인프런 강의 19일차.

 - 스프링 MVC 1편 - 백엔드 웹 개발 핵심 기술 1 (김영한 강사님)

1. 강의 소개

 - 실제 MVC 개발을 직접 코드로 개발해서 Spring 프레임워크의 내부 구성 요소 습득

 - 백엔드 개발자를 위한 모든 웹 기술을 기초부터 완성까지

 - 스프링 MVC 핵심 원리와 구조 이해

 - 더 깊이있는 백엔드 개발자로 성장

2. 웹 서버(Web Server)

 - HTTP 기반으로 동작

 - 정적 리소스 제공, 기타 부가기능

 - 정적(파일) HTML, CSS, JS 이미지, 영상

 - ex) NGINX, APACHE

 - 1) Client -> HTTP 요청 -> 웹 서버

 - 2) Client <- HTTP 응답 <- 웹 서버

3. 웹 애플리케이션 서버 (WAS - Web Application Server)

 - HTTP 기반으로 동작

 - 웹 서버 기능 포함 + (정적 리소스 제공 가능)

 - 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직 수행

  > 동적 HTML, HTTP API(JSON)

  > 서블릿, JSP, 스프링 MVC

 - ex) Tomcat, Jetty, Undertow

4. 웹 서버, 웹 애플리케이션 서버의 차이

 - 웹 서버는 정적 리소스(파일), WAS는 애플리케이션 로직

 - 사실은 둘의 용어도 경계가 모호함

   > 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 특화

5. 웹 시스템 구성 - WAS, DB
 - WAS, DB 만으로 시스템 구성 가능

 - WAS는 정적 리솟, 애플리케이션 로직 모두 제공 가능!

 - 단, WAS가 너무 많은 역할을 담당하게되면 서버 과부하 우려

 - 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행이 어려울 수 있음

 - WAS 장애시 오류 화면도 노출 불가능

6. 웹 시스템 구성 - WEB 서버, WAS, DB

 - 정적 리소스는 웹 서버가 처리

 - 웹 서버는 애플리케이션 로직 같은 동적인 처리가 필요하면 WAS에 요청을 위임

 - WAS는 중요한 애플리케이션 로직 처리 전담

 - 효율적인 리소스 관리가 가능

    > 정적 리소스가 많이 사용되면 Web 서버 증설

    > 애플리케이션 리소스가 많이 사용되면 WAS 증설

 - 정적 리소스만 제공하는 웹 서버는 잘 죽지 않음(단순한 파일 리드 후 클라이언트에 제공하는 것이 전부이므로.)

 - 애플리케이션 로직이 동작하는 WAS 서버는 잘 죽음

 - WAS, DB 장애시 WEB 서버가 오류 화면 제공 가능

7. HTML Form 전송 시 서버에서 처리해야 하는 업무

 * POST로 전송 시 Client는 웹 브라우저가 생성한 요청 HTTP를 만든 후 Content-Type에 POST form 정보를 세팅하여 전송한다.

 - 1) 서버 TCP/IP 연결 대기, 소켓 연결

 - 2) HTTP 요청 메시지를 파싱해서 읽기

 - 3) POST 방식, /save URL 인지 확인

 - 4) Content-Type 확인

 - 5) HTTP 메시지 바디 내용 피싱

    > username, age 데이터(POST에 세팅된 데이터)를 사용할 수 있게 파싱

 - 6) 저장 프로세스 실행

 - 7) 비즈니스 로직 실행

    > 데이터베이스에 저장 요청

 - 8) HTTP 응답 메시지 생성 시작

    > HTTP 시작 라인 생성

    > Header 생성

    > 메시지 바디에 HTML 생성에서 입력

 - 9) TCP/IP에 응답 전달, 소켓 종료

 - WAS를 직접 구현할 경우 1 ~ 9번의 과정을 전부 개발해야 한다

 - 서블릿이 있는 WAS를 사용할 경우 핵심 로직인 7번만 개발하면 된다.(나머지는 서블릿에서 세팅해줌)

8. 서블릿 특징

@WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {

	@Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpSevletResponse response){
    	//애플리케이션 로직
    }
}

 - urlPatterns(/hello)의 URL이 호출되면 서블릿 코드가 실행

 - HTTP 요청 정보를 편리하게 사용할 수 있는 HttpServletRequest

 - HTTP 응답 정보를 편리하게 제공할 수 있는 HttpServletResponse

 - 개발자는 HTTP 스펙을 매우 편리하게 이용할 수 있다.

9. 서블릿 컨테이너

 - 톰캣처럼 서블릿을 지원하는 WAS를 서블릿 컨테이너라고 함

 - 서블릿 컨테이너는 서블릿 객체를 생성, 초기화, 호출, 종료하는 생명주기 관리

 - 서블릿 객체는 싱글톤으로 관리(HTTP Request, Response를 요청이 올 때 마다 새로 생성하는 것이 맞음)

    > 고객의 요청이 올 때 마다 계속 객체를 생성하는 것은 비효율

    > 최초 로딩 시점에 서블릿 객체를 미리 만들어두고 재활용

    > 모든 고객 요청은 동일한 서블릿 객체 인스턴스에 접근

    > 공유 변수 사용 주의

    > 서블릿 컨테이너 종료시 함께 종료

 - JSP도 서블릿으로 변환 되어서 사용

 - 동시 요청을 위한 멀티 쓰레드 처리 지원

10. 쓰레드

 - 서블릿 객체를 호출하는 주체

 - 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드

 - 자바 메인 메소드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행

 - 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능

 - 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행

 - 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

11. 요청할 때 마다 쓰레드를 생성

 - 장점

    > 동시 요청을 처리할 수 있다

    > 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리 가능

    > 하나의 쓰레드가 지연 되어도,나머지 쓰레드는 정상 동작한다.

 - 단점

    > 쓰레드는 생성 비용이 매우 비싸다.

    > 고객의 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면 응답 속도가 늦어진다.

    > 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.

    > 쓰레드 생성에 제한이 없다.

    > 고객 요청이 너무 많이 오면 CPU나 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

        -> 해당 단점을 보완한 방법 : 쓰레드 풀 사용

12. 쓰레드 풀 사용

 - 특징

    > 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 처리한다.

    > 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본 설정(변경 가능)

 - 사용

    > 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내 사용한다

    > 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다

    > 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없다면 기다리는 요청은 거절하거나, 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다.

 - 장점

    > 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.

    > 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.

13. 쓰레드 풀 실무 팁

 - WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 개수이다.

 - 이 값을 너무 낮게 설정하면?

    > 동시 요청이 많으면 서버 리소스는 여유롭지만 클라이언트는 금방 응답 지연됨.

 - 이 값을 너무 높게 설정하면?

    > 동시 요청이 많으면 CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운

 - 장애 발생시?

    > 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝

    > 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

14. 쓰레드 풀의 적정 숫자

 - 적정 숫자는 어떻게 찾나요?

    > 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

15. WAS의 멀티 쓰레드 지원 핵심

 - 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리

 - 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨.
 - 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발

 - 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용