[Spring Framework] Servlet API, HttpServlet, DispatcherServlet, Tomcat 알아보기

✅ 1. Servlet API 란?

package jakarta.servlet;

import java.io.IOException;

public interface Servlet {
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException; // Servlet 생성

    ServletConfig getServletConfig();

    // 요청을 받아 처리하는 핵심 메서드
    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();

    void destroy(); // Servlet 삭제
}

• 서블릿은 자바 기반 서버 사이드 컴포넌트 기술이다. 즉, 웹에 국한되지 않고 다양한 요청-응답 모델을 처리할 수 있는 범용 인터페이스로 만들어졌다. 하지만 지금은 거의 100%에 가깝게 HTTP 요청을 처리하는 데 사용되기 때문에 웹 기술 처럼 여겨짐.
• 그래서 실제로는 서블릿이라고 하면 HttpServlet 기반 웹 애플리케이션을 뜻하는 경우가 많음.
• 하지만, HttpServlet 은 결국 Servlet API 형식에 맞게 구현 된 클래스이다.
• Servlet 은 자바 플랫폼 전용 기술 이다. 즉, 자바에서만 사용을 하는 개념이 Servlet이며, 자바에서 만든 개념이다.
• 해당 Servlet 은 API 즉, 인터페이스와 추상메서드로 만들어져 있으며, API 형식에 맞게 구현을 해야 한다.
• 정리하면, Servlet API 자체는 서블릿의 기본 동작 원칙을 정의한 최상위 인터페이스이다.

(1) Servlet 어원

• 서버(Server) + 앱릿(Applet) 의 합성어이다.

[ Applet 이란? ]

• 자바 초창기에 사용되던 용어로, 웹 브라우저에서 실행되는 작은 자바 프로그램을 의미한다.
• Application + let 의 합성어 이다.
• Application: 일반적인 프로그램, 특히 데스크탑이나 서버 등에서 실행되는 전체적인 소프트웨어를 의미함.
• let: 영어에서 "작은 것"을 의미하는 접미사이다.
• 정리하면 작은 애플리케이션 즉, 경량화 되고 제한된 기능을 수행하는 프로그램을 의미한다.

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✅ 2. Servlet API 구조

package jakarta.servlet;

import java.io.IOException;

public interface Servlet {
    void init(ServletConfig var1) throws ServletException; // Servlet 생성

    ServletConfig getServletConfig();

    // 요청을 받아 처리하는 핵심 메서드
    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) throws ServletException, IOException;

    String getServletInfo();

    void destroy(); // Servlet 삭제
}

 

(1) init(ServletConfig var1)

• 초기화 메서드로, 서블릿이 생성된 후 최초로 한 번만 호출이 된다.
• 즉, 한 번만 호출이 되어서 서블릿이 생성이 되고 사용이 종료가 되면 제거 메서드가 호출이 된다.
• ServletConfig 객체를 통해 서블릿 초기화 파라미터나 컨텍스트 정보를 전달을 받게 된다.
• 즉, 서블릿이 최초 생성될 때, ServletConfig 객체를 만들어서 init() 메서드에 전달을 하게 됨.

[ ServletConfig ]

package jakarta.servlet;

import java.util.Enumeration;

public interface ServletConfig {
    String getServletName();

    ServletContext getServletContext();

    String getInitParameter(String var1);

    Enumeration<String> getInitParameterNames();
}

• ServletConfig의 역할은 해당 서블릿이 어떤 서블릿인지, 그리고 실행에 필요한 초기 설정값들을 담는 역할을 해준다.
• 간단하게 서블릿 초기 설정을 도와준다고 생각하면 된다.
• 즉, 해당 인터페이스도 구현을 해서 init() 에 넣어주게 된다는 의미이다. ( Tomcat이 해줌 )

(3) service(ServletRequest req, ServletResponse res)

• 핵심 메서드이며, 서블릿이 클라이언트 요청을 처리하는 실질적인 비즈니스 로직 처리부이다.
• 쉽게 말해, 모든 요청은 service() 로 부터 비즈니스 로직으로 전달이 되게 된다.
• init() 메서드로 만들어진 서블릿은 service() 메서드를 통해 클라이언트의 요청이 들어올 때마다 호출이 된다.

(4) destroy()

• 서블릿이 더 이상 필요 없거나, 서버가 종료되거나, 서블릿을 언로드 할 때 호출이 된다.
• 쉽게 말해, 서블릿이 더 이상 필요 없어서 종료되는 시점에 호출되는 메서드라 보면 된다.
• 해당 메서드를 정의할 때 보통은 스레드 종료 같은 자원 해제 코드를 작성을 하게 된다.

(5) 정리

• Servlet API 는 서블릿 생명주기를 정의하며, 이 구조를 기반으로 모든 서블릿이 동작을 하게 된다.

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✅ 3. HttpServlet

// HttpServlet
public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {
}
// GenericServlet
public abstract class GenericServlet implements Servlet, ServletConfig, Serializable {
}

• Servlet 인터페이스를 HTTP 기반 웹 애플리케이션에 특화되도록 Servlet 을 구현한 추상 클래스이다.
• HttpServlet 추상 메서드를 구현함으로써, 서블릿을 만들어서 이용을 할 수 있다. ( 웹 요청을 수신해서 응답을 보낼 수 있음 )

(1) HttpServlet 구조

// HttpServlet
public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {
    public void service(ServletRequest req, ServletResponse res) throws ServletException, IOException {
        HttpServletRequest request;
        HttpServletResponse response;
        try {
            request = (HttpServletRequest)req;
            response = (HttpServletResponse)res;
        } catch (ClassCastException var6) {
            throw new ServletException(lStrings.getString("http.non_http"));
        }

        this.service(request, response); // 오버로딩 된 service() 메서드 호출
    }
}

• 해당 service() 가 Servlet API 로 부터 구현한 메서드이다.
• 내부적으로 this.service() 를 통해 오버로딩 된 service() 를 호출한다.

[ service() - Overloading ]

// HttpServlet
public abstract class HttpServlet extends GenericServlet {
    protected void service(HttpServletRequest req, HttpServletResponse resp) throws ServletException, IOException {
        String method = req.getMethod();
        long lastModified;
        if (method.equals("GET")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            if (lastModified == -1L) {
                this.doGet(req, resp);
            } else {
                long ifModifiedSince;
                try {
                    ifModifiedSince = req.getDateHeader("If-Modified-Since");
                } catch (IllegalArgumentException var9) {
                    ifModifiedSince = -1L;
                }

                if (ifModifiedSince < lastModified / 1000L * 1000L) {
                    this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
                    this.doGet(req, resp);
                } else {
                    resp.setStatus(304);
                }
            }
        } else if (method.equals("HEAD")) {
            lastModified = this.getLastModified(req);
            this.maybeSetLastModified(resp, lastModified);
            this.doHead(req, resp);
        } else if (method.equals("POST")) {
            this.doPost(req, resp);
        } else if (method.equals("PUT")) {
            this.doPut(req, resp);
        } else if (method.equals("DELETE")) {
            this.doDelete(req, resp);
        } else if (method.equals("OPTIONS")) {
            this.doOptions(req, resp);
        } else if (method.equals("TRACE")) {
            this.doTrace(req, resp);
        } else {
            String errMsg = lStrings.getString("http.method_not_implemented");
            Object[] errArgs = new Object[]{method};
            errMsg = MessageFormat.format(errMsg, errArgs);
            resp.sendError(501, errMsg);
        }
    }
}

• 내부적으로 Request 에 담긴 HTTP method 를 확인 한 뒤 요청에 맞게 doGet() 또는 doPost() 메서드를 호출 해준다.
• 즉, HttpServlet 을 구현한 서블릿 클래스들은 service() 메서드를 건드릴 필요 없이, doGet() 이나 doPost() 메서드만 오버라이딩해서 요청을 처리해주면 된다. 이유는, 내부적으로 HTTP method 를 검증해서 해당 메서드들을 호출하기 때문이다.

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✅ 4. DispatcherServlet

// DispatcherServlet - class
public class DispatcherServlet extends FrameworkServlet {
}
// FrameworkServlet - abstract
public abstract class FrameworkServlet extends HttpServletBean implements ApplicationContextAware {
}
// HttpServletBean - abstract
public abstract class HttpServletBean extends HttpServlet implements EnvironmentCapable, EnvironmentAware {
}

• DispatcherServlet 은 웹 애플리케이션에서 모든 HTTP 요청을 받아서 적절한 컨트롤러로 분배하는 중앙 역할을 하는 Spring MVC 프레임워크의 핵심 서블릿이다. 즉, 하나의 서블릿이라는 의미이다.
• 기존의 서블릿 방식은 HttpServlet 추상메서드를 구현해서 api 마다 서블릿을 가지는 구조 였음.
• 하지만, DispatcherServlet 은 하나의 서블릿을 싱글톤 패턴으로 공유하며, Controller 의 api 를 호출하는 구조이다.
• 즉, Servlet 마다 파일이 추가 되는 문제를 DispatcherServlet 하나로 문제를 해결 했음.
• DispatcherServlet 은 내부적으로 HttpServlet 추상 메서드를 구현을 하고 있음. 결론은 HttpServlet 기반

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✅ 5. Tomcat (ServletContainer)

• Tomcat 은 아파치 소프트웨어 재단에서 만든 자바 서블릿 컨테이너이자 WAS(웹 애플리케이션 서버) 이다.
• Tomcat 은 내부적으로 Servlet 을 생성 및 삭제를 해주기 때문에 ServletContainer 로도 불린다.
• 즉, 서블릿의 생명주기인 init() / service() / destroy() 를 직접 관리하기 때문인것이다.

[ 컨테이너(Container)란? ]

• 객체의 생명주기를 관리해주는 환경 또는 시스템을 의미한다.
• 쉽게말해, 객체를 생성하고, 초기화하고, 사용하고, 파괴하는 일련의 과정을 관리하는 관리자를 의미함.

(1) Tomcat 역할

• 1. HTTP 요청을 수신을 해서 HTTP 메시지로 담긴 값들을 파싱해서 비즈니스 로직에 전달을 해주는 역할을 한다.
• 2. 내부적으로 Servlet 을 생성 해주고, init() -> service() 를 통해서 비즈니스 로직에 데이터를 전달하는 역할을 함.
• 3. 내부적으로 스레드 풀을 운영하며, 멀티스레드로 요청 마다 작업 스레드를 할당해서 처리 하는 역할을 해줌.
• 4. 최종적으로 데이터를 클라이언트로 전송을 해주는 역할을 함.
• 정리하면, Tomcat은 요청과 응답을 받아주는 미들웨어의 역할을 하게 됨.