mvc-framework

MVC 프레임워크를 간단하게 만들어보자

• 계산기 기능 구현
• HTTP 요청/응답 기능 구현 was-practice
• 서블릿 인터페이스를 직접 구현
• JDBC template 구현
• Reflection을 사용해 Annotation 만들어보기
• Annotation 기반 MVC 프레임워크

환경

• JDK 11
• apache-tomcat-9.0.65.tar.gz

  # 실행
  $TOMCAT_PATH/bin/startup.sh
  # 중지  
  $TOMCAT_PATH/bin/shutdown.sh

HTTP 특징

• HTTP/1.1, HTTP/2는 TCP 기반 위에서 동작
• HTTP/3는 UDP 기반 위에서 동작

HTTP 요청/응답 메시지 구조

• 클라이언트
  • 요청 메시지
    • Request line: GET /calculate?operand1=11&operator=*&operand2=55 HTTP/1.1
      • httpMethod: GET
      • path: /calculate
      • queryString: operand1=10&operator=+&operand2=55
    • Header
    • Blank line
    • Body
• 서버
  • 응답 메시지
    • Status line: HTTP/1.1 200 OK
    • Header
      • Content-Type: application/json;charset=utf-8
      • Content-Length: 2
    • Blank line
    • Body: 65

클라이언트 - 서버 모델

• 무상태 프로토콜 (Stateless)
  • 서버가 클라이언트 상태를 유지하지 않음
  • 해결책 : Keep-Alive 속성 사용
• 비 연결성 (Connectionless)
  • 서버가 클라이언트 요청에 대해 응답을 마치면 맺었던 연결을 끊어버림
  • 해결책 : 쿠키 (클라이언트에 정보 저장), 세션 (서버에 정보 저장), JWT

CGI (Common Gateway Interface)

참조

• 웹 서버와 애플리케이션 사이에 데이터를 주고받는 규약
• CGI 규칙에 따라서 만들어진 프로그램을 CGI 프로그램이라 함
• CGI 프로그램 종류
  • 컴파일 방식 (C, C++, Java 등)
  • 인터프리터 방식 (PHP, Python 등)

인터프리터 방식 CGI 프로그램

웹 서버 ↔ Script engine ↔ Script 파일

서블릿과 서블릿 컨테이너

웹 서버 ↔ Servlet Container ↔ Servlet 파일

Servlet (Server + Applet)

• 자바에서 웹 애플리케이션을 만드는 기술
• 자바에서 동적인 웹 페이지를 구현하기 위한 표준

ServletContainer

• 서블릿의 생성부터 소멸까지의 라이프사이클을 관리하는 역할
• 서블릿 컨테이너는 웹 서버와 소켓을 만들고 통신하는 과정을 대신 처리해준다.
  • 컨테이너란 라이프사이클을 관리해준다는 의미와 비슷
  • 개발자는 비즈니스 로직에만 집중
• 서블릿 객체를 싱글톤으로 관리
  • 상태를 유지(stateful)하게 설계하면 안됨
  • 상태를 유지하게 되면 Thread safety 하지 않음

WAS vs ServletContainer

• WAS는 ServletContainer를 포함하는 개념
• WAS는 매 요청마다 Thread Pool에서 기존 Thread를 사용
• WAS의 주요 튜닝 포인트는 max thread 수
• 대표적인 WAS는 Tomcat

Servlet Interface

• 서블릿 컨테이너가 서블릿 인터페이스에 있는 메소드들을 호출함
• 서블릿 생명주기와 관련된 메서드
  • init(): 서블릿 생성 후 초기화 작업을 수행
  • service(): 클라이언트 요청이 들어올 때 마다 서블릿 컨테이너가 호출하는 메서드
  • destroy(): 서블릿 컨테이너가 종료될 때 호출
• 서블릿 기타 메서드
  • getServletConfig(): 서블릿 초기 설정 정보를 담고있는 객체를 반환
  • getServletInfo(): 서블릿 정보를 반환

GenericServlet

• 인터페이스가 아닌 아닌 추상 클래스
• service()만 구현하면 됨
  • init(), destroy(), getServletConfig(), getServletInfo()은 필요한 경우에만 구현

HttpServlet

• GeneriServlet과 다르게 Http 메서드마다 다르게 동작할 수 있도록 메서드를 지원한다.
• service() 메서드 내에서 Http 메서드 요청에 따라 아래 메서드들을 호출한다.
  • doGet()
  • doPost()
  • doPut()
  • doHead()
  • doDelete()
• 따라서 오버라이드가 필요

URL 인코딩 (= 퍼센트 인코딩)

• URL로 사용할 수 없는 문자(예약어, Non-ASCII 문자(한글) 등)를 사용할 수 있도록 인코딩
• 인코딩 된 문자는 triplet(세 개가 한 세트)로 인코딩 되며 각각을 % 다음에 두 개의 16진수로 표현

JDBC (Java Database Connectivity)

• 자바 애플리케이션에서 DB 프로그래밍을 할 수 있도록 도와주는 표준 인터페이스
• JDBC 인터페이스들을 구현한 구현체들은 각 데이터베이스 벤더 사들이 제공함
  • 드라이버라고 부른다.

DBCP (Database Connection Pool)

• 미리 일정량의 DB 커넥션을 생성해서 풀에 저장해두고 있다가 요청에 따라 필요할 때 풀에서 커넥션을 가져다가 사용하는 기법
• Spring Boot 2.0 부터는 Default 커넥션 풀로 HikariCP 사용

커넥션 풀 사용 시 유의사항

• 커넥션의 사용 주체는 WAS Thread이므로 커넥션 개수는 WAS Thread 수와 함께 고려해야 함
• 커넥션 수를 크게 설정하면 메모리 소모가 큰 대신 동시 접속자 수가 많아지더라도 사용자 대기 시간이 상대적으로 줄어들게 되고, 반대로 커넥션 개수를 작세 설정하면 메모리 소모는 적은 대신 그만큼 대기 시간이 길어질 수 있다.
  • 따라서 적정량의 커넥션 객체를 생성해 두어야 한다.

DataSource

• 커넥션을 획득하기 위한 표준 인터페이스
• ex) HikariCP DataSource

Reflection

• Heap 영역에 로드돼 있는 클래스 타입의 객체를 통해 필드/메서드/생성자를 접근 제어자와 상관 없이 사용할 수 있도록 지원하는 API

  • Heap 영역에 있는 클래스를 불러오는 3가지 방법

    // 1
    Class<User> clazz = User.class;
    
    // 2
    User user = new User("noose", "홍길동");
    Class<? extends User> clazz2 = user.getClass();
    
    // 3
    Class<?> clazz3 = Class.forName("org.example.model.User");
    
    assertThat(clazz == clazz2).isTrue();
    assertThat(clazz2 == clazz3).isTrue();
    assertThat(clazz3 == clazz).isTrue();

• 컴파일 시점이 아닌 런타임 시점에 동적으로 특정 클래스의 정보를 추출해낼 수 있는 프로그래밍 기법

• 주로 프레임워크 또는 라이브러리 개발 시 사용됨

  • Spring 프레임워크 (ex. DI)
  • Test 프레임워크 (ex. JUnit)
  • JSON Serializaiton/Deserialization 라이브러리 (ex. Jackson)
  • 등등

Front Controller Pattern

• 모든 요청을 단일 handler(처리기)에서 처리하도록 하는 패턴
• 스프링 웹 MVC 프레임워크의 DispathcerServlet(Front Controller 역할)이 Front Controller 패턴으로 구현돼 있음

Forward vs Redirect

Forward

• 서블릿에서 클라이언트(웹 브라우저)를 거치지 않고 바로 다른 서블릿(또는 JSP)에게 요청하는 방식
• Forward 방식은 서버 내부에서 일어나는 요청이기 때문에 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체가 새롭게 생성되지 않음(공유 됨)

  RequestDispatcher dispatcher = request.getRequestDispatcher("포워드 할 서블릿 또는 JSP");
  dispatcher.forward(request, response);

Redirect

• 서블릿이 클라이언트(웹 브라우저)를 다시 거쳐 다른 서블릿(JSP)에게 요청하는 방식
• Redirect 방식은 클라이언트로부터 새로운 요청이기 때문에 새로운 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체가 생성됨
• HttpServletResponse 객체의 sendRedirect() 이용

스프링 웹 MVC 프레임워크

DI (Dependency Injection)

• 의존성 주입
  • 한 객체가 다른 객체를 사용할 때 의존성이 있다고 한다.
• 런타임 시 의존 관계를 맺는 대상을 외부에서 결정하고 주입해 주는 것
• 스프링 프레임워크는 DI 기능을 지원해주는 프레임워크

DI 장점

• 구체 클래스를 직접 의존하기 보다 의존성 주입을 인터페이스 기반으로 설계하면, 코드가 유연해진다.
  • 느슨한 결합도 (loose coupling)
• 변경에 유연해짐
  • 결합도가 낮은 객체끼리는 부품을 쉽게 갈아끼울 수 있다.
• 테스트하기 좋은 코드가 될 수 있다.