[Spring MVC] WAS, 서블릿, 쓰레드

 📌 웹 서버, 웹 애플리케이션 서버

모든 것이 HTTP : HTTP 메시지에 모든 것을 전송

웹 서버(Web Server)

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

웹 애플리케이션 서버(WAS)

• HTTP 기반으로 동작
• 웹 서버 기능 포함 + 정적 리소스 제공 기능
• 프로그램 코드를 실행해서 애플리케이션 로직 수행

웹 서버, WAS 차이

• 웹 서버는 정적 리소스, 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

• WAS가 너무 많은 역할을 담당, 서버 과부하 우려
• 가장 비싼 애플리케이션 로직이 정적 리소스 때문에 수행이 어려울 수 있음
• WAS 장애시 오류 화면도 노출 불가능

웹 시스템 구성 - 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

@WebServlet(name = "helloServlet", urlPatterns = "/hello")
public class HelloServlet extends HttpServlet {
	@Override
    protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response){
    }
}

특징

• 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 사용

HTTP 요청, 응답 흐름

• 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 정보 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 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 스레드 처리 지원

 📌 동시 요청 - 멀티 쓰레드

쓰레드

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

단일 요청

다중 요청 - 쓰레드 하나 사용

요청 마다 쓰레드 생성

장점

• 동시 요청 처리 가능
• 리소스가 허용할 때까지 처리가능
• 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작

단점

• 쓰레드 생성 비용이 비쌈, 고객 요청 올때마다 쓰레드 생성하면 응답 속도 느려짐
• 컨텍스트 스위칭 비용 발생
• 쓰레드 생성에 제한이 없음

쓰레드 풀

쓰레드 풀 : 요청 마다 쓰레드 생성의 단점 보완

특징 

• 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리함

사용

• 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용
• 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
• 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면 ? 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정 가능

장점

• 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
• 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리 가능

실무 팁

WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드 수 이다

이 값을 너무 낮게 설정하면 : 동시 요청이 많으면 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 응답 지연

너무 높게 설정하면 : 동시 요청이 많으면 cpu, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운

장애 발생시 : 클라우드면 일단 서버부터 늘리기, 클라우드 아니면 튜닝

쓰레드 풀의 적정 숫자

애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, io 리소스 상황에 따라 모두 다름

성능 테스트를 해봐야함 -> 툴 : 아파치 ab, 제이미터, nGrinder

WAS의 멀티 쓰레드 지원

멀티 쓰레드에 대한 부분은 was가 처리

개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨

개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드 개발

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