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[ Java ] Servlet이란? (Servlet 정의, Servlet 동작 과정)

ye._.veloper 2023. 5. 1. 13:00

☁ Servlet

 · 동적 웹 페이지를 만들 때 사용되는 자바 기반의 웹 애플리케이션 프로그래밍 기술

 · Server Side에서 돌아가는 Java Program

 · 개발자가 작성해야 하는 부분

 · 웹을 만들 때는 다양한 요청(Request)과 응답(Response)이 있고, 이 요청과 응답에는 규칙이 존재하는데 이러한 요청과 응답을

     일일이 처리하기엔 어려움이 있다.

    ➡ Servlet은 이러한 웹 요청과 응답의 흐름을 간단한 메서드 호출만으로 체계적으로 다룰 수 있게 해준다.

 · Servlet은 

     1 ) Java class로 웹 애플리케이션을 작성한 뒤 이후 웹 서버 안에 있는 웹 컨테이너에서 이것을 실행하고, 

     2 ) 웹 컨테이너에서는 Servlet 인스턴스를 생성 후

     3 ) 서버에서 실행되다가 웹 브라우저에서 서버에 요청(Request)하면 

     4 ) 요청에 맞는 동작을 수행하고 웹 브라우저에 HTTP형식으로 응답(Response) 한다. 

 

  💡 예를 들어,
로그인 시도할 때 서버가 클라이언트에서 입력되는 아이디와 비밀번호를 확인하고 결과를 응답하는데
이러한 역할을 수행하는 것이 Servlet

 

☁ 주요 특징

  • 클라이언트의 Request에 대해 동적으로 작동하는 Web Application Component
  • HTML을 사용하여 Response 한다.
  • JAVA의 스레드를 이용하여 동작한다.
  • MVC 패턴에서의 컨트롤러로 이용된다.
  • HTTP 프로토콜 서비스를 지원하는 javax.servlet.http.HttpServlet 클래스를 상속받는다.
  • UDP보다 속도가 느리다.
  • HTML 변경 시, Servlet을 다시 컴파일해야 하는 단점이 있다.

 

☁ 동작 과정

1. 클라이언트 요청

2. HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체 생성

3. web.xml이 어느 서블릿에 대해 요청한 것인지 탐색 
   ➡ 설정 파일을 참고하여 매핑할 Servlet을 확인
   
4. 해당하는 서블릿 인스턴스 존재의 유무를 확인
   ➡ 없다면 init() 메서드 호출하여 인스턴스 생성
   
5. Servlet Container에 스레드를 생성
   ➡ service() 메소드 호출 

5. doGet() 또는 doPost() 호출 

6. 동적 페이지 생성 후 ServletResponse 객체에 응답 전송

7. 응답 처리 후, distory() 메소드를 실행
   ➡ HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체 소멸

※ web.xml : 서블릿을 작성했다면 해당 서블릿을 사용자가 요청한 경로와 맵핑시켜야 WAS에서 맵핑된 정보를 읽어서 브라우저에서 해당 URL로 HTTP요청 시 해당 서블릿으로 요청을 전달해 줄 수 있다.

소스를 분석할 때도 가장 먼저 확인해봐야 할 부분이다.

톰캣을 예로 들면 웹 애플리케이션 서비스 처리에 대해 정의된 환경 설정 파일이 server디렉터리의 web.xml에 있다.

 

 

 

 ⓐ 클라이언트가 웹 서버에 요청하면 웹 서버는 그 요청을 톰캣과 같은 WAS에 위임한다. 

    ➡ Web Server는 HTTP request를 Web Container(Servlet Container)에게 위임

            1) web.xml 설정에서 어떤 URL과 매핑되어 있는지 확인

            2) 클라이언트(browser)의 요청 URL을 보고 적절한 Servlet을 실행

 

ⓑ Web Container는 service() 메서드를 호출하기 전, Servlet 객체를 메모리에 올린다.

     1) Web Container는 적절한 Servlet 파일을 컴파일(.class 파일 생성)한다.

     2) .class 파일을 메모리에 올려 Servlet 객체를 만든다.

     3) 메모리에 로드될 때 Servlet 객체를 초기화하는 init() 메서드가 실행된다.

 

ⓒ Web Container는 Request가 올 때마다 thread를 생성하여 처리한다.

     각 thread는 Servlet의 단일 객체에 대한 service() 메서드를 실행한다.

 

Servlet은 요청에 대한 기능을 수행한 후 결과를 반환하여 클라이언트에 전송한다.

 

☁ 형식

public class FirstServlet extends HttpServlet {
	@Override
    public void init() {
    ...
	}
    
    @Override
    public void doGet(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) {
    ...
    }
    
    @Override
    public void destroy() {
    ...
    }
}

 

init()

Servlet이 처음으로 요청될 때 초기화를 하는 메서드

    · 클래스를 new해서 초기화한 후 사용하듯이 Servlet Class도 초기화 해줘야 사용 가능

       초기화된 Servlet은 Singleton으로 관리되어 한 번 더 해당 Servlet Class를 호출하면 기존에 있던 Servlet Class를 호출

    · 서블릿 요청 시 맨 처음 한 번만 호출

 

service() - doGet(), doPost()

Servlet 컨테이너가 요청을 받고 응답을 내려줄 때 필요한 서블릿의 service 메서드

    · Servlet interface를 구현한 HttpServlet 클래스의 doGet(), doPost()가 호출

    · 서블릿 요청 시 매번 호출

    · 실제로 클라이언트가 요청하는 작업을 수행

 

destroy()

더 이상 사용되지 않는 Servlet  Class는 주기적으로 Servlet 컨테이너가 destory() 메서드를 호출하여 제거한다. 

    · 제거된 Servlet은 service 메서드에 해당하는 모든 스레드들이 종료되거나 사용 시간이 오래되어 타임 아웃된 경우에 이 클래스를

        다시 사용하기 위해서 다시 init()을 해야 한다.

    · 서블릿이 기능을 수행하고 메모리에서 소멸될 때 호출

    · 서블릿의 마무리 작업을 주로 수행

 

☁ 생명 주기

Servlet도 Java Class이므로 실행하면 초기화부터 서비스 수행 후 소멸하기까지의 과정을 거친다. 

이 과정을 Servlet의 "생명 주기"라하며 각 단계마다 호출되어 기능을 수행하는 콜백 메서드를 서블릿 생명주기 메서드라한다.

클라이언트 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인하고, 없을 경우 init()을 호출하여 메모리에 적재한다. 

init()은 처음 한번만 실행되기 때문에, 서블릿의 스레드에서 공통적으로 사용해야 하는 것이 있다면 오버라이딩 하여 구현하면 된다. 

실행 중 서블릿이 변경될 경우, 기존 서블릿을 destroy()하고 init()을 통해 새로운 내용을 다시 메모리에 적재한다.

 

init()이 호출된 후 클라이언트의 요청에 따라서 service()를 통해 요청에 대한 응답이 doGet()과 doPost()로 분기된다. 

이 때 서블릿 컨테이너가 클라이언트의 요청이 오면 가장 먼저 처리하는 과정으로 생성된 HttpServletRequest, HttpServleResponse에 의해 request와 response 객체가 제공된다.

 

컨테이너가 서블릿에 종료 요청을 하면 destroy()가 호출되는데 마찬가지로 한 번만 실행되며, 종료 시에 처리해야 하는 작업들은 destroy() 메소드를 오버라이딩하여 구현하면 된다.

 

☁ Servlet Concurrency

 · Java 서블릿 컨테이너 / 웹 서버는 일반적으로 멀티 쓰레드 환경이다.

      · 같은 Servlet에 대한 여러 개의 요청이 동시에 실행될 수 있어 runtime에 따라 결과가 달라질 수 있다.

        ➡ Servlet은 메모리에 한 번 올라오고 멀티 쓰레드 환경에서 여러 thread는 하나의 Servlet을 공유하기 때문에

              Concurrency Control(병행성 제어)가 필요하다.

 

 · Servlet의 service() 메서드 안의 변수

      · 정적 변수, 멤버 변수: 공유하는 지원이므로 상호배제가 필요

      · 지역 변수: thread마다 독립적으로 생성

 

 

 

☁ Servlet Container란?

구현되어 있는 servlet 클래스의 규칙에 맞게 서블릿을 담고 관리해주는 컨테이너

클라이언트에서 요청을 하면 컨테이너는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 생성하여 post, get여부에 따라 동적인 페이지를 생성하여 응답을 보낸다.

 

⚡ HttpServletRequest
      http프로토콜의 request정보를 서블릿에게 전달하기 위한 목적으로 사용하며 헤더 정보, 파라미터, 쿠키, URI, URL 등의
      정보를 읽어 들이는 메서드와 Body의 Stream을 읽어 들이는 메서드를 가지고 있다.

⚡ HttpServletResponse
      WAS는 어떤 클라이언트가 요청을 보냈는지 알고 있고, 해당 클라이언트에게 응답을 보내기 위한 HttpServleResponse
     객체를 생성하여 서블릿에게 전달하고 이 객체를 활용하여 content type, 응답 코드, 응답 메시지 등을 전송한다.

 

☁ Servlet Container 주요 기능

1. Servlet의 생명주기 관리

    ◽ Container가 기동되는 순간 Servlet Class를 로딩해서 인스턴스화 하고, 초기화 메서드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한

        Servlet Method를 찾아서 동작

    ◽ Servlet의 생명이 다하는 순간 Garbage Collection(GC)을 통해 메모리에서 제거

 

2. 통신 지원

    ◽ 클라이언트의 Request를 받아주고 Response를 보낼 수 있게 웹 서버와 소켓을 만들어서 통신

    ◽ "통신을 한다"는 소켓을 만들고, 특정 포트를 리스닝하고, 연결 요청이 들어오면 스트림 생성해서 요청을 받는 이 과정을

        컨테이너가 대신 해주는 것

    ◽ 서블릿 컨테이너는 이렇게 소켓을 만들고 listen, accept 등 기능을 API로 제공하여 복잡한 과정을 생략할 수 있게 해준다.

 

3. 멀티스레딩 관리

    ◽ 서블릿 컨테이너는 해당 서블릿의 요청이 들어오면 스레드를 생성해서 작업을 수행

       ➡ 동시에 여러 요청이 들어와도 멀티스레딩 환경으로 동시 다발적인 작업을 관리할 수 있다.

    ◽ 한 번 메모리에 올라간 스레드는 다시 생성할 필요가 없기에 메모리 관리에 효율적

 

4. 선언적인 보안 관리

    ◽ 서블릿 컨테이너는 보안 관련된 기능을 지원 

        ➡ 서블릿 또는 자바 클래스 안에 보안 관련된 메서드를 구현하지 않아도 된다. 

    ◽ 대체적으로 보안 관리는 XML 배포 서술자에 기록하기 때문에 보안 이슈로 소스를 수정할 일이 생겨도 자바 소스 코드를 수정하여

       다시 컴파일 하지 않아도 된다.

 

Ref. [Web] 서블릿(Servlet)이란 무엇인가? 서블릿 총정리

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