WAS의 동작과 WEB, Servlet, JSP

㈜엑셈 컨설팅본부 /APM팀 박 종현

웹 어플리케이션 서 버란

웹 어플리케이션 서버 방식은 웹 서버가 직접 어플리케이션 프로그램을 처리하는 것이 아니 라 웹 어플리케이션 서버에게 처리를 넘겨주고 어플리케이션 서버가 어플리케이션 프로그램 을 처리한다 . 여러 명의 사용자가 동일한 페이지를 요청하여 여러 어플리케이션 프로그램을 처리할 때 오직 한 개의 프로세스만을 할당하고 사용자의 요청을 thread 방식 (Servlet/JSP) 으 로 처리한다 .

- Note
여러 개의 요청에 오직 1 개의 프로세스만을 할당하고 사용자의 요청을 thread 방식 으로 처리한다 . 메모리를 절약할 수 있기 때문에 Servlet/JSP 방식은 CGI 방식에 비해 동시에 더 많은 사용자에게 서비스를 할 수 있다 . 이것은 전체적인 성능의 향상을 가져와 보다 안정 적인 웹 서비스를 제공하는 것이 가능하다 .

웹 서버의 기능들을 구조적으로 분리하여 처리하는 목적으로 아래 그림과 같이 웹 서버의 기 능과 컨테이너의 기능으로 구성되어 있다 .

웹 서버와 어플 리케이션 서버

웹 서버와 웹 어플리케이션 서버의 차이는 구현된 언어가 다른 것이다 . 웹 서버는 C 로 구현 되며 웹 어플리케이션 서버는 JAVA 로 구현이 되어 실행할 때 class 작업을 하며 메모리 할당 후 해제를 자동으로 GC 가 관리한다 .

. 웹 서버는 웹에서 서버 기능을 처리하는 프로그램으로써 HTTP 라는 프로토콜을 기반으로 하여 웹 클라이언트로부터 요청을 서비스하는 기능을 담당하여 처리된 결과를 클라이언 트로 응답한다 .
. 웹 어플리케이션 서버는 웹 서버의 기능들을 구조적으로 분리하여 처리하는 목적이다 . business logic 을 수행한다 .

WAS 는 웹 서버의 기능과 컨테이너의 기능으로 구성된다 . 컨테이너는 Servlet 컨테이너이다 .

- Note
대부분의 상용화된 웹 어플리케이션 서버들은 웹 서버나 컨테이너 기능 외에 엔터프라이 즈 환경에 필요한 트랜잭션 , 보 안 , traffic 관리 , DB 커넥션 풀 , 사용자 관리 등의 다양한 기능을 제 공하는 소프트웨어로 개발되었다 . J2EE 기술을 지원하는 서버로서 웹 서버 기능에 Servlet/JSP 처 리와 EJB 수행을 지원하는 서버로 제공된다 . 그래서 WAS 를 J2EE 서버라고 한다 . 서버라고 불리 지만 실체가 존재하지 않는 , 즉 물리적 서버의 개념이 아닌 논리적 서버 를 말한다

위의 내용으로 WAS 의 구조와 성능에 대해서 알아보았다 . InterMax 는 단순 WAS 모니터링이 아닌 business 트랜잭션 성능의 측면에서 모니터링을 하기 위한 툴이다 . InterMax 를 통해 수 집된 성능지표와 logging 된 데이터를 통해 문제 발생원인을 제대로 파악하기 위해서는 WEB 과 Servlet, JSP 에 대해서 좀 더 조사하고 이해하는 것이 도움이 될 것이다 . 먼저 WEB 을 알아보 도록 하자 .

WEB

웹 프로그램의 이해

기본적으로 클라이언트 (Client)/ 서버 (S erver) 방식의 형태이다 . 클라이언트 ( 웹 브라우저 ) 가 특 정 웹 서버에 요청 (Request) 하게 되면 웹 서버가 이를 처리한 후 결과를 클라이언트 ( 웹 브라 우저 ) 에게 응답 (Response) 을 하게 되는 구조이다 .

웹 프로그래밍 언어의 종류

개인용 홈페이지와 다르게 많은 양의 데이터 처리나 많은 접속을 동시에 수용할 수 있도록 개발 가능한 언어들이다 . CGI, ASP, PHP 등이 있으며 여기에서는 Servlet 과 JSP 에 대해 알아 볼 것이다 .

Servlet(Server + Applet)
JAVA 언어를 기반으로 동적인 contents 를 생성하는 기술 . JAVA 프로그램을 작성하는 형식과 거의 같다 . JAVA 코드 안에 HTML 태그가 섞여 있어 작업에 대한 분리적인 측면으로 볼 때 효 율성이 떨어진다 . 프로그래머가 프로그래밍하기 어려우며 수정하기 어려운 단점이 있다 .

JSP(Java Server Pages)
JAVA 언어 기반으로 만들어짐 . ASP, PHP 처럼 HTML 태그 사이 사이에 동적인 contents 생성 을 담당할 JAVA 코드가 들어 있는 형태로 Servlet 의 형태와 다른 모습을 취하고 있다 . 동적 contents 를 생성하기 위해 스크립트 언어 형식으로 프로그램을 작성할 수 있어 개발자에게 쉬운 개발을 할 수 있게 한다 . 또한 JSP 는 사용자가 직접 태그를 정의해서 사용할 수 있는 사 용자 정의 태그를 지정할 수 있는 기능을 갖고 있어 효율적인 웹 사이트를 구성할 수 있다 .
. J SP 가 Servlet 으로 변환된다 .
. 변환된 Servlet 이 compile 되고 실행된다 .

웹 어플 리케이션 처리 순서

웹 어플리케이션이란 웹을 기반으로 실행되는 프로그램을 의미한다 . 따라서 웹 프로그래밍과 웹 어플리케이션의 관계는 웹 프로그래밍을 통한 웹 어플리케이션의 구현이라 할 수 있다 .

. 웹 브라우저가 웹 서버에 페이지를 요청한다 .
. 해당 웹 서버는 웹 브라우저의 요청을 받아서 요청된 페이지의 logic 및 데이터베이스와의 연동을 위해 어플리케이션 서버에 처리를 요청한다 .
. 웹 어플리케이션 서버는 데이터베이스와의 연동이 필요하면 데이터베이스와 데이터의 처 리를 수행한다 .
. logic 및 데이터베이스 작업의 처리 결과를 웹 서버에 보낸다 .
. 웹 서버는 결과를 다시 웹 브라우저에 응답한다 .

웹 어플리케이션은 웹 브라우저 , 웹 서버 , 웹 어플리케이션 서버 , 데이터베이스로 구성되어 있다 .

웹의 동작 방 식과 웹의 구성 요소에 대한 조사와 정리를 하였다 . 웹의 요청과 응답 과정과 처리 과정을 보면 웹 어플리케이션 서버가 웹 서버 및 데이터베이스와 연동하여 작업을 진행하는 것 을 볼 수 있다 . 웹 서버의 역할은 클라이언트의 요청에 따라 직접 서비스하거나 웹 어플리케이션 서버의 컨테이너를 이용하여 요청을 처리한 후 클라이언트에게 전달해 주는 것이다 . Servlet 에 대한 요청이 발생할 경우 웹 서버는 Servlet 을 처리하기 위해 Servlet 컨테이너에 요청을 할 것이다 . 다음 장에서 웹 프로그래밍 언어인 Servlet 과 JSP 에 대해서 알아보자 .

JSP, Servlet

JSP

JSP 는 자바 Servlet 기술을 확장시켜 웹 환경 상에서 자바만으로 서버 사이드 모듈을 개발하기 위한 기술이다 .

JSP 도 Servlet 과 마찬가지로 서버 사이드에서 DBMS 와 같은 Back - end Server 와 연동하여 Back - end Server 의 데이터를 가공하여 웹 상의 최종적 사용자에게 디스플레이 할 수 있고 여 러 조건에 따라 디스플레이 할 수 있는 내용들을 동적으로 처리할 수 있는 기능을 제공한다 . JSP 는 웹 프로그래밍 언어 중 하나이다 . 웹 프로그래밍 언어는 동적인 페이지를 생성하기 위한 서버 측 스크립트 언어이다 . 그러한 언어들 중에서 JSP 는 자바를 기반으로 만들어진 것이다 .

- Note
객체 지향적 , 플랫폼 독립적 , 네트워크 지향적 , 뛰어난 보안 , 멀티 thread 기능 , 친근한 코 드가 장점이다 . JSP 는 자바가 갖는 특징들을 그대로 갖고 있으며 J 2EE 를 구성하는 기술 중에 하 나이다 .

Servlet

Servlet 은 멀티 threading 에 의해 사용자 요구를 처리하고 가공해서 이에 대한 결과를 내보내 게 된다 . CGI 가 클라이언트를 프로세스로 처리하는데 반해 Servlet 은 클라이언트를 thread 로 처리한다 . 많은 클라이언트의 요구를 효과적으로 처리할 수 있다 . Servlet 객체는 여러 개의 thread 가 돌아가면서 처리하기 때문에 Ser vlet 의 method 들은 반드시 멀티 thread 에 대한 고 려를 해야 한다

- Note
Container 는 객체 생성의 유 , 무를 체크해서 객체가 생성되어 있지 않으면 생성한다 .

J2SE, J2EE, J2ME 와 Servlet, JSP 의 관계

Servlet 과 JSP 는 J2SE 영역이 아니고 J2EE 영역이기 때문에 JDK(J2SE) 에서는 Servlet 관련 API 가 없어 개발할 수 없다 . J2EE 환경은 J2SE 환경 위에서 운용하게 되므로 J2E E 에 속하는 프로 그래밍을 하기 위해서는 먼저 J2SE 가 설치되어 있어야 하며 J2EE 를 지원하는 서버가 준비되 어 있어야 한다 .

동작 방식

웹 브라우저에서 JSP 페이지를 웹 서버로 요청하게 되면 웹 서버가 이 요청을 받게 된다 . 사 용자가 요청하는 것이 웹 서버는 JSP 파일인 것을 인지하고 작업을 웹 컨테이너 (JSP 컨테이 너 ) 로 넘기게 된다 . 이런 요청을 받은 웹 컨테이너는 해당 JSP 페이지를 찾아서 자바 파일로 변환을 시킨 다음 컴파일을 하게 된다 . 컴파일 된 Servlet 은 최종적으로 웹 브라우저에 응답 되어 사용자는 응답 결과를 보게 된다 . 이러한 과정은 JSP 페이지가 최초로 요청되었을 때 단 한 번만 실행된다 . 이 후 같은 페이지에 대한 요청이 있으면 변환된 Servlet 파일로 서비스를 처리한다 .

컨테이너 측면과 서비스 API 측면 구분이유

J2EE 는 컨테이너 (Container) 가 관리하는 컴포넌트 (container - managed component) 그룹과 서비스 API(Service API) 그룹으로 나누어 진다 . 각 분야마다 전문가들이 개별 컴포넌트를 하 나만 집중해서 개발하면 된다 . 이미 제공되는 서 비스들 및 컨테이너를 연계하여 집중적인 튜 닝을 통해 성능을 향상할 수 있다 .

- Note
Connection Pooling 과 같은 일반적으로 사용되는 컴포넌트나 서비스 분야와 비즈니스 logic 개발을 나누어 작업할 수 있다 .

컨테이너

tomcat 은 컨테이너의 좋은 예이다 . apache 와 같은 웹 서버가 사용자로부터 Servlet 에 대한 요청을 받으면 Servlet 을 바로 호출하는 것이 아니라 Servlet 을 관리하고 있는 컨테이너에게 이 요청을 넘긴다 . 이 컨테이너는 Servlet 이 배포 (deploy) 된 컨테이너다 . 요청을 넘겨받은 컨 테이너는 HTTP Request 와 HTTP Response 객체를 만들어 이를 인자로 Servlet doPost( ) 나 doGet( ) method 중 하나를 호출한다 .

. 웹 컨테이너 . JSP 는 서버 측에서 동작하고 웹 서버와 연동이 되어 동적인 페이지를 생성한 다 . JSP 가 동작하는 고이 서버의 환경이라는 것이다 . 이는 JSP 를 사용하기 위해서는 서버 환경이 구축되어야 하 며 기본적으로 웹 서버와 웹 컨테이너가 설치되어 있으면 된다 . 대부 분의 웹 컨테이너는 웹 서버 기능을 가지고 있다 .

. Servlet 컨테이너 . Servlet 을 동작 시킬 수 있는 환경을 제공하는 서버 프로그램이다 . 즉 HTTP 요청을 받아서 해당 Servlet 을 동작시키고 그 결과를 사용자의 브라우저로 전달 해주는 기능을 제공한다 . 보통 컨테이너라고 하는 이유는 Servlet 프레임워크 안에서 동작을 하고 Servlet 이 동작할 수 있는 환경을 제공해주며 기타 필요한 작업 등을 제공해주기 때 문이다 . HTTP parameter parsing 및 결과 전달을 컨트롤 , Forwarding, Redirecting 등의 기 능을 컨테이너에서 제공해 준다 . 이 때 Servlet 개발자는 자신이 만든 Servlet 을 이 컨테이 너에 등록을 하게 되고 실제 동작을 컨테이너가 알아서 하게 되기 때문에 사용되는 언어 이다 .

. JSP 컨테이너 . 실제로 JSP 컨테이너의 의미는 Servlet 컨테이너의 개념과 동일하다 . 실제로 는 Se rvlet 컨테이너가 JSP 컨테이너가 된다 . JSP 는 PHP/ASP 와 같이 완전히 스크립트 형 식으로 동작하지 않고 Servlet 으로 변환이 된 이후에 실행되기 때문이다 . JSP 를 Servlet 으 로 컴파일을 해주는 것이 JSP 엔진이다 . tomcat 의 경우 JSP 엔진이 바로 JSPServlet 이다 . 즉 JSP 를 컴파일하고 동작을 시켜주는 것을 특정 Servlet 이 담당하고 있다 . JSP 자체가 완 전한 Servlet 으로 컴파일 되지 않는다는 것을 알 수 있다 . JSPServlet 이 구동할 수 있는 형 태의 Servlet 으로 바뀌게 된다 . JSP 컨테이너는 Servlet 으로 변환하는 과정에서 parsing 과 정이 하나 더 켜져 있는 것이고 나머지는 똑같다 .

. EJB 컨테이너 . EJB spec 은 확장 가능하고 다중 사용자 처리에 안전한 트랜잭션 기능을 인 식하는 분산된 비즈니스 어플리케이션 컴포넌트들을 개발하기 위해 필요한 표준화된 모 델을 제공한다 .

EJB 는 비즈니스 logic 을 구현한 각종 컴포넌트들을 서버에 분산시킴으로 지속성 있는 데이터를 개체 지향적인 방식으로 표현할 수 있도록 해준다 .

- Note
컨테이너는 Servlet 과 웹 서버가 서로 통신할 수 있는 손쉬운 방법을 제공하고 Servlet 의 라이프 사이클을 관리하고 요청이 들어 올 때마다 생기는 thread 에 대한 멀티 threading 을 지원 하며 보안 관리 , JSP 를 지원한다 . J2EE 에서는 두 타입의 컨테이너를 제공한다 . 웹 컨테이너와 EJB 컨테이너이다 . 웹 컨테이너는 Servlet 과 JSP 에 대한 실행 환경을 제공하고 EJB 컨테이너는 Enterprise JavaBeans 에 대한 실행 환경을 제공한다 .

Servlet 의 Lifecycle

1. init( ) : 초기화 및 자원 할당 . 단 1 번만 호출된다 . (Container 당 1 개 )
2. service( ) : request 당 1 개씩 호출된다 . reload 도 해당
3. destroy( ) : 자원 해제 및 소멸 1 번만 호출된다 . 관리 container 가 종료될 때 timeout 이 되었을 때 , class 의 내용이 변경되었을 때 , 재 컴파일 시 호출된다 .

Servlet 이 처음에 load 되면 init( ) method 가 실행된다 . init( ) method 에서는 Servlet 이 서 비스하기 위해 필요한 초기화 작업을 수행하고 init( ) method 가 service( ) method 를 호출한 다 .

초기화된 Servlet 은 클라이언트의 요청이 있을 때마다 thread 가 생성이 되어서 병행적 으로 service( ) method 를 실행한다 .

Servlet 은 더 이상 서비스를 하지 않을 경우에는 Servlet 엔진에 의해 메모리에서 unload 된다 . 이 때 unload 되기 전에 destroy( ) method 가 실행된다 .

service( ) method 는 0 회 이상 실행되고 init( ) method 는 여러 번 실행될 수 있지만 그전에 destroy( ) method 가 실행되어야 한다 .

WAS 내부적으로 JSP 를 JAVA 파일로 변환하고 그것을 다시 compile 하여 class 파일로 바꾸어 실행을 시킨다 . 페이지 자체가 class 가 된다 . Servlet 은 자체가 JAVA 로 되어 있어 그것을 class 로 compile 한다 . Servlet 에다 한 단계 더 나아간 것이 JSP 이다 . JAVA 와 HTML 을 분리 하여 개발과 디자인을 구분하여 복잡성을 줄이고 upgrade 및 사후 관리를 더욱 편리하게 만들 었다 .

결론

WAS 를 monitoring 하기 위해서 WAS 의 구성 요소와 그 구성 요소가 무엇인지 조사를 해보았 다 . 인터넷의 발전으로 사용량이 증가하여 Web Server 의 작업을 세분화 하였다 . 1tier 이었던 시스템의 점점 늘어나 n tier 로 쪼개졌다 . 어느 부분에서 어떤 작업을 하고 어떤 역할을 하는지 모르면 장애가 발생하였을 때 원인을 찾기도 어려워졌다 . 그렇기 때문에 WAS 엔지니어는 각 부 분에 대해 어떤 작업이 이루어지는지 바로 파악할 수 있어야 하며 문제 현상을 보고 문제가 발생 한 지점에서 적절한 대응을 할 수 있어야 한다 .