[JSP] 서블릿(Servlet)

서블릿을 한 줄로 정의하자면 아래와 같습니다.

클라이언트의 요청을 처리하고, 그 결과를 반환하는 
Servlet 클래스의 구현 규칙을 지킨 자바 웹 프로그래밍 기술

간단히 말해서, 서블릿이란 자바를 사용하여 웹을 만들기 위해 필요한 기술입니다. 그런데 좀더 들어가서 설명하면

클라이언트가 어떠한 요청을 하면 그에 대한 결과를 다시 전송해주어야 하는데, 이러한 역할을 하는 자바 프로그램입니다. 

예를 들어, 어떠한 사용자가 로그인을 하려고 할 때. 사용자는 아이디와 비밀번호를 입력하고, 로그인 버튼을 누릅니다. 

그때 서버는 클라이언트의 아이디와 비밀번호를 확인하고, 다음 페이지를 띄워주어야 하는데, 이러한 역할을 수행하는 

것이 바로 서블릿(Servlet)입니다. 그래서 서블릿은 자바로 구현 된 *CGI라고 흔히 말합니다.

 

[ Servlet 특징 ]

• 클라이언트의 요청에 대해 동적으로 작동하는 웹 어플리케이션 컴포넌트
• html을 사용하여 요청에 응답한다.
• Java Thread를 이용하여 동작한다.
• MVC 패턴에서 Controller로 이용된다.
• HTTP 프로토콜 서비스를 지원하는 javax.servlet.http.HttpServlet 클래스를 상속받는다.
• UDP보다 처리 속도가 느리다.
• HTML 변경 시 Servlet을 재컴파일해야 하는 단점이 있다.

일반적으로 웹서버는 정적인 페이지만을 제공합니다. 그렇기 때문에 동적인 페이지를 제공하기 위해서 웹서버는 

다른 곳에 도움을 요청하여 동적인 페이지를 작성해야 합니다. 동적인 페이지로는 임의의 이미지만을 보여주는 페이지와 같이

사용자가 요청한 시점에 페이지를 생성해서 전달해 주는 것을 의미합니다. 여기서 웹서버가 동적인 페이지를 제공할 수 있도록

도와주는 어플리케이션이 서블릿이며, 동적인 페이지를 생성하는 어플리케이션이 CGI입니다. 

 

 

[ Servlet 동작 방식 ]

 

 

 

1. 사용자(클라이언트)가 URL을 입력하면 HTTP Request가 Servlet Container로 전송합니다.
2. 요청을 전송받은 Servlet Container는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성합니다.
3. web.xml을 기반으로 사용자가 요청한 URL이 어느 서블릿에 대한 요청인지 찾습니다.
4. 해당 서블릿에서 service메소드를 호출한 후 클리아언트의 GET, POST여부에 따라 doGet() 또는 doPost()를 호출합니다.
5. doGet() or doPost() 메소드는 동적 페이지를 생성한 후 HttpServletResponse객체에 응답을 보냅니다.
6. 응답이 끝나면 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 소멸시킵니다.

Q) CGI(Common Gateway Interface)란?

 

CGI는 특별한 라이브러리나 도구를 의미하는 것이 아니고, 별도로 제작된 웹서버와 프로그램간의 교환방식입니다. CGI방식은 어떠한 프로그래밍언어로도 구현이가능하며, 별도로 만들어 놓은 프로그램에 HTML의 Get or Post 방법으로 클라이언트의 데이터를 환경변수로 전달하고, 프로그램의 표준 출력 결과를 클라이언트에게 전송하는 것입니다.

즉, 자바 어플리케이션 코딩을 하듯 웹 브라우저용 출력 화면을 만드는 방법입니다.

 

 

Q) HTTP 프로토콜을 이용한 서버와 클라이언트의 통신 과정은?

 

클라이언트는 정보를 얻기 위해 서버로 HTTP 요청을 전송하고, 서버는 이를 해석하여 정적 자원에 대한 요청일 경우 자원을 반환해주고, 그렇지 않은 경우 CGI 프로그램을 실행시켜 해당 결과를 리턴해줍니다. 이때 서버는 CGI 프로그램에게 요청을 전달해주고, 결과를 전달받기 위한 파이프라인을 연결합니다. 그래서 CGI 프로그램은 입력에 대한 서비스를 수행하고, 결과를 클라이언트에게 전달하기 위해 결과 페이지에 해당하는 MIME 타입의 컨텐츠데이터를 웹 서버와 연결된 파이프라인에 출력하여 서버에 전달합니다. 서버는 파이프라인을 통해 CGI 프로그램에서 

출력한 결과 페이지의 데이터를 읽어, HTTP 응답헤더를 생성하여 데이터를 함께 반환해줍니다.

2. Servlet Container(서블릿 컨테이너)

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서블릿 컨테이너는 서블릿을 이해했다면 상당히 쉽게 이해할 수 있습니다.

       서블릿을 관리해주는 컨테이너

 

우리가 서버에 서블릿을 만들었다고 해서 스스로 작동하는 것이 아니고 서블릿을 관리해주는 것이 필요한데, 그러한 역할을 하는 것이 바로 서블릿 컨테이너 입니다. 예를 들어, 서블릿이 어떠한 역할을 수행하는 정의서라고 보면, 서블릿 컨테이너는 그 정의서를 보고 수행한다고 볼 수 있습니다. 서블릿 컨테이너는 클라이언트의 요청(Request)을 받아주고 응답(Response)할 수 있게, 웹서버와 소켓으로 통신하며 대표적인 예로 톰캣(Tomcat)이 있습니다. 톰캣은 실제로 웹 서버와 통신하여 JSP(자바 서버 페이지)와 Servlet이 작동하는 환경을 제공해줍니다.

 

 

[Servlet Container 역할]

  1. 웹서버와의 통신 지원

서블릿 컨테이너는 서블릿과 웹서버가 손쉽게 통신할 수 있게 해줍니다. 일반적으로 우리는 소켓을 만들고 listen, 

accept 등을 해야하지만 서블릿 컨테이너는 이러한 기능을 API로 제공하여 복잡한 과정을 생략할 수 있게 해줍니다.

그래서 개발자가 서블릿에 구현해야 할 비지니스 로직에 대해서만 초점을 두게끔 도와줍니다.

 

  2. 서블릿 생명주기(Life Cycle) 관리 

서블릿 컨테이너는 서블릿의 탄생과 죽음을 관리합니다. 서블릿 클래스를 로딩하여 인스턴스화하고, 

초기화 메소드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 서블릿 메소드를 호출합니다. 

또한 서블릿이 생명을 다 한 순간에는 적절하게 Garbage Collection(가비지 컬렉션)을 진행하여 편의를 제공합니다.

 

  3. 멀티쓰레드 지원 및 관리 

서블릿 컨테이너는 요청이 올 때 마다 새로운 자바 쓰레드를 하나 생성하는데, HTTP 서비스 메소드를

실행하고 나면, 쓰레드는 자동으로 죽게됩니다. 원래는 쓰레드를 관리해야 하지만 서버가 다중 쓰레드를

생성 및 운영해주니 쓰레드의 안정성에 대해서 걱정하지 않아도 됩니다.

 

  4. 선언적인 보안 관리 

서블릿 컨테이너를 사용하면 개발자는 보안에 관련된 내용을 서블릿 또는 자바 클래스에 구현해 놓지 않아도 됩니다.

일반적으로 보안관리는 XML 배포 서술자에 다가 기록하므로, 보안에 대해 수정할 일이 생겨도 자바 소스 코드를 

수정하여 다시 컴파일 하지 않아도 보안관리가 가능합니다.

 

 [Servlet 생명주기 ]

 

 

 

1. 클라이언트의 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인하고, 없을 경우 init()메소드를 호출하여 적재합니다. init()메소드는 처음 한번만 실행되기 때문에, 서블릿의 쓰레드에서 공통적으로 사용해야하는 것이 있다면 오버라이딩하여 구현하면 됩니다. 실행 중 서블릿이 변경될 경우, 기존 서블릿을 파괴하고 init()을 통해 새로운 내용을 다시 메모리에 적재합니다.
2. init()이 호출된 후 클라이언트의 요청에 따라서 service()메소드를 통해 요청에 대한 응답이 doGet()가 doPost()로 분기됩니다. 이때 서블릿 컨테이너가 클라이언트의 요청이 오면 가장 먼저 처리하는 과정으로 생성된 HttpServletRequest, HttpServletResponse에 의해 request와 response객체가 제공됩니다.
3. 컨테이너가 서블릿에 종료 요청을 하면 destroy()메소드가 호출되는데 마찬가지로 한번만 실행되며, 종료시에 처리해야하는 작업들은 destroy()메소드를 오버라이딩하여 구현하면 됩니다.

3. JSP(Java Server Page)

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지금까지 이해를 잘 했다면 JSP에 대해서도 어렵지 않게 받아들일 수 있을 것입니다!

       Java 코드가 들어가 있는 HTML 코드

 

서블릿은 자바 소스코드 속에 HTML코드가 들어가는 형태인데, JSP는 이와 반대로 HTML 소스코드 속에 자바 소스코드가 들어가는 구조를 갖는 웹어플리케이션 프로그래밍 기술입니다. HTML속에서 자바코드는 <% 소스코드 %> 또는 <%= 소스코드 =%>형태로 들어갑니다. 자바 소스코드로 작성된 이 부분은 웹 브라우저로 보내는 것이아니라 웹 서버에서 실행되는 부분입니다. 웹 프로그래머가 소스코드를 수정 할 경우에도 디자인 부분을 제외하고 자바 소스코드만 수정하면 되기에 효율을 높여줍니다. 또한 컴파일과 같은 과정을 할 필요없이 JSP페이지를 작성하여웹 서버의 디렉토리에 추가만 하면 사용이 가능합니다. 서블릿 규칙은 꽤나 복집하기 때문에 JSP가 나오게 되었는데 JSP는 WAS(Web Application Server)에 의하여 서블릿 클래스로 변환하여 사용되어 집니다. 

 

[ JSP 동작 구조 ]

 

 

 

웹 서버가 사용자로부터 서블릿에 대한 요청을 받으면 서블릿컨테이너에 그 요청을 넘깁니다. 요청을 받은 컨테이너는 HTTP Request와 HTTP Response 객체를 만들어, 이들을 통해 서블릿 doPost()나 doGet()메소드 중 하나를 호출합니다. 만약 서블릿만 사용하여 사용자가 요청한 웹 페이지를 보여주려면 out 객체의 println 메소드를 사용하여 HTML 문서를 작성해야 하는데 이는 추가/수정을 어렵게 하고, 가독성도 떨어지기 때문에 JSP를 사용하여 비지니스 로직과 프레젠테이션 로직을 분리합니다. 여기서 서블릿은 데이터의 입력, 수정 등에 대한 제어를 JSP에게 넘겨서 프레젠테이션 로직을 수행한 후 컨테이너에게 Response를 전달합니다. 이렇게 만들어진 결과물은 사용자가 해당 페이지를 요청하면 컴파일이 되어 자바파일을 통해 .class 파일이 만들어지고, 두 로직이 결합되어 클래스화 되는것을 확인할 수 있다. 즉, out객체의 println 메소드를 사용해서 구현해야하는 번거로움을 JSP가 대신 수행해줍니다