김영한님의 인프런 [스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술]강좌를 참고하여 작성하였습니다. 

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스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술 - 인프런 | 강의

웹 애플리케이션을 개발할 때 필요한 모든 웹 기술을 기초부터 이해하고, 완성할 수 있습니다. 스프링 MVC의 핵심 원리와 구조를 이해하고, 더 깊이있는 백엔드 개발자로 성장할 수 있습니다., -

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회원 관리 웹 애플리케이션 요구사항

🍅위치

  • src.main.java.hello.servlet.domain.member.Member
  • src.main.java.hello.servlet.domain.member.MemberRepository

🍅src.main.java.hello.servlet.domain.member.Member

  • 클래스명 위에 lombok을 이용한 @Getter, @Setter 라이브러리를 추가해주었다. 
  • 필드는 Long 형식의 id, String 형식의 username, integer형식의 age이다. 
  • 기본 생성자와 username, age를 파라미터로 가지고 있는 생성자를 작성하였다. 

🍅src.main.java.hello.servlet.domain.member.MemberRepository

  • 싱글톤방식으로 프로그램을 설계하기 위해서는 private로 생성자를 외부로부터의 접근을 막아야 한다. 

  • 멤버를 저장할 수 있는 save 메소드를 정의하였다. 
  • 아이디를 이용하여 멤버를 조회할 수 있는 findById 메소드를 정의하였다. 
  • store에 있는 모든 values를 리스트에 넣어 반환받을 수 있는 findAll 메소드를 정의하였다. 
  • 테스트 코드 작성을 위한 clearStore 메소드를 정의하였다. 

🍅 MemberRepositoryTest 

  • 테스트 코드 작성을 위해 MemberRepository 객체를 생성할때, new를 이용한 생성은 불가능하다. 왜냐하면 싱글톤방식을 이용하고 있기 때문에 생성자에 외부에서 접근할 수 없기 때문이다. 
  • 따라서 getInstance() 메소드를 이용하여 새로운 객체를 MemberRepository 내부에서 생성해주었다. 


서블릿으로 회원 관리 웹 애플리케이션 만들기

  • 본격적으로 서블릿을 이용해 회원 관리 웹 애플리케이션을 만들어보자. 
  • 가장 먼저 서블릿으로 회원 등록 HTML 폼을 제공해보자. 

🍅 src.main.java.hello.web.servlet.MemberFormServlet.java

  • 역시 MemberRepository 객체를 생성할 때에는 new 키워드 대신 getInstence()메서드를 이용한다. 

  • 서블릿을 실행해보면 다음과 같은 form이 나타난다. 

  • Ctrl + U로 소스보기를 확인해보면 다음과 같은 HTML코드를 확인할 수 있다. 

  • 개발자도구-Form Data를 확인해보면 입력한 내용을 확인 할 수 있다. 
  • 다만 전송을 해도 오류 페이지가 드게 된다. 왜냐하면 입력해준 코드의 form태그를 살펴보면 action 속성에 입력된 데이터를 보내줄 경로의 파일이 존재하지 않기 때문이다. 

🍅src.main.java.hello.web.servlet.MemberSaveServlet.java

  • HTML Form 데이터를 전달받는 서블릿을 만들었다. 
  • 파라미터를 조회하여 Member 객체를 만든다. 
  • Member 객체를 MemberRepository를 통해서 저장한다. 
  • Member 객체를 사용해서 결과 화면용 HTML을 동적으로 만들어서 응답한다. 

  • getParameter을 통해 각 필드에 전달받은 값을 HTML코드를 이용하여 화면에 나타내주었다. 

🍅src.main.java.hello.web.servlet.MemberListServlet.java

  • 회원저장 서블릿에서 저장한 회원 리스트를 출력해 주는 서블릿 생성하였다. 
  • 저장한 회원 정보는 메모리에 저장되게 되고, 해당 서블릿의 경로로 들어가면 저장된 회원 정보가 나타난다. 
  • for문을 이용하여 members에 저장된 멤버 객체들이 동적으로 출력된다. 

  • 저장한 정보가 출력되었다. 

🍅템플릿 엔진으로

  • 이렇듯 서블릿과 자바 코드로 동적으로 원하는 HTML을 마음껏 만들 수 있으나 매우 비효율적이다. 
  • 자바 코드로 HTLM을 만들어 내는 것 보다 차라리 HTML문서에 동적으로 변경해야 하는 부분만 자바 코드를 넣는 것이 더 효율적이다.  -> 템플릿 엔진이 나온 이유. 
  • 템플릿 엔진의 예시
    • JSP, Thymeleaf, Freemarker, Velocity 등
  • 참고 : JSP는 성능과 기능면에서 다른 템플릿 엔진과의 경쟁에서 밀리는 추세이다. 
  • 강의에서는 JSP만 잠깐 만다루고 스프링과 잘 통합과는 Thymeleaf를 사용할 것이다. 

🍅Welcome파일 변경

  • index.html파일을 변경해주었다. 자세한 코드는 강의로 확인😊

JSP로 회원 관리 웹 애플리케이션 만들기

🍅 JSP 라이브러리 추가

implementation 'org.apache.tomcat.embed:tomcat-embed-jasper'
implementation 'javax.servlet:jstl'
  • build.gradle에 다음 JSP라이브러리를 추가한다. 
  • 작성자의 스프링부트는 3.0버전 미만이기에 해당 코드를 추가해주었다. 

🍅 회원 등록 JSP (webapp/jsp/members/new-form.jsp)

  • url창에는 webapp 그 하위디렉토리부터 /로 구분하여 입력한다. 
  • Form으로 입력받은 데이터는 "/jsp/members/save.jsp" 로 전달한다. 

  • 당장은 데이터를 보낼 경로에 해당하는 JSP가 존재하지 않기 때문에 에러페이지가 뜬다. 
  • 개발자도구로 확인했을 때 입력한 정보를 request에서 확인할 수 있다. 

🍅 회원 저장 JSP (webapp/jsp/members/save.jsp)

  • 자바 코드를 작성하려면  <% %> 태그를 사용한다. 
  • <% %>태그가 아닌 곳에서 자바 코드를 작성하려면 (값을 가져올 때) <%= %>코드를 사용한다. 

🍅 회원 목록 JSP (webapp/jsp/members.jsp)

  • <% %>태그를 이용하여 서블릿 실습때와 같이 MemberRepository 객체를 getInstance()메서드를 통해 생성해준다. 

  • out.write를 이용하여 동적으로 회원 정보를 출력해준다. 

 

🍅 서블릿과 JSP의 한계

  • 서블릿으로 개발할 때는 뷰(View)화면을 위한 HTML을 만드는 작업이 자바 코드에 섞여서 지저분하고 복잡했다. 
  • 하지만 JSP는 너무 많은 역할을 맡게 된다. -> 유지보수 지옥

🍅 MVC 패턴의 등장

  • 역할을 나눌 순 없을까..!?

MVC 패턴 - 개요

  • 너무 많은 역할
    • 하나의 서블릿이나 JSP만으로 비즈니스 로직과 뷰 렌더링까지 모두 처리하게 되면, 너무 많은 역할을 하게 되고, 결과적으로 유지보수가 어려워진다. 
  • 변경의 라이프 사이클
    • 사실상 제일 중요한 문제. 진짜 문제는 둘 사이의 변경의 라이프 사이클이 다르다는 것이다. 
  • 기능 특화
    • JSP같은 뷰 템플릿은 화면을 렌더링하는데 최적화 되어 있기 때문에, 이 부분의 업무만 담당 하는 것이 가장 효과적이다. 

🍅 MVC (Model View Controller)

  • 컨트롤러
    • HTTP요청을 받아서 파라미터를 검증하고, 비즈니스 로직을 실행한다. 
    • 뷰에 전달할 결과 데이터를 조회해서 모델에 담는다.
    • 참고
      • 컨트롤러에 비즈니스 로직을 줄 수도 있지만 이렇게 되면 컨트롤러가 너무 많은 역할을 담당한다. 
      • 그래서 일반적으로 비즈니스 로직은 서비스라는 계층을 별도로 만들어서 처리한다. 
      • 컨트롤러는 비즈니스 로직이 있는 서비스를 호출하는 역할을 담당한다. 
  • 모델
    • 뷰에 출력할 데이터를 담아둔다. 
    • 뷰가 필요한 데이터를 모두 모델에 전달해주는 덕분에 뷰는 비즈니스 로직이나 데이터 접근을 몰라도 되고, 화면을 렌더링 하는 일에 집중할 수 있다.
    • 모델에 담겨있는 데이터를 사용해서 화면을 그리는 일에 집중한다. 
    • 여기서는 HTML을 생성하는 부분을 말한다. 

컨트롤러가 비즈니스 로직 수행 후 모델에 데이터를 담은 뒤 뷰 로직을 호출하고, 뷰 로직은 모델 데이터를 참조하여 화면을 나타내는 것이다. 


MVC 패턴 - 적용

🍅 서블릿 생성(java.hello.servletmvc.MvcMemberFormServlet.java)

  • dispatcher.forward() : 다른 서블릿이나 JSP로 이동할 수 있는 기능이다. 서버 내부에서 다시 호출이 발생한다. 
  • redirect와는 다르다. 

🍅view 역할을 할 JSP파일 생성(webapp/WEB-INF/views/new-form.jsp)

  • 절대경로(/로 시작)가 아닌 상대경로(/로 시작하지 않는)를 사용하면 폼 전송시 현재 URL이 속한 계층 경로 + save가 호출된다.
  • WEB-INF 경로 안에 있다면 해당 JSP를 외부에서 직접 호출할 수 없다. 
    • 우리가 기대하는 것은 항상 컨트롤러를 통해서 JSP를 호출하는 것이다. 

  • 실행 결과이다. 아직은 오류가 난다. 

 

🍅 회원저장 - 컨트롤러 (MvcMemberSaveServlet)

🍅 회원 저장 결과 뷰 (/WEB-INF/views/save-result.jsp)

🍅 회원 목록 조회 - 컨트롤러 (MvcMemberListServlet)

🍅 회원 목록 조회 결과 뷰 (/WEB-INF/views/members.jsp)

 


MVC 패턴 - 한계

🍅 MVC 컨트롤러의 단점

  • forward 중복
    • View로 이동하는 코드가 항상 중복 호출되어야 한다. 
  • ViewPath에 중복
    • prefix: /WEB-INF/views/
    • suffix: .jsp
    • 만약 jsp가 아닌 thymeleaf같은 다른 뷰로 변경한다면 전체 코드를 다 변경해야 한다. 
  • 사용하지 않는 코드(사용할때도~ 사용하지 않을때도 있는)
    • 예시 : response 
  • 공통 처리가 어렵다. 
  • ==> 즉 공통처리에 어려움이 있음. 
  • ---> 프론트 컨트롤러(Front Controller) 패턴을 도입해보자. 

김영한님의 인프런 [스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술]강좌를 참고하여 작성하였습니다. 

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스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술 - 인프런 | 강의

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프로젝트 생성

🍅. https://start.spring.io/ 사이트에서 프로젝트를 생성해준다. 

  • Packaging을 보통은 Jar로 사용하지만 War로 설정해준다. 
    • War을 사용하는 경우는 JSP를 돌려야 하는 경우인데 강의에서JSP를 공부할 예정이기 때문에 War를 설정해주는 것. 
  • Dependencies는 Spring Web과 Lombok을 추가해준다. 
  • generate를 누른 후 원하는 위치에 압축을 풀어준다. 
  • JAVA11을 사용한다면 SpringBoot를 2.xx 로 설정해 주어야 한다고 한다고 한다. 따라서 작성자도 추후 다시 생성하였다.

  • open > 압축을 푼 프로젝트의 build.gradle 선택 > open as project 선택
  • 처음엔 시간이 좀 걸린다. packaging이 War로 되어 있는지 한 번 더 확인!

  • Settings - Gradle에서 설정 또한 IntelliJ IDEA로 바꿔주어야 속도가 빨라진다.

  • Settings - Plusins - Maketplace에서 Lombok을 설치해준다. 

  • 롬복 사용시 Annotation Processor에서 Enable Annotation processing을 체크 해주어야 한다. 


Hello 서블릿

  • 고전적인 방법으로는 톰캣과 같은 서버 직접 설치 - 서블릿 코드 클래스 파일로 빌드 - 톰캣 서버 실행. => 번거롭다.
  • 스프링 부트는 톰캣 서버를 내장하고 있으므로 톰캣 서버 설치 없이 편리하게 서블릿 코드 실행이 가능하다. 

🍅 스프링 부트 서블릿 환경 구성

  • @ServletComponenetScan은 서블릿을 자동으로 등록해주는 어노테이션이다. 

  • HelloServlet 클래스를 생성 후, HttpServlet을 상속받아준다. 
  • ctrl + o 한 후 service 중 자물쇠 표시가 되어있는 protect 메소드를 호출해준다. 

  • IntelliJ 단축키 soutm을 입력해 클래스 명을 출력해준다. 
  • 실행한 후, 웹 브라우저 주소창에 localhost:9090/hello를 입력하니 빈 화면이 뜬다. 
  • 요청 메세지를 던진 것과 마찬가지이다. 

  • getParameter을 통해서 손쉽게 쿼리 파라미터를 조회할 수 있다 .
  • 응답메세지를 보내보겠다. 
  • 값을 넣으면 응답 메세지에 데이터가 담겨서 나가게 된다. 

  • application.properties에 디버그 모드로 설정해준 후 요청을 하면 콘솔창에 정보를 띄워준다. 
  • 요청이 성공적으로 되었는지 확인이 가능하게 해준다. 

  • 웹 애플리케이션 서버의 요청 응답 구조이다. 
  • HTTP 응답에서 Content-Length는 웹 애플리케이션 서버가 자동으로 생성해준다.

🍅 Welcome 페이지 추가 

  • 개발할 내용을 편리하게 참고할 수 있도록 welcome 페이지를 만들어 두었다. 
  • webapp - index.html
  • http://localhost:9090 호출시 index.html 페이지가 열리게된다. 

  • basic.html 또한 추가해주었다. 


HttpServletRequest - 개요

  • HTTP를 직접 파싱해도 되지만 서블릿은 개발자가 HTTP 요청 메세지를 편리하게 사용할 수 있도록 개발자 대신에 HTTP 요청 메세지를 파싱해준다. 
  • HttpServletRequest를 사용하면 다음과 같은 HTTP 요청 메세지를 조회할 수 있다. 
  • 서블릿은 결과를 'HttpServletRequest' 객체에 담아서 제공한다. 

🍅HTTP 요청 메세지

...
POST / save HTTP/ 1.1
Host: localhost : 8080
Content-Type: application/x-www-form-urlencoded

username=kim&age=20
...
  • START LINE
    • HTTP 메소드
    • URL
    • 쿼리 스트링
    • 스키마, 프로토콜
  • 헤더
    • 헤더 조회
  • 바디
    • form 파라미터 형식 조회
    • message body 데이터 직접 조회
  • HttpServletRequest를 사용하면 위와 같은 HTTP 메세지를 편리하게 조회할 수 있다. 

 

🍅  HttpServletRequest 역할1 :  임시 저장소 기능

  • 해당 HTTP 요청이 시작부터 끝날 때 까지 유지되는 임시 저장소 기능
    • 저장 : 'request.setAttribute(name, value)
    • 조회 : 'request.getAttribute(name)

🍅  HttpServletRequest 역할2 :  세션 관리 기능

  • request.getSession(create: true)

HttpServletRequest - 기본 사용법

  • 클래스 생성 후, HttpServlet을 상속받아주었다.
  • @WebServlet 어노테이션을 통해 서블릿 이름과 경로를 설정해주었다.

🍅 Start-line 정보

  • 소스 코드 전체를 드래그 한 후, ctrl + Alt + Shift + T 를 눌러 extract method로 메소드를 뽑아내었다. 

  • 메소드를 실행 후, http://localhost:9090/request-header 경로를 들어가주니 정보가 출력되었다. 

  • http://localhost:9090/request-header?username=hello
  • username의 정보가 들어간 쿼리스트링을 덧붙여보니 null값으로 출력된 쿼리 스트링 부분이 username=hello로 바뀌어 출력되었다. 

🍅 헤더 정보

 

  • getHeaderNames를 이용하여 Header에서 정보를 꺼내주었다. 

  • asIterator 기능을 이용하여 출력하는 방법도 있다. 
  • 동일하게 출력되었다. 

 

🍅 Header 편리한 조회

  • 해당 코드를 작성 후, service 에 printHeaderUtils(request)로 호출한 후, 실행해주었다. 
  • request.getLocale은 제일 우선순위의 언어를 반환한다. 
  • cookie.getName()으로 원하는 이름의 쿠키를 꺼낼 수 있다. 
  • Postman을 이용하여 getContentType()을 더 알아보도록 하자. 

  • POST 방식으로 Body에 Text 형식의 내용을 담았다. 
  • header을 확인해 보면 Content-Type이 text/plain으로 표시된 것을 볼 수 있다. 
  • Send로 정보를 보내준다. 
  • ** localhost://9090으로 변경하였다. 

  • Postman이 만들어서 보내준 정보로 의해 ContentType()의 값이 text/plain으로 변경된 것을 볼 수 있다. 

🍅 기타 정보


HTTP 요청 데이터 - 개요

🍅 데이터를 전달하는 방법 3가지 (클라이언트 -> 서버)

  • GET - 쿼리 파라미터
    • /url?username=hello&age=20
    • 메시지 바디 없이, URL의 쿼리 파라미터에 데이터를 포함해서 전달
    • 예) 검색, 필터, 페이징등에서 많이 사용하는 방식
    • 아래의 캡쳐와 같이 구글에 hello라고 검색했을 시, URL 부분에 ?로 시작하는 쿼리 스트링을 확인할 수 있다. 

  • POST - HTML Form
    • content-type: application/x-www-form-urlencoded
    • 메시지 바디에 쿼리 파라미터 형식으로 전달 username=hello&age=20
      • 조회할시, GET과 호환이 된다. 추후에 설명 예정
    • 예) 회원 가입, 상품 주문, HTML Form 사용
  • HTTP message body에 데이터를 직접 담아서 요청
    • HTTP API에서 주로 사용, JSON, XML, TEXT
    • 데이터 형식은 주로 JSON 사용
    • POST, PUT, PATCH

HTTP 요청 데이터 -  GET 쿼리 파라미터

  • 다음 데이터를 클라이언트에서 서버로 전송해보자.
  • 전달 데이터
    • username=hello
    • age=20
  • 메시지 바디 없이, URL의 '쿼리 파라미터'를 이용해서 데이터를 전달하자. 
  • 예) 검색, 필터, 페이징등에서 많이 사용하는 방식
  • 쿼리 파라미터는 '?'를 시작으로 보낼 수 있으며, 추가 파라미터는 '&'로 구분한다. 

  • request 패키지에 RequestParamSevlet 클래스를 생성해준 후, 동일한 이름을 가진 서블릿을 만들어 주었다. 

  • 아직 파라미터가 없기 때문에 아무것도 출력되지 않았다. 

  • 쿼리 스트링 형태로 입력한 파라미터가 콘솔창에 출력되었다. 

  • 단일 파라미터 또한 조회할 수 있다. 

  • 복수의 값이 입력될 경우 처음 파라미터만 조회 가능하다. 어떻게 해결할 수 있을까?

  • getParameterValues를 이용하여 파라미터 값을 받아준 후, 배열에 넣어줌으로 이를 해결할 수 있다. 

HTTP 요청 데이터 -  POST HTML Form

  • HTML의 Form은 주로 회원 가입, 상품 주문 등에서 사용하는 방식이다. 

🍅 특징

  • content-type : application/x-www-form-urlencoded
  • 메시지 바디에 쿼리 파라미터 형식으로 데이터를 전달한다. username=hello&age=20

 

🍅 실습 코드 작성 : hello-form.html

  • webapp하위에 basic디렉터리를 생성해준 후, hello-form.html 파일을 생성해 주었다. 
  • hello-form.html파일은 "/request-param"으로 post방식으로 데이터를 보내준다. 

 

  • 실행 후 username="tomato"&age="24"를 입력했다. 
  • 입력한 내용은 /request-param 서블릿으로 POST방식으로 전달된다. 

  • 개발자도구를 확인해 보면 Form Data 부분에 입력한 값이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다. 

🍅 참고

  • request.getParameter()는 GET URL 쿼리 파라미터 형식, POST HTML Form 형식 둘 다 지원한다. 

🍅 Postman을 사용한 테스트

  • Postman으로 테스트를 진행해도 HTML 파일을 만들어 테스트한 것과 결과는 같다. 

HTTP 요청 데이터 -  API 메시지 바디 - 단순 텍스트

  • HTML message body에 데이터를 직접 담아서 요청
    • HTTP API에서 주로 사용, JSON, XML, TEXT
    • 데이터 형식은 주로 JSON사용
    • POST, PUT, PATCH

🍅 예제 파일 : RequestBodyStringServlet

  • ServletInputStream을 사용하면 데이터를 바이트로 받아오기 때문에 텍스트로 바꾸기 위해 StreamUtils를 사용해 text파일로 바꿔주었다. 
    • 단, 인코딩 방식을 알려줘야 한다. 

  • 서버를 재시작하고 postman을 이용하여 hello!라는 데이터를 날려주었다. 

HTTP 요청 데이터 -  API 메시지 바디 - JSON

🍅 JSON 형식 전송

  • POST http://localhost:9090/request-body-json
  • content-type : "application/json"
  • message Body: {"username": "hello", "age":20}

🍅 JSON 형식 파싱 추가

  • lombok 의존성을 추가해주었기 때문에 lombok.Getter, lombokSetter을 import해주는 것만으로도 게터세터를 입력하지 않아도 된다. 
  • 다만 어노테이션을 꼭 붙여주도록 하자. 

🍅 예제 코드 작성 : RequestBodyJsonServlet

🍅 Postman으로 실행하기


HttpServletResponse - 기본 사용법

🍅 HttpServletResponse 역할

  • HTTP 응답 메시지 생성
    • HTTP 응답코드 생성
    • 헤더 생성
    • 바디 생성
  • 편의 기능 제공
    • Content-Type, 쿠키, Redirect

🍅 HttpServletResponse - 기본사용법

  • response.setHeader을 이용하여 설정한 값으로 적용되어 있는 것을 볼 수 있다. 

🍅 Content 편의 메서드

🍅 쿠키 편의 메서드

🍅 리다이렉트 편의 메서드


Http 응답 데이터 - 단순 텍스트, HTML

HTTP 응답 메시지는 주로 다음 내용을 담아서 전달한다.

  • 단순 텍스트 응답 (예 : writer.println("ok");)
  • HTML 응답
  • HTTP API - MessageBody JSON 응답

🍅 HttpServletResponse - HTML 응답

  • html 형식으로 HTTP응답을 하려면 contentType을 text/html으로 해주고 인코딩 설정까지 해주어야 한다. 


Http 응답 데이터 - API Json

  • content-type을 application/json으로 지정해야 한다. 
  • Jackson 라이브러리가 제공하는 objectMapper.writeValueAsString()를 사용하면 객체를 JSON문자로 변경할 수 있다. 

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웹 서버, 웹 애플리케이션 서버

🍅 모든 것이 HTTP - HTTP 메시지에 모든 것은 전송

  • HTML, TEXT
  • IMAGE, 음성, 영상, 파일
  • JSON, XML (API)
  • 거의 모든 형태의 데이터 전송 가능
  • 서버간에 데이터를 주고 받을 때도 대부분 HTTP 사용
  • 지금은 HTTP 시대!

 

🍅 웹 서버(Web Server)

  • HTTP 기반으로 동작
  • 정적 리소스 제공, 기타 부가기능
  • 정적(파일) HTML, CSS, JS, 이미지, 영상
  • 예) NGICK, APACHE
  • 1. HTTP요청 2. HTTP 응답

 

🍅 웹 어플리케이션 서버(WAS - Web Application Server)

  • HTTP 기반으로 동작
  • 웹 서버 기능 포함 + (정적 리소스 제공 가능)
  • 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직 수행
  • =>  정적 리소스를 전달하는 웹서버와는 달리 사용자에 따라 이름을 보여준다거나.. 이런 로직 수행 가능.  
    • 동적 HTML, HTTP API(JSON)
    • 서블릿, JSP, 스프링 MVC
  • 예) 톰캣(Tomcat), Jetty, Undertow

 

🍅 웹 서버, 웹 애플리케이션 서버 (WAS) 차이

  • 웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 애플리케이션 로직
  • 사실 둘의 용어 경계도 모호
    • 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 특화되어 있다. 

 

🍅 웹 서비스 구성1 - WAS, DB

  • WAS, DB 만으로 시스템 구성 가능 
  • WAS는 정적 리소스, 애플리케이션 로직 모두 제공 가능
  • WAS가 너무 많은 역할을 담당(애플리케이션 로직도 실행, 정적인 컨텐츠 제공) =>  서버 과부하 우려
  • 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행이 어려울 수 있음
  • WAS 장애시 오류 화면도 노출 불가능

 

🍅 웹 시스템 구성2 - WEB, WAS, DB

  • 정적 리소스는 웹 서버가 처리
  • 웹 서버는 애플리케이션 로직같은 동적인 처리가 필요하면 WAS에 요청을 위임
  • WAS는 중요한 애플리케이션 로직 처리 전담. 
  • 효율적인 리소스 관리
    • 정적 리소스가 많이 사용되면 Web 서버 증설
    • 애플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS 증설
  • 정적 리소스만 제공하는 웹 서버는 잘 죽지 않음
  • 애플리케이션 로직이 동작하는 WAS 서버는 잘 죽음
  • WAS, DB 장애시 WEB 서버가 오류 화면 제공 가능

서블릿

🍅 HTML Form 데이터 전송

서버가 처리해야 하는 업무

서버 TCP/IP 연결, 소켓 연결
HTTP 요청 메시지를 파싱해서 읽기
POST 방식, /save URL인지
Content-Type 확인
HTTP 메시지 바디 내용 파싱 - username, age, 데이터를 사용할 수 있게 파싱
저장 프로세스 실행
비즈니스 로직 실행 - 데이터베이스에 저장 요청 => 의미있는 비즈니스 로직
HTTP 응답 메시지 생성 시작
- HTTP 시작 라인 생성
- Header 생성
- 메시지 바디에 HTML 생성에서 입력
TCP/IP에 응답 전달, 소켓 종료

=> 저 의미없는 과정을 서블릿이 해줌. 

🍅 서블릿 특징

  • urlPattern(/hello)의 URL이 호출되면 서블릿 코드가 실행
  • HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest
    • 우리는 그냥 request라는 객체를 사용하면 된다. 
  • HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있는 HttpServletResponse
    • 우리는 response객체에 원하는 정보를 넣으면 된다. 
  • 개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용
  • 그러나 HTTP 스펙을 대략 알고 있어야 한다.  

HTML 요청, 응답 흐름

  • HTTP 요청시
    • WAS는 Request, Response 객체를 새로 만들어서 서블릿 객체 호출
    • 개발자는 Request 객체에서 HTTP 요청 정보를 편리하게 꺼내서 사용
    • 개발자는 Response 객체에서 HTTP 응답 정보를 편리하게 입력
    • WAS는 Response 객체에 담겨있는 내용으로 HTTP 응답 정보를 생성

서블릿 컨테이너

  • 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 함
  • 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리
  • 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리
    • 고객의 요청이 올 때 마다 계솔 객체를 생성하는 것은 비효율
    • 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용
    • 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근
    • 공유 변수 사용 주의 // 잘못 사용시 A가 로그인했는데 B 정보 볼 수 있다던지.. 문제 발생. 
    • 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료
  • JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용
  • 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원

동시 요청 - 멀티 쓰레드

  • 백엔드 개발자는 이 부분에 대한 개념을 정리하는 것이 매우 중요하다. 
  • 트래픽이 많을때를 해결해야 하기 때문

🍅 쓰레드

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

🍅 단일 요청 -  쓰레드 하나 사용

  • 쓰레드 휴식 -> 쓰레드 할당(서블릿 호출) -> 쓰레드 휴식

 

🍅 다중 요청 - 쓰레드 하나 사용

 🍅 요청 마다 쓰레드 생성 - 장단점

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

🍅 쓰레드 풀

  • 특징
    • 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다. 
    • 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본 설정 (변경 가능)
  • 사용
    • 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용한다. 
    • 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다. 
    • 최대 쓰레드가 모두 사용중이여서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면?
      • 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다. 
    • 장점
      • 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)가 절약되고, 응답 시간이 빠르다. 
      • 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다. 

🍅 쓰레드 풀 - 실무팁

  • WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다. 
  • 이 값을 너무 낮게 설정하게 되면, 동시 요청이 많을 시 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 
  • 이 값을 너무 높게 설정하게 되면, 동시 요청이 많을 시 CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운
  • 장애 발생시?
    • 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
    • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

🍅 쓰레드 풀 - 너무 낮게 설정

🍅 쓰레드 풀 - 쓰레드 풀의 적정 숫자. 

  • 쓰레드 풀의 적정 숫자는 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO리소스 (추후에 찾아볼것.) 상황에 모두 다르다. 
  • 성능 테스트
    • 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트 시도
    • 툴: 아파치 ab, 제이미터, nGrinder 등이 있다. 

🍅 WAS의 멀티 쓰레드 지원

  • 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리한다. 
  • 즉, 개발자는 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 된다. 
  • 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발할 수 있다. 
  • 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용해야 한다. 

HTML, HTTP, API, CSR, SSR

🍅 정적 리소스

  • 고정된 HTML파일, CSS, JS, 이미지, 영상 등을 제공하는 리소스이다. 
  • 주로 웹 브라우저

🍅HTTP API

  • HTML이 아니라 데이터를 전달
  • 주로 JSON 형식 사용
  • 다양한 시스템에서 호출
  • 데이터만 주고 받음, UI 화면이 필요하면, 클라이언트가 별도 처리
  • 앱, 웹 클라이언트, 서버 to 서버
  • HTML을 주고받는 것을 제외한

🍅 HTTP API - 다양한 시스템 연동

  • 주로 JSON 형태로 데이터 통신
  • UI 클라이언트 접저
    • 앱 클라이언트
    • 웹 브라우저에서 자바 스크립트 통한 HTTP API 호출
    • React, Vue.js 같은 웹 클라이언트 
  • 서버 to 서버
    • 주문 서버 -> 결제 서버
    • 기업간 데이터 통신

- 즉 개발자는 정적 리소스, HTML페이지, HTTP API 이 세가지를 어떻게 전달할 것인가를 고민해야 한다는 것

🍅서버 사이드 렌더링, 클라이언트 사이드 렌더링

  • SSR - 서버 사이드 렌더링
    • HTML 최종 결과를 서버에서 만들어서 웹 브라우저에 전달
    • 주로 정적인 화면에 사용
    • 관련기술: JSP, 타임리프 -> 백엔드 개발자

서버사이드 렌더링

  • CSR - 클라이언트 사이드 렌더링
    • HTML 결과를 자바 스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용
    • 주로 동적인 화면에 사용, 웹 환경을 마치 앱 처럼 필요한 부분부분 변경할 수 있음. 
    • 예) 구글 지도, Gmail, 구글 캘린더
    • 관련기술: React, Vue.js와 같은 프레임워크 -> 웹 프론트엔드 개발자

  • 참고
    • React, Vue.js를 CSR + SSR 동시에 지원하는 웹 프레임 워크도 있음
    • SSR을 사용하더라도, 자바스크립트를 사용해서 화면 일부를 동적으로 변경 가능

🍅 어디까지 알아야 하나요? - 백엔드 개발자 입장에서 UI 기술

  • 백엔드 - SSR 기술
    • JSP, 타임리프
    • 화면이 정적이고, 복잡하지 않을때 
    • 백엔드 개발자는 서버 사이드 렌더링 기술 학습 필수
  • 웹 프론트엔드 - CSR
    • React, Vue.js
    • 복잡하고 동적인 UI 기술
    • 웹 프론트엔드 개발자의 전문 분야
  • 선택과 집중
    • 백엔드 개발자에게 웹 프론트엔드 기술 학습은 옵션
    • 그 외에도 서버, DB, 인프라 등 많은 백엔드 기술을 공부해야 함. 
    • 웹 프론트엔드도 깊이 있게 잘 하려면 오랜 시간이 필요함. 

자바 백엔드 웹 기술 역사

🍅 자바 웹 기술 역사 - 과거 기술

  • 서블릿 - 1997
    • HTML 생성이 어려움
  • JSP - 1999 
    • HTML 생성은 편리하지만, 비지니스 로직까지 너무 많은 역할 담당의 문제. 
  • 서블릿, JSP 조합 MVC 패턴 사용
    • 모델, 뷰 컨트롤러로 역할을 나누어 개발
  • MVC 프레임워크 춘추 전국 시대 - 2000년 초 ~ 2010년 초
    • MVC 패턴 자동화, 복잡한 웹 기술을 편리하게 사용할 수 있는 다양한 기능 지원
    • 스트럿츠, 웹워크, 스프링 MVC(구 버전)

🍅 자바 웹 기술 역사 - 현재 사용 기술

  • 애노테이션 기반의 스프링 MVC 등장
    • @Controller
    • MVC 프레임워크의 춘추 전국 시대 마무리
  • 스프링 부트의 등장
    • 스프링 부트는 서버를 내장
    • 과거에는 서버에 WAS를 직접 설치하고, 소스는 War 파일을 만들어서 설치한 WAS에 배포
    • 스프링 부트는 빌드 결과(Jar)에 WAS 서버 포함 -> 빌드 배포 단순화

🍅 자바 웹 기술 역사 - 스프링 웹 기술의 분화

  • Web Servlet - spring MVC
  • Web Reactive - Spring WebFlux

🍅자바 웹 기술 역사 - 최신 기술 - 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 사용 x
  • 그런데
    • 웹 플럭스는 기술적 난이도 매우 높음
    • 아직은 RDB 지원 부족
    • 일반 MVC의 쓰레드 모델로 충분히 빠르다.
    • 실무에서 아직 많이 사용하지는 않음 (1% 이하)

🍅 자바 뷰 템플릿 역사 - HTML을 편리하게 생성하는 뷰 기능

  • JSP 
    • 속도 느림, 기능 부족
  • 프리마커(Freemarker), Velocity(벨로시티)
    • 속도 문제 해결, 다양한 기능
  • 타임리프(Thymeleaf)
    • 내추럴 템플릿 : HTML의 모양을 유지하면서 뷰 템플릿 적용 가능
    • 스프링 MVC와 강력한 기능 통합
    • 최선의 선택, 단 성능은 프리마커, 벨로시티가 더 빠름

 

김영한님의 인프런 [스프링 핵심 원리 - 기본편]강좌를 참고하여 작성하였습니다. 

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-%ED%95%B5%EC%8B%AC-%EC%9B%90%EB%A6%AC-%EA%ㅇ%B0%EB%B3%B8%ED%8E%B8/dashboard

 

스프링 핵심 원리 - 기본편 - 인프런 | 강의

스프링 입문자가 예제를 만들어가면서 스프링의 핵심 원리를 이해하고, 스프링 기본기를 확실히 다질 수 있습니다., - 강의 소개 | 인프런

www.inflearn.com


빈 스코프란?

스코프는 빈이 존재할 수 있는 범위를 의미한다. 

스프링은 다음과 같은 다양한 스코프를 지원한다.

  • 싱글톤: 기본 스코프, 스프링 컨테이너의 시작과 종료까지 유지되는 가장 넓은 범위의 스코프이다.
  • 프로토타입: 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입까지만 관여하고 더는 관리하지 않는 매우 짧은 범위의 스코프이다.
  • 웹 관련 스코프
    • request: 웹 요청이 들어오고 나갈때 까지 유지되는 스코프이다.
    • session: 웹 세션이 생성되고 종료될 때 까지 유지되는 스코프이다.
    • application: 웹의 서블릿 컨텍스트와 같은 범위로 유지되는 스코프이다

빈 스코프는 다음과 같이 지정한다. 

컴포넌트 스캔 자동 등록

@Scope("prototype")
@Component
public class HelloBean {}

수동 등록

@Scope("prototype")
@Bean
PrototypeBean HelloBean() {
 return new HelloBean();
}

프로토타입 스코프

싱글톤 빈 요청

  • 1. 싱글톤 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청한다.
  • 2. 스프링 컨테이너는 본인이 관리하는 스프링 빈을 반환한다.
  • 3. 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 와도 같은 객체 인스턴스의 스프링 빈을 반환한다

프로토타입 빈 요청1

  • 1. 프로토타입 스코프의 빈을 스프링 컨테이너에 요청한다.
  • 2. 스프링 컨테이너는 이 시점에 프로토타입 빈을 생성하고, 필요한 의존관계를 주입한다

  • 3. 스프링 컨테이너는 생성한 프로토타입 빈을 클라이언트에 반환한다.
  • 4. 이후에 스프링 컨테이너에 같은 요청이 오면 항상 새로운 프로토타입 빈을 생성해서 반환한다

<정리>

  • 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성하고, 의존관계 주입, 초기화까지만 처리한다
  • 프로토타입 빈을 관리할 책임은 프로토타입 빈을 받은 클라이언트에 있다. 그래서 @PreDestroy 같은 종료 메서드가 호출되지 않는다

싱글톤 스코프 빈 테스트

package hello.core.scope;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import
org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
public class SingletonTest {
 @Test
 public void singletonBeanFind() {
 AnnotationConfigApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(SingletonBean.class);
 SingletonBean singletonBean1 = ac.getBean(SingletonBean.class);
 SingletonBean singletonBean2 = ac.getBean(SingletonBean.class);
 System.out.println("singletonBean1 = " + singletonBean1);
 System.out.println("singletonBean2 = " + singletonBean2);
 assertThat(singletonBean1).isSameAs(singletonBean2);
 ac.close(); //종료
 }
 @Scope("singleton")
 static class SingletonBean {
 @PostConstruct
 public void init() {
 System.out.println("SingletonBean.init");
 }
 @PreDestroy
 public void destroy() {
 System.out.println("SingletonBean.destroy");
 }
 }
}

  • 빈 초기화 메서드를 실행하고, 같은 인스턴스의 빈을 조회하고, 종료 메서드까지 정상호출되었다. 

프로토타입 스코프 빈 테스트

package hello.core.scope;

import org.assertj.core.api.Assertions;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;

public class PrototypeTest {

    @Test
    public void prototypeBeanFind() {
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new
                AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototypeBean1");
        PrototypeBean prototypeBean1 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        System.out.println("find prototypeBean2");
        PrototypeBean prototypeBean2 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        System.out.println("prototypeBean1 = " + prototypeBean1);
        System.out.println("prototypeBean2 = " + prototypeBean2);
        assertThat(prototypeBean1).isNotSameAs(prototypeBean2);
        ac.close(); //종료
    }

    @Scope("prototype")
    static class PrototypeBean {
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeBean.init");
        }
        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeBean.destroy");
        }
    }
}

  • 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너 생성 시점에 초기화 메서드가 실행 되지만, 프로토타입 스코프의 빈은 스프링 컨테이너에서 빈을 조회할 때 생성되고, 초기화 메서드도 실행된다.
  • 프로토타입 빈을 2번 조회했으므로 완전히 다른 스프링 빈이 생성되고, 초기화도 2번 실행된 것을 확인할 수 있다.
  • 싱글톤 빈은 스프링 컨테이너가 관리하기 때문에 스프링 컨테이너가 종료될 때 빈의 종료 메서드가 실행되지만, 프로토타입 빈은 스프링 컨테이너가 생성과 의존관계 주입 그리고 초기화 까지만 관여하고, 더는 관리하지 않는다. 따라서 프로토타입 빈은 스프링 컨테이너가 종료될 때 @PreDestroy 같은 종료 메서드가 전혀 실행되지 않는다.

프로토타입 빈의 특징 정리

  • 스프링 컨테이너에 요청할 때 마다 새로 생성된다.
  • 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈의 생성과 의존관계 주입 그리고 초기화까지만 관여한다.
  • 종료 메서드가 호출되지 않는다.
  • 그래서 프로토타입 빈은 프로토타입 빈을 조회한 클라이언트가 관리해야 한다. 종료 메서드에 대한 호출도 클라이언트가 직접 해야한다.

 


프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 문제점

스프링 컨테이너에 프로토타입 스코프의 빈을 요청하면 항상 새로운 객체 인스턴스를 생성해서 반환한다. 하지만 싱글톤 빈과 함께 사용할 때는 의도한 대로 잘 동작하지 않으므로 주의해야 한다.

프로토타입 빈 직접 요청

  • 1. 클라이언트A는 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
  • 2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 새로 생성해서 반환(x01)한다. 해당 빈의 count 필드 값은 0이다.
  • 3. 클라이언트는 조회한 프로토타입 빈에 addCount() 를 호출하면서 count 필드를 +1 한다. 결과적으로 프로토타입 빈(x01)의 count는 1이 된다.

  • 1. 또 다른 클라이언트B는 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
  • 2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 새로 생성해서 반환(x02)한다. 해당 빈의 count 필드 값은 0이다.
  • 3. 클라이언트는 조회한 프로토타입 빈에 addCount() 를 호출하면서 count 필드를 +1 한다. 결과적으로 프로토타입 빈(x02)의 count는 1이 된다.

싱글톤 빈에서 프로토타입 빈 사용

clientBean이라는 싱글톤 빈이 의존관계 주입을 통해서 프로토타입 빈을 주입받아서 사용하는 예

  • clientBean 은 싱글톤이므로, 보통 스프링 컨테이너 생성 시점에 함께 생성되고, 의존관계 주입도 발생한다.
  • 1. clientBean 은 의존관계 자동 주입을 사용한다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 프로토타입 빈을 요청한다.
  • 2. 스프링 컨테이너는 프로토타입 빈을 생성해서 clientBean 에 반환한다. 프로토타입 빈의 count 필드 값은 0이다.
  • 이제 clientBean 은 프로토타입 빈을 내부 필드에 보관한다. (정확히는 참조값을 보관한다.)

  • 클라이언트 A는 clientBean 을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다.싱글톤이므로 항상 같은 clientBean 이 반환된다.
  • 3. 클라이언트 A는 clientBean.logic() 을 호출한다.
  • 4. clientBean 은 prototypeBean의 addCount() 를 호출해서 프로토타입 빈의 count를 증가한다. count값이 1이 된다.

  • 클라이언트 B는 clientBean 을 스프링 컨테이너에 요청해서 받는다.싱글톤이므로 항상 같은 clientBean 이 반환된다.
  • 여기서 중요한 점이 있는데, clientBean이 내부에 가지고 있는 프로토타입 빈은 이미 과거에 주입이 끝난 빈이다. 주입 시점에 스프링 컨테이너에 요청해서 프로토타입 빈이 새로 생성이 된 것이지, 사용 할 때마다 새로 생성되는 것이 아니다!
  • 5. 클라이언트 B는 clientBean.logic() 을 호출한다.
  • 6. clientBean 은 prototypeBean의 addCount() 를 호출해서 프로토타입 빈의 count를 증가한다. 원래 count 값이 1이었으므로 2가 된다.
package hello.core.scope;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.context.annotation.AnnotationConfigApplicationContext;
import org.springframework.context.annotation.Scope;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;

import static org.assertj.core.api.AssertionsForClassTypes.assertThat;

public class SingletonWithPrototypeTest1 {
    @Test
    void prototypeFind() {
        AnnotationConfigApplicationContext ac = new
                AnnotationConfigApplicationContext(PrototypeBean.class);
        PrototypeBean prototypeBean1 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        prototypeBean1.addCount();
        assertThat(prototypeBean1.getCount()).isEqualTo(1);
        PrototypeBean prototypeBean2 = ac.getBean(PrototypeBean.class);
        prototypeBean2.addCount();
        assertThat(prototypeBean2.getCount()).isEqualTo(1);
    }

    @Test
    void singletonClientUsePrototype(){
        AnnotationConfigApplicationContext ac =
                new AnnotationConfigApplicationContext(ClientBean.class,PrototypeBean.class);
        ClientBean clientBean1 = ac.getBean(ClientBean.class);
        int count1 = clientBean1.logic();
        assertThat(count1).isEqualTo(1);
        ClientBean clientBean2 = ac.getBean(ClientBean.class);
        int count2 = clientBean2.logic();
        assertThat(count2).isEqualTo(2)
    }

    @Scope("singleton")
    static class ClientBean{
        private final PrototypeBean prototypeBean;

        @Autowired
        public  ClientBean(PrototypeBean prototypeBean){
            this.prototypeBean=prototypeBean;
        }

        public  int logic(){
            prototypeBean.addCount();
            int count= prototypeBean.getCount();
            return count;
        }
    }
    @Scope("prototype")
    static class PrototypeBean {
        private int count = 0;
        public void addCount() {
            count++;
        }
        public int getCount() {
            return count;
        }
        @PostConstruct
        public void init() {
            System.out.println("PrototypeBean.init " + this);
        }
        @PreDestroy
        public void destroy() {
            System.out.println("PrototypeBean.destroy");
        }
    }
}
  • 스프링은 일반적으로 싱글톤 빈을 사용하므로, 싱글톤 빈이 프로토타입 빈을 사용하게 된다. 그런데 싱글톤 빈은 생성 시점에만 의존관계 주입을 받기 때문에, 프로토타입 빈이 새로 생성되기는 하지만, 싱글톤 빈과 함께 계속 유지되는 것이 문제다.
  • 하지만 프로토타입 빈을 주입 시점에만 새로 생성하는게 아니라, 사용할 때 마다 새로 생성해서 사용하는 것을 원할 것이다.
  • <참고>
    • 여러 빈에서 같은 프로토타입 빈을 주입 받으면, 주입 받는 시점에 각각 새로운 프로토타입 빈이 생성된다. 예를 들어서 clientA, clientB가 각각 의존관계 주입을 받으면 각각 다른 인스턴스의 프로토타입 빈을 주입 받는다. 
    • clientA prototypeBean@x01 
    • clientB prototypeBean@x02
    • 물론 사용할 때 마다 새로 생성되는 것은 아니다.

프로토타입 스코프 - 싱글톤 빈과 함께 사용시 Provider로 문제 해결

스프링 컨테이너에 요청

public class PrototypeProviderTest {
 @Test
 void providerTest() {
 AnnotationConfigApplicationContext ac = new
AnnotationConfigApplicationContext(ClientBean.class, PrototypeBean.class);
 ClientBean clientBean1 = ac.getBean(ClientBean.class);
 int count1 = clientBean1.logic();
 assertThat(count1).isEqualTo(1);
 ClientBean clientBean2 = ac.getBean(ClientBean.class);
 int count2 = clientBean2.logic();
 assertThat(count2).isEqualTo(1);
 }
 static class ClientBean {
 @Autowired
 private ApplicationContext ac;
 public int logic() {
 PrototypeBean prototypeBean = ac.getBean(PrototypeBean.class);
 prototypeBean.addCount();
 int count = prototypeBean.getCount();
 return count;
 }
 }
@Scope("prototype")
 static class PrototypeBean {
 private int count = 0;
 public void addCount() {
 count++;
 }
 public int getCount() {
 return count;
 }
 @PostConstruct
 public void init() {
 System.out.println("PrototypeBean.init " + this);
 }
 @PreDestroy
 public void destroy() {
 System.out.println("PrototypeBean.destroy");
 }
 }
}
  • ac.getBean() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
  • 의존관계를 외부에서 주입(DI) 받는게 아니라 이렇게 직접 필요한 의존관계를 찾는 것을 Dependency Lookup (DL) 의존관계 조회(탐색) 이라한다.
  • 그런데 이렇게 스프링의 애플리케이션 컨텍스트 전체를 주입받게 되면, 스프링 컨테이너에 종속적인 코드가 되고, 단위 테스트도 어려워진다.

ObjectFactory, ObjectProvider

지정한 빈을 컨테이너에서 대신 찾아주는 DL 서비스를 제공하는 것이 바로 ObjectProvider 이다. 참고로 과거에는 ObjectFactory 가 있었는데, 여기에 편의 기능을 추가해서 ObjectProvider 가 만들어졌다.

@Autowired
private ObjectProvider<PrototypeBean> prototypeBeanProvider;
public int logic() {
 PrototypeBean prototypeBean = prototypeBeanProvider.getObject();
 prototypeBean.addCount();
 int count = prototypeBean.getCount();
 return count;
}
  • prototypeBeanProvider.getObject() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
  • ObjectProvider 의 getObject() 를 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환한다. (DL)
  • 스프링이 제공하는 기능을 사용하지만, 기능이 단순하므로 단위테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워진다.
  • ObjectProvider 는 지금 딱 필요한 DL 정도의 기능만 제공한다.
  • <특징>
    • ObjectFactory: 기능이 단순, 별도의 라이브러리 필요 없음, 스프링에 의존
    • ObjectProvider: ObjectFactory 상속, 옵션, 스트림 처리등 편의 기능이 많고, 별도의 라이브러리 필요 없음, 스프링에 의존

JSR-330 Provider

  • javax.inject.Provider 라는 JSR-330 자바 표준을 사용하는 방법.
  • 이 방법을 사용하려면 다음 라이브러리를 gradle에 추가해야 한다.
  • 스프링부트 3.0 미만 :javax.inject:javax.inject:1 라이브러리를 gradle에 추가해야 한다.
  • 스프링부트 3.0 이상: jakarta.inject:jakarta.inject-api:2.0.1 라이브러리를 gradle에 추가해야 한다.

ivate Provider<PrototypeBean> provider;
public int logic() {
 PrototypeBean prototypeBean = provider.get();
 prototypeBean.addCount();
 int count = prototypeBean.getCount();
 return count;
}
  • provider.get() 을 통해서 항상 새로운 프로토타입 빈이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
  • provider 의 get() 을 호출하면 내부에서는 스프링 컨테이너를 통해 해당 빈을 찾아서 반환한다. (DL)
  • 자바 표준이고, 기능이 단순하므로 단위테스트를 만들거나 mock 코드를 만들기는 훨씬 쉬워진다.
  • Provider 는 지금 딱 필요한 DL 정도의 기능만 제공한다.
  • <특징>
    • get() 메서드 하나로 기능이 매우 단순하다.
    • 별도의 라이브러리가 필요하다.
    • 자바 표준이므로 스프링이 아닌 다른 컨테이너에서도 사용할 수 있다

<정리>

  • 실무에서 웹 애플리케이션을 개발해보면, 싱글톤 빈으로 대부분의 문제를 해결할 수 있기 때문에 프로토타입 빈을 직접적으로 사용하는 일은 매우 드물다.
  • ObjectProvider , JSR330 Provider 등은 프로토타입 뿐만 아니라 DL이 필요한 경우는 언제든지 사용할 수 있다.

웹타입 스코프

웹 스코프틔 특징

  • 웹 스코프는 웹 환경에서만 동작한다.
  • 웹 스코프는 프로토타입과 다르게 스프링이 해당 스코프의 종료시점까지 관리한다. 따라서 종료 메서드가 호출된다

웹 스코프 종류

  • request: HTTP 요청 하나가 들어오고 나갈 때 까지 유지되는 스코프, 각각의 HTTP 요청마다 별도의 빈 인스턴스가 생성되고, 관리된다.
  • session: HTTP Session과 동일한 생명주기를 가지는 스코프
  • application: 서블릿 컨텍스트( ServletContext )와 동일한 생명주기를 가지는 스코프
  • websocket: 웹 소켓과 동일한 생명주기를 가지는 스코프

HTTP request 요청 당 각각 할당되는 request 스코프


repuest 스코프 예제 만들기

웹 환경 추가 

build.gradle에 추가

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web'

이제 hello.core.CoreApplication 의 main 메서드를 실행하면 웹 애플리케이션이 실행된다. 

<참고>

  • spring-boot-starter-web 라이브러리를 추가하면 스프링 부트는 내장 톰켓 서버를 활용해서 웹 서버와 스프링을 함께 실행시킨다.
  • 스프링 부트는 웹 라이브러리가 없으면 우리가 지금까지 학습한 AnnotationConfigApplicationContext 을 기반으로 애플리케이션을 구동한다. 웹 라이브러리가 추가되면 웹과 관련된 추가 설정과 환경들이 필요하므로 > AnnotationConfigServletWebServerApplicationContext 를 기반으로 애플리케이션을 구동한다.

request 스코프 예제 개발

동시에 여러 HTTP 요청이 오면 정확히 어떤 요청이 남긴 로그인지 구분하기 어렵다. 이럴때 사용하기 딱 좋은것이 바로 request 스코프.

다음과 같은 로그가 남도록 개발해보자. 

  • 기대공통포맷: [UUID][requestURL]{message}
  • UUID: HTTP 요청을 구분
  • requestURL: 어떤 URL을 요청해서 남은 로그인지 확인하자
//MyLogger.java

package hello.core.common;

import org.springframework.context.annotation.Scope;
import org.springframework.stereotype.Component;

import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import java.util.UUID;

@Component
@Scope(value = "request")
public class MyLogger {
    private String uuid;
    private String requestURL;

    public void setRequestURL(String requestURL) {
        this.requestURL = requestURL;
    }

    public void log(String message){
        System.out.println("["+uuid+"]"+"["+requestURL+"] "+message);
    }

    @PostConstruct
    public void init(){
    uuid= UUID.randomUUID().toString();
        System.out.println("["+uuid+"] request scope been create:"+this);
    }

    @PreDestroy
    public void close(){
        System.out.println("");
    }
}
  • 로그를 출력하기 위한 MyLogger 클래스이다.
  • @Scope(value = "request") 를 사용해서 request 스코프로 지정했다. 이제 이 빈은 HTTP 요청 당 하나씩 생성되고, HTTP 요청이 끝나는 시점에 소멸된다.
  • 이 빈이 생성되는 시점에 자동으로 @PostConstruct 초기화 메서드를 사용해서 uuid를 생성해서 저장해둔다. 이 빈은 HTTP 요청 당 하나씩 생성되므로, uuid를 저장해두면 다른 HTTP 요청과 구분할 수 있다.
  • 이 빈이 소멸되는 시점에 @PreDestroy 를 사용해서 종료 메시지를 남긴다.
  • requestURL 은 이 빈이 생성되는 시점에는 알 수 없으므로, 외부에서 setter로 입력 받는다.
//LogDemoController.java

package hello.core.web;
import hello.core.common.MyLogger;
import hello.core.logdemo.LogDemoService;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
@Controller
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoController {
 private final LogDemoService logDemoService;
 private final MyLogger myLogger;
 @RequestMapping("log-demo")
 @ResponseBody
 public String logDemo(HttpServletRequest request) {
 String requestURL = request.getRequestURL().toString();
 myLogger.setRequestURL(requestURL);
 myLogger.log("controller test");
 logDemoService.logic("testId");
 return "OK";
 }
}
//LogDemoService.java

package hello.core.logdemo;
import hello.core.common.MyLogger;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoService {
 private final MyLogger myLogger;
 public void logic(String id) {
 myLogger.log("service id = " + id);
 }
}

;;;;

request 스코프에서 MyLogger의 생존범위는 요청이 있을때만인데 Http요청이 없기 때문. 

<스코프 리퀘스트가 활성화되지 않았다. > -> 해결방법은 프로바이더

스프링 애플리케이션을 실행 시키면 오류가 발생한다. 메시지 마지막에 싱글톤이라는 단어가 나오고… 스프링 애플리케이션을 실행하는 시점에 싱글톤 빈은 생성해서 주입이 가능하지만, request 스코프 빈은 아직 생성되지 않는다. 이 빈은 실제 고객의 요청이 와야 생성할 수 있다!


스코프와 Provider

//LogDemoController.java

package hello.core.web;
import hello.core.common.MyLogger;
import hello.core.logdemo.LogDemoService;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider;
import org.springframework.stereotype.Controller;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.ResponseBody;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
@Controller
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoController {
 private final LogDemoService logDemoService;
 private final ObjectProvider<MyLogger> myLoggerProvider;
 @RequestMapping("log-demo")
 @ResponseBody
 public String logDemo(HttpServletRequest request) {
 String requestURL = request.getRequestURL().toString();
 MyLogger myLogger = myLoggerProvider.getObject();
 myLogger.setRequestURL(requestURL);
 myLogger.log("controller test");
 logDemoService.logic("testId");
 return "OK";
 }
}
package hello.core.logdemo;
import hello.core.common.MyLogger;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.beans.factory.ObjectProvider;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
@RequiredArgsConstructor
public class LogDemoService {
 private final ObjectProvider<MyLogger> myLoggerProvider;
 public void logic(String id) {
 MyLogger myLogger = myLoggerProvider.getObject();
 myLogger.log("service id = " + id);
 }
}
  • ObjectProvider 덕분에 ObjectProvider.getObject() 를 호출하는 시점까지 request scope 빈의 생성을 지연할 수 있다.
  • ObjectProvider.getObject() 를 호출하시는 시점에는 HTTP 요청이 진행중이므로 request scope 빈의 생성이 정상 처리된다.
  • ObjectProvider.getObject() 를 LogDemoController , LogDemoService 에서 각각 한번씩 따로 호출해도 같은 HTTP 요청이면 같은 스프링 빈이 반환된다! -> wnfdlfusms shfur

스코프와 프록시

프록시 방법 이용

@Component
@Scope(value = "request", proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS)
public class MyLogger {
}
  • . proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS를 추가.
    • 적용 대상이 인터페이스가 아닌 클래스면 TARGET_CLASS 를 선택
    • 적용 대상이 인터페이스면 INTERFACES 를 선택
  • 이렇게 하면 MyLogger의 가짜 프록시 클래스를 만들어두고 HTTP request와 상관 없이 가짜 프록시 클래스를 다른 빈에 미리 주입해 둘 수 있다.

다시 코드를 앞 목차에서 프로바이더를 적용하기 전으로 돌려놓으면 잘 동작한다. 

 

CGLIB라는 라이브러리로 내 클래스를 상속 받은 가짜 프록시 객체를 만들어서 주입한다.

  • @Scope 의 proxyMode = ScopedProxyMode.TARGET_CLASS) 를 설정하면 스프링 컨테이너는 CGLIB 라는 바이트코드를 조작하는 라이브러리를 사용해서, MyLogger를 상속받은 가짜 프록시 객체를 생성한다.
  • 결과를 확인해보면 우리가 등록한 순수한 MyLogger 클래스가 아니라 MyLogger$ $EnhancerBySpringCGLIB 이라는 클래스로 만들어진 객체가 대신 등록된 것을 확인할 수 있다.
  • 그리고 스프링 컨테이너에 "myLogger"라는 이름으로 진짜 대신에 이 가짜 프록시 객체를 등록한다. ac.getBean("myLogger", MyLogger.class) 로 조회해도 프록시 객체가 조회되는 것을 확인할 수 있다.
  • 그래서 의존관계 주입도 이 가짜 프록시 객체가 주입된다.

가짜 프록시 객체는 요청이 오면 그때 내부에서 진짜 빈을 요청하는 위임 로직이 들어있다.

  • 가짜 프록시 객체는 내부에 진짜 myLogger를 찾는 방법을 알고 있다.
  • 클라이언트가 myLogger.logic() 을 호출하면 사실은 가짜 프록시 객체의 메서드를 호출한 것이다.
  • 가짜 프록시 객체는 request 스코프의 진짜 myLogger.logic() 를 호출한다.
  • 가짜 프록시 객체는 원본 클래스를 상속 받아서 만들어졌기 때문에 이 객체를 사용하는 클라이언트 입장에서는 사실 원본인지 아닌지도 모르게, 동일하게 사용할 수 있다(다형성)

동작 정리

  • CGLIB라는 라이브러리로 내 클래스를 상속 받은 가짜 프록시 객체를 만들어서 주입한다.
  • 이 가짜 프록시 객체는 실제 요청이 오면 그때 내부에서 실제 빈을 요청하는 위임 로직이 들어있다.
  • 가짜 프록시 객체는 실제 request scope와는 관계가 없다. 그냥 가짜이고, 내부에 단순한 위임 로직만 있고, 싱글톤 처럼 동작한다.

특징 정리

  • 프록시 객체 덕분에 클라이언트는 마치 싱글톤 빈을 사용하듯이 편리하게 request scope를 사용할 수 있다.
  • 사실 Provider를 사용하든, 프록시를 사용하든 핵심 아이디어는 진짜 객체 조회를 꼭 필요한 시점까지 지연처리 한다는 점이다.
  • 단지 애노테이션 설정 변경만으로 원본 객체를 프록시 객체로 대체할 수 있다. 이것이 바로 다형성과 DI 컨테이너가 가진 큰 강점이다.
  • 꼭 웹 스코프가 아니어도 프록시는 사용할 수 있다.

주의점

  • 마치 싱글톤을 사용하는 것 같지만 다르게 동작하기 때문에 결국 주의해서 사용해야 한다.
  • 이런 특별한 scope는 꼭 필요한 곳에만 최소화해서 사용하자, 무분별하게 사용하면 유지보수하기 어려워진다

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