능
• 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행
• 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

요청 마다 쓰레드 생성

• 장점
  • 동시 요청을 처리할 수 있다.
  • 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능
  • 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.
• 단점
  • 쓰레드는 생성 비용은 매우 비싸다.
    • 고객의 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
  • 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다. (코어 당 처리할 수 있는 쓰레드 수)
  • 쓰레드 생성에 제한이 없다.
    • 고객 요청이 너무 많이 오면, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

쓰레드 풀

• 요청이 오면 연결 후에 쓰레드 풀에서 쓰레드를 생성하여 관리 한다.
  • 쓰레드 풀에서 관리하는게 200개(톰캣)라면, 200개 보다 더 많은 요청은 대기 또는 거절
  • 사용된 쓰레드는 다시 쓰레드 풀로 반납된다.
• 장점
  • 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답시간이 빠르다.
  • 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 안전하게 처리할 수 있다.
• WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드 수 이다.
• 이 값이 너무 낮으면
  • 동시 요청이 많을 경우 클라이언트 응답 지연 多
• 이 값이 너무 높으면
  • CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운
• 장애 발생시?
  • 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
  • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝
• 성능 테스트를 통해 대략적으로 계산 (툴 : 아파치 ab, 제이미터, nGrinder)

WAS의 멀티 쓰레드 지원(핵심)

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

HTTP API

• 다양한 시스템에서 호출
• 데이터만 주고 받음(주로 json), UI 화면이 필요하면, 클라이언트가 별도 처리
• 앱, 웹 클라이언트, 서버 to 서버

SSR, CSR

• SSR : 서버 사이드 렌더링
  • 서버에서 최종 html을 생성해서 클라이언트에 전달
  • 주로 정적인 화면에 사용 (동적 변경 가능)
  • JSP, 타임리프 -> 백엔드
• CSR : 클라이언트 사이드 렌더링
  • HTML 결과를 자바스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용
  • 주로 동적인 화면에 사용, 웹 환경을 앱 처럼 필요한 부분부분 변경할 수 있음
  • 예 ) 구글 지도, Gmail, 구글 캘린더
  • React, Vue.js 등 -> 웹 프론트엔드

스프링 웹 플럭스(WebFlux)

• 특징
  • 비동기 넌 블러킹 처리
  • 최소 쓰레드로 최대 성능 - 쓰레드 컨텍스트 스위칭 비용 효율화
  • 함수형 스타일로 개발 - 동시처리 코드 효율화
  • 서블릿 기술 사용X
• 그런데
  • 웹 플럭스는 기술적 난이도 매우 높음
  • 아직은 RDB 지원 부족
  • 일반 MVC의 쓰레드 모델도 충분히 빠르다.
  • 실무에서 아직 많이 사용하지는 않음 (전체 1% 이하)

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본 포스팅은 인프런 김영한님 강의(스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술)를 토대로 정리한 내용입니다.