웹 애플리케이션 이해

웹 서버 (Web Server)

• HTTP 기반으로 동작
• 정적 리소스 제공, 기타 부가기능
• 정적(파일) HTML, CSS, JS, 이미지, 영상
• 예) NGINX, APACHE

웹 어플리케이션 서버 (WAS - Web Application Server)

• HTTP 기반으로 동작
• 웹 서버 기능 포함 + (정적 리소스 제공)
• 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직 수행
  • 동적 HTML, HTTP API(JSON)
  • 서블릿, JSP, 스프링 MVC
• 예) 톰캣(Tomcat), Jetty, Undertow

웹 서버, 웹 애플리케이션 서버 차이

• 웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 애플리케이션 로직
• 사실은 둘의 용어도 경계도 모호함
• 자바는 서블릿 컨테이너 기능을 제공하면 WAS
• WAS는 애플리케이션 코드를 실행하는데 더 특화

웹 시스템 구성

WAS, DB 두가지로 구현 가능하나

이렇게 할 시에 WAS가 너무 많은 역할을 담당하고, 서버가 과부화 될 수 있다.

가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행이 어려울 수 있고.

WAS 장애시 오류 화면도 노출이 불가능하다.

이러한 문제를 해결하기 위해 WEB, WAS, DB로 웹 시스템을 구성하고

Web Server는 정적 리소스를 처리하고,

웹 서버가 동적인 처리가 필요하면 WAS에 요청을 위임하고

WAS는 중요한 애플리케이션 로직 처리를 전담한다.

 

효율적인 리소스 관리가 가능하다.

• 정적 리소스가 많이 사용되면 Web 서버 증설
• 애플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS 증설
• 정적 리소스만 제공하는 웹 서버는 잘 죽지않음
• 애플리케이션 로직이 동작하는 WAS 서버는 잘 죽음
• WAS, DB 장애시 WEB 서버가 오류 화면 제공 가능

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서블릿

• 비즈니스 로직 부분을 제외한 모든 일을 서블릿이 해준다.
• HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServeletRequest
• HTTP 응답 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServeletResponse
• 개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 사용

서블릿 컨테이너

• 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 함
• 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리
• 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리 (공유 변수 사용 주의)
• JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용
• 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원

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동시 요청 - 멀티 쓰레드

 

쓰레드

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것
• 쓰레드는 한번에 하나의 코드라인만 수행
• 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

다중 요청시에 쓰레드 하나를 사용하면 요청1이 처리중 -> 처리 지연 될때

요청2의 처리가 지연되거나 수행 자체가 안되어 오류가 발생할 수 있다.

 

요청마다 쓰레드 생성

• 장점
  • 동시 요청 처리 가능
  • 리소스(CPU, 메모리) 허용시까지 처리가능
• 단점
  • 쓰레드 생성 비용은 매우 비싸다. 고객 요청시마다 쓰레드 생성시 응답 속도가 늦어진다.
  • 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
  • 고객 요청이 너무 많으면, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

쓰레드 풀

쓰레드 풀 안에 미리 쓰레드를 만들어놓고 WAS가 가져다 씀. (톰캣은 최대 200개 기본 설정, 변경 가능)

사용이 끝나면 쓰레드를 쓰레드 풀에 반납함.

요청이 들어왔는데 쓰레드 풀에 남는 쓰레드가 없을 경우, 쓰레드 대기 또는 쓰레드 거절을 한다.

 

실무 팁)

• WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.
• 너무 낮게 설정하면 -> 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답지연
• 너무 높게 설정하면 -> CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운
• 장애 발생시 ? 
  • 클라우드는 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
  • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

쓰레드 풀의 적정 숫자

• 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다름
• 성능 테스트
  • 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트 시도
  • 툴: 아파치 ab, 제이미터, nGrinder

핵심

• 멀티 쓰레드 대한 부분은 WAS가 처리
• 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨
• 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발

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HTML, HTTP API, CSR, SSR

 

HTML 페이지

• 동적으로 필요한 HTML 파일을 생성해서 전달

 

HTTP API

• HTML이 아니라 데이터를 전달, 주로 JSON 형식 사용, 다양한 시스템에서 호출
• 데이터만 주고받음, UI 화면이 필요하면 클라이언트가 별도 처리
  • 앱 클라이언트(아이폰, 안드로이드, PC 앱)
  • 웹 브라우저에서 자바스크립트를 통한 HTTP API 호출
  • React, Vue.js 같은 웹 클라이언트
• 서버 to 서버
  • 주문 서버 -> 결제 서버
  • 기업간 데이터 통신

SSR - 서버 사이드 렌더링

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

CSR - 클라이언트 사이드 렌더링

• HTML 결과를 자바스크립트를 사용해 웹 브라우저에서 동적으로 생성해서 적용
• 주로 동적인 화면에 사용, 웹 환경을 마치 앱처럼 필요한 부분부분 변경할 수 있음
• 예) 구글 지도, Gmail, 구글 캘린더
• 관련기술: React, Vue.js -> 웹 프론트엔드 개발자

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인프런 김영한님의 스프링 MVC 1편을 듣고 작성한 글입니다.
https://inf.run/m2sm

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