[Java] 서블릿 (Servlet) 과 JSP (Java Server Page)

서블릿 (Servlet)

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서블릿을 한 줄로 정의하면 다음과 같이 표현할 수 있다고 한다.

클라이언트의 요청을 처리하고 그 결과를 반환하는,
Servlet 클래스의 구현 규칙을 지킨 자바 웹 프로그래밍 기술

서블릿은, 간단하게 말해 자바를 사용해 웹 애플리케이션을 만들기 위해 필요한 기술이다.

클라이언트가 어떤 요청을 했을 때 웹 서버는 그에 대응하는 응답을 다시 전송해야 하는데, 이러한 역할을 하는 자바 프로그램을 서블릿이라 한다.

예를 들어, 어떤 사용자가 로그인을 하려고 할 때, 사용자는 아이디와 패스워드를 입력한 뒤 로그인 버튼을 누른다. 그 때, 서버는 아이디와 패스워드를 확인하고 다음 페이지를 띄워줘야 하는데 이러한 역할을 수행하는 것이 바로 서블릿이다. 그래서 서블릿은 자바로 구현된 CGI 라 표현한다.

NOTE
CGI (Common Gateway Interface) 란, 웹 서버에서 동적인 페이지를 보여 주기 위해 임의의 프로그램을 실행할 수 있도록 하는 기술이다. 특별한 라이브러리나 도구를 의미하는 것이 아라 별도로 제작된 웹서버와 프로그램 간의 교환방식이다. CGI 방식은 어떤 프로그래밍 언어로도 구현이 가능하며, 별도로 만들어 놓은 프로그램에 HTML 의 Get / Post 로 클라이언트의 데이터를 환경변수로 전달하고, 프로그램의 표준 출력 결과를 클라이언트에 전송하는 것이다.

 

Servlet 의 특징

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• 클라이언트의 요청에 대해 동적으로 작동하는 웹 어플리케이션 컴포넌트
• HTML 을 사용해 요청에 응답
• Java Thread 를 이용해 동작
• MVC 패턴에서 Controller 로 이용됨
• HTTP 프로토콜 서비스를 지원하는 javax.servlet.http.HttpServlet 클래스를 상속받음
• UDP 보다 처리 속도가 느림
• HTML 변경 시 Servlet 을 재컴파일해야 함

일반적으로 웹서버는 정적인 페이지만을 제공한다. 그렇기 때문에 동적인 페이지를 제공하기 위해 웹 서버는 다른 곳에 도움을 요청하고 동적인 페이지를 작성해야 한다. 여기서 웹 서버가 동적인 페이지를 제공할 수 있도록 도와주는 어플리케이션이 서블릿이며, 동적인 페이지를 생성하는 어플리케이션을 CGI 라 한다.

 

Servlet 동작 방식

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1. 사용자가 URL 을 주소창에 입력하면 HTTP Request 가 서블릿 컨테이너로 전송된다
2. 요청을 전송받은 서블릿 컨테이너는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성한다
3. web.xml 을 기반으로 사용자가 요청한 URL 이 어떤 서블릿에 대한 요청인지 찾는다
4. 해당 서블릿에서 service 메소드를 호출한 뒤 클라이언트의 HTTP 요청에 따라 doGet() 또는 doPost() 를 호출한다
5. doGet(), doPost() 메소드는 동적 페이지를 생성한 뒤 HttpServletResponse 객체에 응답을 전송한다.
6. 응답이 끝나면 생성한 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 소멸시킨다.

 

서블릿 컨테이너 (Servlet Container)

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서블릿 컨테이너는 서블릿에 대한 이해가 있다면 쉽게 이해할 수 있는데, 간단하게 말해 서블릿을 관리하는 컨테이너이다.

개발자가 서버에 서블릿을 생성했다고 이 서블릿이 알아서 동작하는 것이 아니라 서블릿을 관리해주는 것이 필요한데, 그러한 역할을 하는 것이 서블릿 컨테이너이다. 서블릿 컨테이너는 클라이언트의 요청을 받고 응답할 수 있도록 웹 서버와 소켓으로 통신하며, 대표적인 예로 아파치 톰캣이 있다. 톰캣은 실제로 웹 서버와 통신하며 JSP (Java Server Page) 와 서블릿이 통신하는 환경을 제공해준다.

 

서블릿 컨테이너의 역할

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1. 웹 서버와의 통신 지원

서블릿 컨테이너는 서블릿과 웹 서버가 손쉽게 통신할 수 있도록 한다. 일반적으로 어플리케이션 간 통신은 소켓을 만들고 listen, connect, accept, send/recv 등의 작업이 필요하지만 서블릿 컨테이너는 이러한 기능을 API 로 제공해 복잡한 과정을 생략할 수 있도록 해 준다. 그럼으로써 개발자는 서블릿이 가져야 할 비즈니스 로직에만 집중해서 구현을 진행할 수 있도록 도와준다.

2. 서블릿 생명 주기 (Life Cycle) 관리

서블릿 컨테이너는 서블릿의 생성과 소멸을 관리한다. 서블릿 클래스를 로딩해 인스턴스화하고, 초기화 메소드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 서블릿 메소드를 호출한다. 또한 서블릿이 소멸된 순간에는 적절하게 GC 를 수행해 개발자에게 편의를 제공한다.

3. 멀티쓰레드 지원 및 관리

서블릿 컨테이너는 사용자의 요청이 들어올 때마다 새로운 자바 쓰레드를 생성하는데, HTTP 서비스 메소드를 실행하고 난 뒤 쓰레드는 자동으로 소멸하게 된다. 원래는 이런 쓰레드의 생성과 소멸을 관리해야 하지만 서버가 다중 쓰레드를 생성 및 운영해주니 쓰레드의 안정성에 대해서는 걱정하지 않아도 된다.

4. 선언적인 보안 관리

서블릿 컨테이너를 사용하면 개발자는 보안에 관한 내용을 서블릿 또는 자바 클래스에 따로 구현하지 않아도 된다. 일반적으로 보안 관리는 XML 배포 서술지에 기록하는데, 보안에 대해 수정할 일이 생겨도 자바 소스 코드를 수정하여 다시 컴파일하지 않아도 보안 관리가 가능하다.

 

서블릿의 생명 주기

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1. 클라이언트의 요청이 들어오면, 서블릿 컨테이너 (이하 컨테이너) 는 해당 서블릿 인스턴스가 메모리에 있는 지 확인하고, 없을 경우 init() 메소드를 호출해 메모리에 적재한다. init() 메소드는 초기에 한 번만 실행되기 때문에 서블릿의 쓰레드에서 공통적으로 사용해야 할 것이 있다면 오버라이딩해 구현하면 된다. 실행 중 서블릿이 변경될 경우, 기존 서블릿을 파괴하고 init() 메소드를 다시 호출해 새로운 내용을 다시 메모리에 적재한다.
2. init() 이 호출된 후 클라이언트의 요청에 따라 service() 메소드를 통해 요청에 대한 응답이 doGet() 또는 doPost() 로 분기된다. 이 때, 서블릿 컨테이너가 클라이언트의 요청이 들어왔을 때 생성한 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체에 의해 request, response 객체가 제공된다.
3. 컨테이너가 서블릿에 종료 요청을 보내면 destroy() 메소드가 호출되는데, init() 과 마찬가지로 한 번만 실행되며 종료 시에 처리해야 하는 작업들은 destroy() 메소드를 오버라이딩해 구현하면 된다.

 

JSP (Java Server Page)

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서블릿에 대해서 정리를 했는데, 그러면 JSP 는 무엇이고 JSP 와 서블릿의 차이는 무엇일까?

구조적인 차이점을 통해 설명을 하자면, 서블릿은 자바 소스 코드 내에 HTML 코드가 들어가는 형태인데 반해 JSP 는 HTML 소스 코드 내에 자바 코드가 들어가는 구조를 갖는 웹 어플리케이션 프로그래밍 기술이다. HTML 코드 내에서 자바 코드는 <% (SourceCode) %> 또는 <%= (SourceCode) =%> 의 형태로 들어가게 된다.

자바 소스 코드로 작성된 이 부분은 웹 브라우저로 보내는 것이 아니라 웹 서버에서 실행되는 부분이다. 웹 프로그래머가 소스 코드를 수정하고자 할 때에도 디자인 부분을 제외하고 자바 소스 코드 부분만 수정하면 되기에 효율적이다. 또한 컴파일 과정이 필요치 않고 JSP 페이지를 작성해 웹 서버의 디렉토리에 추가만 하면 사용이 가능하다.

 

서블릿의 규칙은 꽤나 복잡하기 때문에 JSP 가 등장하게 되었는데, JSP 는 WAS (Web Application Server) 에 의해 서블릿 클래스로 변환되어 사용된다.

 

JSP 동작 구조

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웹 서버가 사용자로부터 서블릿에 대한 요청을 받으면 서블릿 컨테이너에 요청을 전달한다. 요청을 받은 컨테이너가 HTTP Request / Response 객체를 만들어, 이들을 통해 서블릿의 doGet() / doPost() 메소드를 호출한다. 만약 서블릿만 사용해 사용자가 요청한 웹 페이지를 보여줄 경우 out 객체의 println 메소드를 사용해 HTML 문서를 작성해야 하는데, 이는 코드의 추가/수정을 어렵게 하고 가독성도 떨어지기 때문에 JSP 를 사용해 비즈니스 로직과 프레젠테이션 로직을 분리한다.

 

여기서 서블릿은 데이터의 입력, 수정 등에 대한 제어를 JSP 에 넘겨 프레젠테이션 로직을 수행한 후 컨테이너에게 Response 를 전달한다. 이렇게 만들어진 결과물은 사용자가 해당 페이지를 요청하면 컴파일되어 자바 파일을 통해 .class 파일이 만들어지고, 두 로직이 결합되어 클래스화 되는 것을 확인할 수 있다.

즉, out 객체의 println 메소드를 사용해 구현해야 하는 번거로움을 JSP 가 대신 수행해준다고 할 수 있다.

 

#Reference.

[JSP] 서블릿(Servlet)이란?