[JAVA] 서블릿(Servlet) 완벽 이해를 위한 정리

나는 현재 개발자를 목표로 취업 준비를 독학으로 하고 있다.

자바, 스프링 강좌를 들으며 공부 중인데, 이해가 되지 않는 부분들과 그냥 "아하~" 하고 넘어가는 부분이 많았다.

나중에 응용하려고 해보니, 어떻게 시작을 하고 동작원리나 방법을 몰라 막막했다.

나뿐만 아니라 다른 분들도 이런 많은 곤란함이 있을 것이다.

 

이번 글에서는 서블릿(Servlet)에 대하여 공부를 하여, 굳이 다른 여러 개의 글들을 찾아보지 않을 수 있게 최대한 많은 내용과 쉽게 풀어 정리를 해보려고 노력했다.

 

이번 글을 통해서 서블릿에 개념을 완전히 잡고 갈 수 있도록 하고, 추후에 포스팅 될 서블릿을 사용하고 자바, 스프링 버전으로 사용하면서 완벽한 이해를 하는 것이 목표이다.

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서블릿(Servlet)

서블릿(Servlet)이란 동적 웹 페이지를 만들 때 사용되는 자바 기반의 웹 애플리케이션 프로그래밍 기술입니다.

 

웹을 만들때는 다양한 요청(Request)과 응답(Response)이 있기 마련이고 이 요청과 응답에는 규칙이 존재합니다.

개발자가 이러한 요청과 응답을 일일이 처리하는 게 아닌 비즈니스 로직에만 집중할 수 있도록 도와주는 기술이 서블릿이다.

서블릿은 이러한 웹 요청과 응답의 흐름을 간단한 메서드 호출만으로 체계적으로 다룰 수 있게 해주는 기술이라고 생각하시면 됩니다.

Java Web Application 개발 과정을 포함한 Servlet 동작 과정

 

서블릿은 자바 클래스로 웹 애플리케이션을 작성한 뒤 이후 웹 서버 안에 있는 웹 컨테이너에서 이것을 실행한다.

웹 컨테이너에서는 서블릿 인스턴스를 생성 후 서버에서 실행된다.

웹 브라우저에서 서버에 요청(Request)을 하면 요청에 맞는 동작을 수행하고 웹 브라우저에 HTTP 형식으로 응답(Response) 하게 된다.

 

 

서블릿(Servlet)의 주요 특징 

• 클라이언트의 Request에 대해 동적으로 작동하는 웹 애플리케이션 컴포넌트이다.
• HTML을 사용하여 Response 한다.
• JAVA의 Thread(스레드)를 이용하여 동작한다.
• MVC 패턴에서의 컨트롤러로 이용된다.
• HTTP 프로토콜 서비스를 지원하는 HttpServlet 클래스를 상속받는다.
• UDP보다 속도가 느리다.
• HTML 변경 시 Servlet을 재 컴파일해야 하는 단점이 있다.

 

서블릿(Servlet) 동작과정

1. 사용자(클라이언트)가 URL을 입력하면 HTTP Request가 Servlet Container로 전송합니다.

2. HttpServletRequest, HttpServleResponse 객체를 생성합니다.

3. 설정 파일을 참고하여 매핑할 Servlet을 확인합니다.

4. 해당 서블릿 인스턴스 존재의 유무를 확인하여 없으면 init() 메서드를 호출하여 생성합니다.

5. 해당 서블릿에서 service() 메서드를 호출 후 클라이언트의 GET, POST 여부에 따라 doGet() 또는 doPost()를 호출한다.

6. doGet(), doPost() 메서드는 동적 페이지를 생성한 후, HttpServletResponse 객체에 응답을 보냅니다.

7. 응답을 처리하였으면 distroy() 메서드를 실행하여 Request, Response 객체를 소멸합니다.

 

init()

서블릿이 처음으로 요청될 때 초기화를 하는 메서드입니다.

클래스를 new 해서 사용하듯 서블릿 클래스도 초기화해 주어야 사용이 가능합니다.

이렇게 초기화된 서블릿은 싱글톤으로 관리되어 다음에 한번 더 해당 서블릿 클래스를 호출하면 초기화가 다시 일어나는 것이 아니라 기존에 있던 서블릿 클래스를 호출합니다.

 

service()

서블릿 컨테이너가 요청을 받고 응답을 내려줄 때 필요한 서블릿의 service() 메서드입니다.

HttpServlet 클래스의 doGet, doPost 같은 메서드들이 호출됩니다.

 

destroy()

더 이상 사용되지 않는 서블릿 클래스는 주기적으로 서블릿 컨테이너가 destroy() 메서드를 호출하여 제거합니다.

이렇게 제거된 서블릿은 service() 메서드들에 해당하는 모든 스레드들이 종료되거나 사용시간이 오래되어 타임아웃된 경우에는 이 클래스를 다시 사용하기 위해서는 init() 메서드를 다시 호출어주어야 합니다.

 

 

서블릿(Servlet) 생명주기

서블릿도 자바 클래스이므로 실행하면 초기화부터 서비스 수행 후 소멸하기까지의 과정을 거칩니다.

이 과정을 서블릿의 생명주기라고 하며 각 단계마다 호출되어 기능을 수행하는 콜백 메서드를 서블릿 생명주기 메서드라고 합니다.

 

이 내용은 위의 서블릿 동작과정과 유사하여 이해하기 쉬울 것입니다. 간단하게 보고 넘어가도록 합시다.

 

1. 클라이언트의 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인하고, 없을 경우 init() 메서드를 호출하여 메모리에 적재한다. init() 메서드는 처음 한 번만 실행되기 때문에 서블릿의 스레드에서 공통적으로 사용해야 하는 것이 있다면 오버라이딩 하여 구현하면 됩니다. 실행 중 서블릿이 변경될 경우, 기존 서블릿을 destroy 하고 init()을 통해 새로운 내용을 다시 메모리에 적재하게 됩니다.

 

2. init() 메서드가 호출된 후 클라이언트의 요청에 따라서 service() 메서드를 통해 요청에 대한 응답이 doGet() 메서드와 doPost()로 분기됩니다. Get, Post 뿐만 아니라 HTTP 메서드들이 이에 해당합니다. 이때 서블릿 컨테이너가 클라이언트의 요청이 오면 가장 먼저 처리하는 과정으로 생성된 HttpServletRequest, HttpServletResponse에 의해 request와 response 객체가 제공됩니다.

 

3. 컨테이너가 서블릿에 종료 요청을 하면 destroy() 메서드가 호출되는데 마찬가지로 한 번만 실행되며, 종료시에 처리해야 하는 작업들은 destory() 메서드를 오버라이딩하여 구현하면 됩니다.

 

HttpServlet의 service() 메서드 일부. 조건에 따라 doGet, doPost, doHead, doPut 와 같은 메서드 호출

 

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서블릿 컨테이너

서블릿 컨테이너란 말 그대로 서블릿을 담고 관리해주는 컨테이너입니다.

서블릿 컨테이너는 구현되어 있는 servlet 클래스의 규칙에 맞게 서블릿을 관리해 주며 클라이언트에서 요청을 하면 컨테이너는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 생성하며 post, get 여부에 따라 동적인 페이지를 생성하여 응답을 보냅니다.

 

서블릿 컨테이너는 클라이언트의 요청(Request)을 받아주고 응답(Response)할 수 있게, 웹 서버와 소켓으로 통신하며 대표적인 예로 톰캣(Tomcat)이 있습니다.

 

톰캣은 실제로 웹 서버와 통신하여 JSP(자바 서버 페이지)와 Servlet이 작동하는 환경을 제공해 줍니다.

 

HttpServletRequest

http 프로토콜의 request 정보를 서블릿에게 전달하기 위한 목적으로 사용하며 헤더 정보, 파라미터, 쿠키, URI, URL 등의 정보를 읽어 들이는 메서드와 Body의 Stream을 읽어 들이는 메서드를 가지고 있다.

* 여기서 Stream은 데이터의 연속적인 흐름을 말하는데, 여기서는 간단하게 데이터라고 이해하고 넘어가시면 될 것 같습니다

 

HttpServletResponse

WAS(Web-Application-Server)는 어떤 클라이언트가 요청을 보냈는지 알고 있고, 해당 클라이언트에게 응답을 보내기 위한 HttpServletResponse 객체를 생성하여 서블릿에게 전달하고, 이 객체를 활용하여 content type, 응답 코드, 응답 메시지 등을 전송합니다.

 

 

서블릿 컨테이너의 주요 기능

 

1. 생명주기 관리

서블릿의 생명주기를 관리합니다. 서블릿 컨테이너가 실행되는 순간 서블릿 클래스를 로딩해서 인스턴스화하고, 초기화 메서드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 서블릿 메서드를 찾아서 동작합니다. 그리고 서블릿의 생명이 다하는 순간 GC(가비지 컬렉션)를 통해 메모리에서 제거합니다.

 

2. 통신 지원

클라이언트의 Request를 받아주고 Response를 보낼 수 있게 웹 서버와 소켓을 만들어서 통신을 해줍니다.

웹을 만들고 통신할 때는 일반적으로 소켓을 만들고, 특정 포트를 연결하고, 연결 요청이 들어오면 스트림을 생성해서 받고... 등등의 복잡한 과정들이 있는데 이러한 복잡한 과정들을 서블릿 컨테이너가 대신해줍니다.

그렇기 때문에 개발자는 복잡한 과정을 생략할 수 있고 비즈니스 로직에 더욱 집중할 수 있게 해 줍니다.

 

3. 멀티스레딩 관리

서블릿 컨테이너는 해당 서블릿의 요청이 들어오면 스레드를 생성해서 작업을 수행합니다.

그렇기에 동시에 여러 요청이 들어와도 멀티스레딩 환경으로 동시다발적인 작업을 관리할 수 있습니다.

또한 이렇게 한번 메모리에 올라간 스레드는 다시 생성할 필요가 없기 때문에 메모리 관리에 효율적입니다.

 

4. 선언적인 보안관리

서블릿 컨테이너는 보안 관련된 기능을 지원합니다.

그렇기 때문에, 서블릿 또는 자바 클래스 안에 보안 관련된 메서드를 구현하지 않아도 됩니다.

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참고(출처)

https://coding-factory.tistory.com/742

https://mangkyu.tistory.com/14

인프런 김영한 님의 스프링 MVC 1편 강의 참고