웹 프로그래밍

BackEnd

WAS

Web Application Server의 줄임말

웹 서버 vs WAS

WAS도 보통 자체적으로 웹 서버 기능을 내장하고 있다.
현재는 WAS가 가지고 있는 웹 서버도 정적인 콘텐츠를 처리하는 데 있어서 성능상 큰 차이가 없다.
규모가 커질수록 웹 서버와 WAS를 분리한다.
자원 이용의 효율성, 장애 극복, 배포와 유지보수의 편의성을 위해 웹 서버와 WAS를 대체로 분리한다.

Java Web Application

WAS에 설치(deploy)되어 동작하는 어플리케이션
HTML, CSS, 이미지, Java Class(Servlet, Package, Interface 등), 각종 설정 파일 등이 포함

Servlet

자바 웹 어플리케이션의 구성요소 중 동적인 처리를 하는 프로그램의 역할
요청이 왔을 때 응답을 해야하는 모든 내용이 구현되는 부분
Annotation과 함께 사용하는 URL Mapping을 통해 URL 요청을 처리할 수 있다.
하나의 서블릿이 여러 개의 URL 요청을 처리할 수 있다. (/*)
WAS에 동작하는 Java 클래스
Servlet은 HttpServlet 클래스를 상속받아야 함
Servlet과 JSP로부터 최상의 결과를 얻으려면, 두 가지를 조화롭게 사용해야 함
ex) 웹 페이지를 구성 화면(html)은 JSP로, 복잡한 프로그래밍은 서블릿으로 구현

Servlet의 생명 주기

init()
service(request, response)
destroy()

WAS는 서블릿 요청을 받으면 해당 서블릿이 메모리에 있는지 확인함. 메모리에 없다면, 해당 서블릿 클래스를 메모리에 올린 후

init() 실행
service() 실행

메모리에 있다면,

service() 실행

즉, 하나의 서블릿은 메모리에 한 번만 올린다.

cf) 개발자가 service()를 override하지 않았다면, Servlet의 부모 클래스인 HttpServlet의 service()가 실행 됨

WAS가 종료되거나, 웹 어플리케이션이 새롭게 갱신될 경우 destroy() 메소드를 실행. 즉, 메모리에서 해당 서블릿을 해제함. 그 후 메모리에 reload -> init()하는 과정을 거친다.

요청과 응답

WAS는 웹 브라우저로부터 Servlet 요청을 받으면,

요청할 때 가지고 있는 정보를 HttpServletRequest 객체를 생성하여 저장
웹 브라우저에게 응답을 보낼 때 사용하기 위하여 HttpServletResponse 객체를 생성
생성된 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 서블릿에 전달
즉, WAS는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 생성의 주체

HttpServletRequest

http 프로토콜의 request 정보를 서블릿에 전달
헤더정보, 파라미터, 쿠키, URI, URL 등의 정보를 읽어 들이는 메소드를 가지고 있음
Body의 Stream을 읽어 들이는 메소드를 가지고 있음 -> *** Body의 Stream이라는 것은 정확히 무슨 뜻일까?

HttpServletResponse

WAS는 어떤 클라이언트가 요청을 보냈는지 알고 있고, 해당 클라이언트에게 응답을 보내기 위한 HttpServleResponse 객체를 생성하여 서블릿에 전달
서블릿은 이 객체를 통해 content type, 응답 코드, 응답 메시지 등을 전송

Redirect

서버가 클라이언트의 요청에 대해, 특정 URL로 이동을 요청하는 것
동작 과정
- HTTP Response Code : 302
- Header : Location 값에 redirect URL을 추가
- 클라이언트는 리다이렉션 응답을 받게 되면 헤더(Location)에 포함된 URL로 재요청
- 즉, redirect 시 클라이언트는 2번의 요청을 보내게 됨
- 때문에 첫 요청과 두 번째 요청의 Request, Response는 다른 객체
- 클라이언트는 서버로부터 받은 상태 값이 302이면 Location 헤더값으로 재요청
- 서블릿은 HttpServletResponse 클래스의 sendRedirect() 메소드를 사용함
- 예제 코드

redirect01.jsp

response.sendRedirect("redirect02.jsp");

Forward

요청을 처리하던 한 서블릿이 추가적인 처리를 (같은 웹 어플리케이션의) 다른 서블릿에게 위임하는 것
동작 과정
- 웹 브라우저에서 Servlet 1에게 요청을 보냄
- Servlet1은 요청을 처리한 후, 그 결과를 HttpServletRequest에 저장
- Servlet1은 결과가 저장된 HttpServletRequest와 응답을 위한 HttpServletResponse를 같은 웹 어플리케이션 안에 있는 Servlet2에게 전송(forward)
- Servlet2는 Servlet1으로 부터 받은 HttpServletRequest와 HttpServletResponse를 이용하여 요청을 처리한 후 웹 브라우저에게 결과를 전송
- 예제 코드

FrontServlet.java

protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
            
     // forward로 보내고자 하는 값을 HttpServletRequest 객체에 설정
     request.setAttribute("key", value);
            
     // RequestDispatcher : 1) 클라이언트로부터 최초로 들어온 요청을 JSP/Servlet 내에서 원하는 자원으로 요청을 넘기는 역할을 수행
     //                     2) 특정 자원에 처리를 요청하고 처리 결과를 얻어오는 기능을 수행하는 클래스
     // RequestDispatcher 객체에 forward url mapping을 함
     RequestDispatcher requestDispatcher = request.getRequestDispatcher("/next");
            
     // request, response 객체 모두 forward를 통해 다음 Servlet으로 전달
     requestDispatcher.forward(request, response);
}

NextServlet.java

protected void service(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
     // request 내 attribute들은 Object로 저장되기 때문에, 형 변환을 거쳐야 한다. 
     int takenValue = (Integer)request.getAttribute("key");
}

Servlet과 JSP 연동

Servlet은 프로그램 로직을 수행하기에 유리
JSP는 결과를 출력하기에 유리(html)
Servlet에서 프로그램 로직을 수행
그 결과를 JSP에 포워딩

예제 코드

   request.setAttribute("key", value);
   RequestDispatcher requestDispatcher = request.getRequestDispatcher("/result.jsp");
   requestDispatcher.forward(request, response);

Redirect & Forward 비교

비교	Redirect	Forward
URL 주소 변경	O	X
요청	2번 (서로 다른 요청/응답 객체)	1번

Scope

Page : 페이지 0내에서 지역변수처럼 사용
Request : http 요청을 WAS가 받아서 웹 브라우저에게 응답할 때까지 변수가 유지 되는 경우 사용
Session : 웹 브라우저별로 변수가 관리되는 경우 사용, 상태 유지 시 사용
Application : 웹 어플리케이션이 시작되고 종료될 때까지 변수가 유지 되는 경우 사용

Page scope

특정 서블릿이나 JSP가 실행되는 동안에만 정보를 유지 하고 싶은 경우 사용
PageContext 추상 클래스를 사용
JSP 페이지에서 pageContext라는 내장 객체로 사용 가능
forward가 될 경우 해당 Page scope에 지정된 변수는 사용할 수 없음 (서블릿이 바뀌므로 page scope도 전환 됨)
다른 Scope들과 달리, 마치 지역변수처럼 사용 됨. 즉, 해당 JSP나 서블릿이 실행되는 동안에만 정보를 유지하고자 할 때 사용 됨
JSP에서 pageScope에 값을 저장한 후 해당 값을 EL표기법 등에서 사용할 때 사용 됨

Request scope

http 요청을 WAS가 받아서 웹 브라우저에게 응답할 때까지 변수값을 유지하고자 할 경우 사용
HttpServletRequest 객체를 사용
JSP에서는 request 내장 변수를 사용
서블릿에서는 HttpServletRequest 객체를 사용
값을 저장하고 읽어 들일 때는 request 객체의 setAttribute(), getAttribute() 메소드를 사용
forward 시 값을 유지하고자 사용 (Request scope를 사용한 것 : forward 되는 동안 값이 유지되는 것)

Session scope

웹 브라우저별로(하나의 클라이언트 마다) 변수를 관리할 경우 사용
웹 브라우저 간의 탭 간에는 세션정보가 공유되기 때문에, 각각의 탭에서는 같은 세션정보를 사용할 수 있음
HttpSession 인터페이스를 구현한 객체를 사용
JSP에서는 session 내장 변수를 사용
서블릿에서는 HttpServletRequest의 getSession()메소드를 이용하여 session 객체를 얻음
값을 저장하고 읽어 들일 때는 session 객체의 setAttribute(), getAttribute() 메소드를 사용
여러 요청들을 거쳐도 유지되는 scope
사용자마다 유지가 되어야 할 정보가 있을 때 사용 ( ex) 장바구니)

Application Scope

웹 어플리케이션이 시작되고 종료될 때까지 변수를 사용할 수 있음
하나의 서버에는 여러 개의 Web Application이 있을 수 있으므로, 하나의 서버에 여러 개의 Application Scope이 있을 수 있음
ServletContext 인터페이스를 구현한 객체를 사용
JSP에서는 application 내장 객체를 사용
서블릿은 getServletContext() 메소드를 사용하여 application 객체를 사용
하나의 웹 어플리케이션 당 하나의 application 객체가 사용됨
값을 저장하고 읽어 들일 때는 application 객체의 setAttribute(), getAttribute() 메소드를 사용
모든 클라이언트가 공통으로 사용해야 할 값들이 있을 때 사용
예제 코드

ApplicationScope01.java

protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
     ServletContext application = getServletContext();
     int value = 1;
     application.setAttribute("value", value);  
}

ApplicationScope02.java

protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
     response.setContentType("text/html; charset=UTF-8");    
     PrintWriter out = response.getWriter();
        
     ServletContext application = getServletContext();
                
     try {
          int value = (int)application.getAttribute("key");
          value++;
          application.setAttribute("value", value);
     }catch(NullPointerException ex) {
          out.println("value가 설정되지 않습니다.")
     }
}
        
// 1. Application scope에 저장된 value는 2가 되었다.
// 2. ApplicationScope01.java에서 먼저 setAttribute()가 되지 않았을 경우를 대비해 try catch로 예외를 처리한다.

applicationscope01.jsp

<body>
<%
    try{
        int value = (int)application.getAttribute("value");
        value += 2;
        application.setAttribute("value", value);
%>
        <h1><%=value %></h1>
<%        
    }catch(NullPointerException ex){
%>
        <h1>설정된 값이 없습니다.</h1>
<%        
    }
%>

</body>

// 1. JSP에선 내장 객체 application을 바로 사용할 수 있다.
// 2. 이전 ApplicationScope에서 setAttribute()가 되지 않았을 경우를 대비해 try catch로 예외를 처리한다.

Maven

빌드(Build), 패키징, 문서화, 테스트, 테스트 리포팅, git, 의존성 관리, 형상관리서버와 연동(SCMs), 배포 등의 작업을 손쉽게 할 수 있음
CoC(Convention over Configuration)를 따라 많은 반복 작업들을 자동화 함
ex) 프로그램의 소스 파일 위치, 컴파일 된 파일의 위치 등
편리하게 의존성 라이브러리를 관리할 수 있음
모든 개발자가 Maven의 설정을 따라 일관된 방식으로 빌드를 수행 함
추가 설명
- scope
  - compile : scope를 따로 설정하지 않는 경우 기본값. 컴파일 할 때 필요. 테스트 및 런타임에도 클래스 패스에 포함 됨.
  - runtime : 런타임에 필요. 컴파일 시에는 필요하지 않지만, 실행 시에 필요한 경우입니다. ex) JDBC 드라이버
  - provided : 컴파일 시에 필요하지만, 실제 런타임 때에는 컨테이너 같은 것에서 제공되는 모듈. 배포 시 제외 됨. ex) Servlet, JSP API 등.
  - test : 테스트 코드를 컴파일 할 때 필요. 테스트 시 클래스 패스에 포함되며, 배포 시 제외 됨.
  - 예시 <dependency> <groupId>javax.servlet</groupId> <artifactId>javax.servlet-api</artifactId> <version>3.1.0</version> <scope>provided</scope> // <- 여기 </dependency>

JDBC (Java Database Connectivity)

자바를 통한 DB 접속, SQL query 실행, 실행 결과로 얻어진 데이터를 핸들링하는 방법 제공
자바 프로그램 내에서 SQL문을 실행하기 위한 자바 API
Java는 표준 인터페이스인 JDBC API를 제공
DB 벤더, 기타 써드파티에서는 JDBC 인터페이스를 구현한 드라이버(driver)를 제공
실행 단계
- import java.sql.*;
- 드라이버 로드 : 사용하는 DB에 맞는 객체 제공
- Connection 객체 생성 : DB에 접속
- Statement 객체 생성 및 질의 수행 : query를 생성하고 수행
- ResultSet 객체 생성 (SQL문에 결과물이 있다면) - SELECT : row들을 return - INSERT, UPDATE, DELETE : 성공/실패 여부를 return
- 모든 객체를 닫는다 : 객체를 생성한 반대의 순서로 접속을 끊는다

Web API

 - REST API의 모든 규칙을 준수하지는 못하는 API

HTTP Status Code

100 (조건부 응답)
200 (성공)
- 200 : 클라이언트의 요청을 성공적으로 수행 함
- 201 : 클라이언트가 요청한 리소스가 성공적으로 생성 됨 (POST 요청에 대한 응답)
300 (리다이렉션 완료)
400 (요청 오류)
- 401 : 클라이언트가 인증되지 않은 상태에서 보호된 리소스를 요청함. ex) 로그인 하지 않고 특정 정보를 요청하는 경우
- 404(Not Found): 서버가 요청한 페이지(Resource)를 찾을 수 없음. ex) 서버에 존재하지 않는 페이지에 대해 요청을 보낸 경우
- 405 : 클라이언트의 요청에 사용 불가능한 method가 있음. ex) GET만을 처리할 수 있지만 POST 요청을 보낸 경우
500 (서버 오류)

Spring Framework

약 20개의 모듈로 구성되어 있으며, 필요한 모듈만 가져다 사용할 수 있음
Core 계층은 알고 있어야 함

Container

인스턴스의 life cycle을 관리
WAS가 Servlet의 컨테이너를 가지고 있음
개발자는 Servlet 코드를 작성, (Servlet URL에 해당하는 요청을 받으면) WAS의 Servlet 컨테이너가 메모리에 올린 후 실행
cf) Servlet 컨테이너는 동일한 서블릿에 대한 요청을 받을 시, 또 메모리에 올리지 않고 기존에 메모리에 올라간 서블릿을 실행, 웹 브라우저에게 전달
생성된 인스턴스에 추가적인 기능을 제공

IoC (Inversion of Control)

컨테이너가 코드 대신 오브젝트의 제어권을 갖고 있음
개발자가 만든 클래스, 메소드를 다른 프로그램이 대신 실행해주는 것
ex) Servlet : 개발자가 만들지만, 서블릿의 메소드를 알맞게 호출하는 것은 WAS

DI (Dependency Injection)

의존성 주입 : 클래스 사이의 의존 관계를 빈(Bean) 설정 정보를 바탕으로 컨테이너가 자동으로 연결해주는 것

DI가 적용되지 않은 예 : 개발자가 직접 인스턴스를 생성

class Engine {

}

class Car {
     Engine v5 = new Engine();
}

DI가 적용된 예 : 컨테이너가 v5 변수에 인스턴스를 할당

@Component
class Engine {

}

@Component
class Car {
     @Autowired
     Engine v5;
}

Bean

일반적인 Java 클래스를 Bean 클래스라고 일컫는다
3가지 특징
- 기본생성자를 가진다
- 필드는 private하게 선언함
- getter, setter 메소드를 가진다. 이 메소드들을 property라고 한다.
싱글턴 패턴

Java Config를 이용한 설정

@Configuration : 스프링 설정 클래스를 선언하는 어노테이션
@Bean : bean을 정의하는 어노테이션
@ComponentScan : @Controller, @Service, @Repository, @Component 어노테이션이 붙은 클래스를 찾아 컨테이너에 등록 (메모리에 올림)
@Component : 컴포넌트 스캔의 대상이 되는 어노테이션 중 하나로써, 주로 유틸이나 기타 지원 클래스에 붙임
@Autowired : 주입 대상이되는 bean을 컨테이너에 찾아 주입하는 어노테이션
Tip : @Controller, @Service, @Repository, @Component 어노테이션이 붙어 있는 객체들은 @ComponentScan을 이용해서 읽어들여 메모리에 올리고 DI를 주입, 이러한 어노테이션이 붙어 있지 않은 객체는 @Bean 어노테이션을 이용하여 직접 생성해주는 방식으로 클래스들을 관리하면 편리

Spring JDBC

org.springframework.jdbc.core
- JdbcTemplate 및 관련 Helper 객체 제공
JDBC Template
- org.springframework.jdbc.core에서 가장 중요한 클래스
- Statement의 생성과 실행을 처리
- 리소스 생성, 해지를 처리해서 연결을 닫는 것을 잊어 발생하는 문제 등을 피할 수 있도록 함
- SQL 조회, 업데이트, 저장 프로시저 호출, ResultSet 반복호출 등을 실행
- JDBC 예외가 발생할 경우 org.springframework.dao 패키지에 정의되어 있는 일반적인 예외로 변환

DTO (Data Transfer Object)

계층 간 데이터 교환을 위한 Java Bean
계층이란 컨트롤러 뷰, 비지니스 계층, 퍼시스턴스 계층을 의미합니다.
로직을 가지고 있지 않은 순수한 데이터 객체
필드, getter, setter를 가짐. 추가적으로 toString(), equals(), hashCode()등의 Object 메소드를 오버라이딩 할 수 있음

DAO (Data Access Object)

데이터를 조회하거나 조작하는 기능을 전담하도록 만든 객체
보통 데이터베이스를 조작하는 기능을 전담하는 목적으로 만들어 짐

Connection Pool

DB 연결에는 많은 비용이 들어가므로, 미리 Connection 여러 개 맺어 둔다.
- Connection이 필요하면 Connection Pool에게 빌려서 사용한 후 반납한다.
- Connection 사용 후 이를 반납하지 않으면, 속도가 느려진다.
- 아래 그림은 여러 클라이언트가 Connection Pool에서 Connection을 사용하고 반납하는 예를 보여준다.

DataSource

Connection Pool을 관리하는 목적으로 사용되는 객체
DataSource를 이용해 커넥션을 얻어오고 반납하는 등의 작업을 수행 함

MVC(Model-View-Controller)

Model : View가 렌더링하는데 필요한 데이터. ex)사용자가 요청한 상품 목록
View : 실제로 보이는 부분이며, Model을 사용해 렌더링을 함. 뷰는 JSP, JSF, PDF, XML 등으로 결과를 표현.
Controller : 사용자의 액션에 응답하는 컴포넌트. Controller는 Model을 업데이트하고, 다른 액션을 수행 함.

이 MVC 구조가 Spring Framework에 구현되어 있음

Spring MVC

DispatcherServlet

SpringMVC 이해의 핵심
프론트 컨트롤러 : 요청을 처리하지 않고 넘겨주기만 함
클라이언트의 모든 요청을 받은 후, 요청을 처리할 컨트롤러와 메소드가 무엇인지 HandlerMapping에게 물어 봄(그 정보는 개발자가 설정한 xml 파일이나 Annotation에 들어있다). 그 후 이를 처리할 핸들러(HandlerAdapter)에게 넘김
- 핸들러가 처리한 결과를 받아 사용자에게 응답 결과를 보여줌(ViewResolver)
- 이처럼 여러 컴포넌트를 이용해 작업을 처리함

DispatcherServlet의 각 요소

HandlerMapping

HandlerAdpater

ViewResolver

-> 이 4가지는 추후에 깊히 익힐 것. Spring Framework의 동작 과정을 익히는 데 필수.

참고 보강 자료 : http://blog.naver.com/duco777/220605479481

@EnableWebMvc

DispatcherServlet의 RequestMappingHandlerMapping, RequestMappingHandlerAdapter, ExceptionHandlerExceptionResolver, MessageConverter 등 Web에 필요한 빈들을 대부분 자동으로 설정해준다.
cf) 기본 설정 이외의 설정이 필요하다면 WebMvcConfigurerAdapter를 상속받도록 Java config class를 작성한 후, 필요한 메소드를 오버라이딩 하도록 한다.

Interceptor

Dispatcher servlet에서 Handler(Controller)로 요청을 보낼 때, Handler에서 Dispathcer servlet으로 응답을 보낼 때 동작합니다.

Argument Resolver

Hibernate VS Mybatis

@RestController

Spring 4 에서 Rest API, Web API를 개발하기 위해 등장한 Annotation
이전 버전의 @Controller와 @ResponseBody를 포함

MessageConvertor

@RestController를 이해하는 데 중요함
HTTP Request를 자바 객체로 변환하는 역할
Response Body를 클라이언트에게 전달할 수 있도록 JSON으로 변환하는 역할
@ResponseBody, @RequestBody
@EnableWebMvc로 인한 기본 설정

@Transactional

FrontEnd

브라우저

Parser : 데이터를 해석
Rendering Engine : 데이터를 화면에 표현
Parser와 Rendering Engine이 html, css를 처리하는 과정

DOM tree (Document Object Model tree)

 <img src="https://github.com/Garamda/WebProgramming/blob/master/images/domtree.png" width=40%>

브라우저에서는 html element를 DOM tree로 저장합니다.
복잡한 DOM Tree를 탐색하기 위해 다양한 DOM API를 활용합니다.

Event

Ajax

JSP (Java Server Page)

JSP는 WAS에 의해 서블릿으로 바뀌어 동작함 (<% %>에 해당하는 부분)
JSP Life Cycle
- 서블릿과 유사한 라이프 사이클로 이해할 수 있다.
- 실행 순서
  - 브라우저가 웹서버에 JSP에 대한 요청 정보를 전달한다.
  - 브라우저가 요청한 JSP가 최초로 요청했을 경우만 JSP로 작성된 코드가 서블릿으로 코드로 변환한다. (java 파일 생성)
  - 서블릿 코드를 컴파일해서 실행가능한 bytecode로 변환한다. (class 파일 생성)
  - 서블릿 클래스를 로딩하고 인스턴스를 생성한다.
  - 서블릿이 실행되어 요청을 처리하고 응답 정보를 생성한다.