서블릿 컨테이너와 서블릿이란 무엇이고, 서블릿 생명주기는 어떻게 될까?

[zuminzi]

문제

Spring MVC 패턴의 본질적인 구조를 이해하기 위해 서블릿 동작을 살펴보았다.

서블릿 컨테이너와 서블릿이란 무엇이고, 서블릿 생명주기는 어떻게 되는지 정리해보자.

관련 섹션

• section 1, 2, 3

[zuminzi]

답변

1. Servlet(Java Servlet)

• 기능
  • 클라이언트와 서버가 서로 소통을 할 때 HTTP를 준수하면서 요청과 응답을 하게 된다.
  • 이 때 클라이언트 요청을 처리하고, 그 결과를 반환하는 웹 프로그래밍 기술을 ‘Servlet’이라고 한다.
  • Servlet은 Java를 활용하여 웹페이지를 동적으로 생성한다.
    • HTML 코드 안에 Java 코드를 작성하는 JSP와 달리, Servlet은 Java 소스코드 안에 HTML코드를 작성한다.
• 사용 이유
  • HTTP 요청 메세지 파싱 등의 비즈니스 로직이 아닌 작업을 위임하여 의미있는 비즈니스 로직에 집중할 수 있다.

2. Servlet Container

• 기능
  • 클라이언트가 URL을 입력하여 요청하면, 정보를 처리하기 위해 스레드를 만들고 Servlet 객체를 생성하고 Servlet을 매핑하는 등의 작업을 개발자가 처리해야 한다.
  • 이렇게 Servlet과 스레드를 관리하고 지원하는 것이 Servlet Container의 역할이다.
• 세부 기능
  • 웹서버와의 통신 지원
    • Servlet과 웹서버가 손쉽게 통신할 수 있게 해준다.
    • 웹 서버와 통신하기 위해 소켓 생성 및 listen, accept 등의 기능을 API로 제공하여 복잡한 과정을 생략할 수 있게 해준다.
  • Servlet 생명주기(Life Cycle) 관리
    • Servlet 클래스를 로딩하여 인스턴스화하고, 초기화 메서드를 호출하고, 요청이 들어오면 적절한 Servlet 메소드를 호출한다.
    • Servlet의 소멸 시점을 관리하고, Servlet이 더 이상 필요하지 않을 때 소멸 메서드를 호출하여 리소스를 해제한다.
    • 즉, Servlet Container는 서비스에서 Servlet을 제거해야 하는지 결정할 수 있다.
      • 예를 들어 Container가 메모리 리소스를 회수하려고 하거나 종료되는 경우(서버 종료)가 이에 해당된다.
  • 멀티 스레드 지원 및 관리
    • 클라이언트의 요청은 프로세스 실행 단위인 스레드에서 처리한다.
    • 따라서 스레드가 Servlet을 호출한다.
    • 문제는 동시 처리가 필요하면 스레드를 추가로 생성해야 한다는 것이다.
    • 이렇게 각 요청을 별도의 스레드로 동시 처리하는 멀티 스레드 관련 기능을 지원해주기 때문에, 개발자가 이와 관련된 코드를 직접 작성할 필요 없다.

💡 WAS와 Servlet Container

• WAS는 Web Server + Web Container(Servlet Container)로 구성되어 있다.
• Web Server와 WAS를 같이 사용하는 경우, Web Server에서 정적 파일을 처리 하고, 동적파일이 필요한 경우 WAS 즉, 서블릿 컨테이너로 요청한다.

3. Servlet API 계층 구조

1. Servlet 인터페이스
   • Servlet 관련 추상 메서드를 선언한다.
     • init(), service(), destroy(), getServletInfo(), getServletConfig()
2. ServiceConfig 인터페이스
   • Servlet 기능 관련 추상 메서드를 선언한다.
     • getInitParameter(), getInitPrameterName(), getServletContext(), getServletName()
3. GenericServlet 추상 클래스
   • 상위 두 인터페이스를 구현하여 일반적인 서블릿 기능 구현한 클래스이다.
   • 다만, service()는 추상 메서드이다.
     • 이 클래스를 상속받아 구현한 사용자 서블릿은 사용되는 프로토콜에 따라 각각 service()를 오버라이딩해서 구현해야 한다.
4. HttpServlet 클래스
   • GenericServlet을 상속받아 HTTP 프로토콜을 사용하는 웹 브라우저에서 서블릿 기능을 수행한다.
   • 웹 브라우저 기반 서비스를 제공하는 서블릿을 만들 때 상속받아 사용한다.
   • 요청 시 service()가 호출되면서 요청 방식(DELETE, GET, HEAD, POST)에 따라 doXXX()가 호출된다.

💡 Spring Framework의 DispatcherServlet 구조

4. Servlet 생명주기

Servlet 생명주기에서 가장 중요한 점은 서블릿 클래스마다 하나의 인스턴스를 갖는 싱글톤으로 관리된다는 것이다.

1. 클라이언트의 요청이 들어오면 컨테이너는 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인하고 없으면 init()을 호출한다.
   • init()은 처음 한번만 실행된다.
   • 따라서, 초기에 필요한 Servlet 설정값이 있을 경우, init() 디폴트 메서드를 오버라이딩하여 구현해야 한다.
   • 이 때 공유 변수, 멤버 변수는 공용으로 사용하는 만큼 주의해서 사용해야 한다.
   • 만일, 실행 중 서블릿이 변경되면 기존 서블릿을 제거하고 init()을 통해 새로운 객체를 생성한다.
2. 클라이언트 요청이 있을 때마다 service()를 호출한다.
   • 요청 HTTP 메서드를 참조하여 doGet()을 호출할지, doPost()를 호출할지 결정한다.
3. 컨테이너가 Servlet에 종료 요청하면 destroy()를 호출하여 소멸시킨다.
   • destroy()도 초기화 매서드와 마찬가지로 한번만 실행되기 때문에, 종료 시에 처리해야하는 작업들은 destroy()메서드를 오버라이딩하여 구현하면 된다.
   • Servlet이 제거될 때(소멸될 때)는 해당 Sevlet의 service() 메서드들이 모두 실행 완료되어야 한다.

References

• [WEB] 서블릿(Servlet) 과 서블릿 컨테이너(Servlet Container)
• [Web] Servlet과 JSP의 차이와 관계
• 서블릿 생명주기 (Servlet LifeCycle)
• [Java Doc] Finalizing a Servlet
• [StackOverFlow] when exactly a servlet is destroyed
• 서블릿(Servlet)이 무엇인지 같이 알아보자!
• Servlet, Servlet Container, DispatcherServlet