gugbab2's GitBook
  • Language
    • C++
      • 강의
        • C++ 언매니지드 프로그래밍
          • C++ 프로그래밍
          • 출력(Output)
          • 입력(Input)
          • bool 타입, Reference
          • 상수(const)
          • 문자열(string)
          • 파일 입출력
          • 개체지향 프로그래밍1
          • 개체지향 프로그래밍2
          • 개체지향 프로그래밍3
          • 캐스팅(형변환, casting)
          • 인라인 함수
          • static 키워드
          • 예외(Exception)
          • STL(Standard Template Library) 컨테이너(Container) - Vector
          • STL 컨테이너 - Map
          • STL 컨테이너 - Queue, Stack, Set, List
          • 템플릿(Template) 프로그래밍
          • 새로운 키워드(C++11 ~) 1
          • 새로운 키워드(C++11 ~) 2
          • 새로운 자료형
          • 새로운 STL 컨테이너
          • 스마트(smart) 포인터
          • 이동생성자 및 이동대입연산자
          • constexpr
          • Lamda Expression
      • 책
        • The C++ Programming Lanuaage
          • 2부 : 기본 기능
            • 6. 타입과 선언
            • 7. 포인터, 배열, 참조
            • 8. 구조체(struct), 공용체(union), 열거형(enum)
            • 10. 표현식
            • 11. 선택 연산
            • 12. 함수
            • 13. 예외 처리
            • 15. 소스 파일과 프로그램
          • 3부 : 추상화 메커니즘
            • 16. 클래스
            • 17. 생성, 소멸, 복사와 이동
            • 18. 연산자 오버로딩
            • 19. 특수 연산자
            • 20. 파생클래스
        • 씹어먹는 C++
          • 2. C++ 참조자(reference) 의 도입
          • 5.1 연산자 오버로딩(비교, 대입 연산자)
          • 5-2. 연산자 오버로딩(이항, 입출력, 타입변환, 증감 연산자)
          • 6-2. 가상(virtual) 함수와 다형성
          • 6-3. 가상 함수에 대한 지식들
          • 9-1. 코드를 찍어내는 틀 - C++ 템플릿(template)
          • 9-2. 가변 길이 템플릿(Variadic template)
          • 9-3. 템플릿 메타 프로그래밍 (Template Meta Programming)
          • 9-4. 템플릿 메타 프로그래밍2
          • 16.1 유니폼 초기화(Uniform Initialization)
          • 토막글 2. 람다(lambda)
    • Java
      • 강의
        • 김영한의 실전 자바 - 기본편
          • 절차 지향 vs 객체 지향
            • 절차 지향 프로그래밍
            • 객체 지향 프로그래밍
          • 변수
            • 클래스 변수 / 인스턴스 변수, 멤버 변수 / 지역 변수
            • 기본형 vs 참조형
          • 패키지
            • 패키지
            • CLI 환경에서 .java 파일 컴파일 && 실행
          • 접근 제어자
            • 접근 제어자 - 기본
            • 캡슐화
          • static
            • 자바 메모리 구조
            • static 기본
            • 스택 영역, 힙 영역
              • 스택 영역, 힙 영역 - 기본
              • 메소드가 실행될 때 어떤일이 일어나는가?
          • 상속
            • 상속 기본
          • 다형성(Pilymorphism)
            • 다형성 기본
            • 다형성의 활용
              • 다형성의 활용 - 기본
              • 다형성의 활용 - 추상클래스
              • 다형성의 활용 - 인터페이스
            • 다형성과 설계
              • 좋은 객체 지향 프로그래밍
        • 김영한의 실전 자바 - 중급1편
          • 1. Object 클래스
          • 2. 불변 객체
          • 3. String 클래스
          • 4. 래퍼, Class 클래스
          • 5. 열거형 - ENUM
          • 6. 날짜와 시간
          • 7. 중첩 클래스, 내부 클래스1
          • 8. 중첩 클래스, 내부 클래스2
          • 9. 예외 처리1 - 이론
          • 10. 예외 처리 - 실습
        • 김영한의 실전 자바 - 중급2편
          • 1. 제네릭 - Generic1
          • 2. 제네릭 - Generic2
          • 3. 컬렉션 프레임워크 - ArrayList
          • 4. 컬렉션 프레임워크 - LinkedList
          • 5. 컬렉션 프레임워크 - List
          • 6. 컬렉션 프레임워크 - 해시(Hash)
          • 7. 컬렉션 프레임워크 - HashSet
          • 8. 컬렉션 프레임워크 - Set
            • 레드 블랙 트리
          • 9. 컬렉션 프레임워크 - Map, Stack, Queue
            • 왜(?) Set 은 내부에서 Map 을 사용할까?
          • 10. 컬렉션 프레임워크 - 순회, 정렬, 전체 정리
        • 김영한의 실전 자바 - 고급 1편, 멀티스레드와 동시성
          • 프로세스와 스레드 소개
          • 스레드 생성과 실행
          • 스레드 제어와 생명 주기1
          • 스레드 제어와 생명 주기2
          • 메모리 가시성
          • 동기화 - synchronized
            • synchronized 키워드 이해도 체크
          • 고급 동기화 - concurrent.Lock
          • 생산자 소비자 문제1
          • 생산자 소비자 문제2
          • CAS - 동기화와 원자적 연산
          • 동시성 컬렉션
          • 스레드 풀과 Executor 프레임워크1
          • 스레드 풀과 Executor 프레임워크2
        • 김영한의 실전 자바 - 고급 2편, I/O, 네트워크, 리플렉션
          • 문자 인코딩
          • I/O 기본1
          • I/O 기본2
          • I/O 활용
          • File, Files
          • 네트워크 - 프로그램1
          • 네트워크 - 프로그램2
          • 채팅 프로그램
          • HTTP 서버 만들기
          • 리플렉션
          • 애노테이션
          • HTTP 서버 활용
        • 김영한의 실전 자바 - 고급3편, 람다, 스트림, 함형 프로그래밍
          • 람다가 필요한 이유
          • 람다
          • 함수형 인터페이스
          • 람다 활용
          • 람다 vs 익명 클래스
          • 메서드 참조
          • 스트림API1 - 기본
          • 스트림 API2 - 기능
          • 스트림 API3 - 컬렉터
          • Optional
          • 디폴트 메서드
          • 병렬 스트림
          • 함수형 프로그래밍
        • 기초 탄탄! 독하게 시작하는 Java - Part2: OOP 와 JVM
          • 2. 클래스 - 첫 번째
          • 3. 클래스 - 두번째
          • 4. 상속과 관계
          • 6. JVM(Java Virtual machine) 기본 이론
          • 7. JVM 과 GC 그리고 객체
          • 8. 불변 객체와 String 클래스
      • 책
        • 자바의 신
          • 변수
            • 클래스 변수(static) 사용 주의 케이스
            • Java volatile 과 Atomic 변수(+CAS)
          • 연산자
            • 비트 연산자 활용 예제
          • 배열
          • 참조 자료형
          • 상속
          • Object 클래스
          • interface, abstract class, enum
          • 예외
          • String 클래스
            • String 구조
            • String 문자열을 byte 로 변환하기
            • String 클래스에서 자주 사용되는 메서드
            • String 클래스로 살펴보는 불변(Immutable)객체
            • StringBuilder, StringBuffer
          • Nested 클래스
          • 어노테이션
            • 어노테이션 기본
            • 어노테이션의 사용
          • JVM 이해하기
            • 왜 JVM 을 사용해?
            • JVM, JRE, JDK
            • JVM 구조 이해하기
            • 클래스 로더 시스템
            • JIT(Just-In-Time) 컴파일러
            • GC(Garbage Collector)
              • GC Part.1
              • GC Part.2
              • GC 튜닝
          • java.lang
            • Wrapper 클래스
            • System 클래스
          • Generic
            • 제네릭 기본
            • 와일드카드
            • 와일드카드 GET / SET 경계
            • 와일드카드 extends / super 사용시기
            • 혼동할 수 있는 와일드카드 표현
          • Collection
            • 자료구조
              • 이진 탐색 트리 vs 레드 블랙 트리
            • Collection
            • List
              • ArrayList
              • Vector
              • Stack
              • LinkedList
            • Set, Queue
              • HashSet
              • LinkedHashSet
              • TreeSet
              • Priority Queue
              • ArrayDeque
            • Map
              • HashMap
              • Hashtable
              • LinkedHashMap
              • TreeMap
          • Thread
            • Thread 기본
            • Thread 와 관련이 많은, Synchronized
            • Thread 를 통제하는 메서드
            • ThreadGroup
          • I/O
            • InputStream, OutputStream
            • Reader, Writer
          • Serializable, NIO
            • Serializable
            • NIO (New IO)
          • 네트워크 프로그래밍
            • 네트워크 기본 & TCP 통신
            • UDP 통신
          • 람다
            • 함수형 인터페이스
            • 람다란?
        • 벨둥(Bealdung)
          • Java Concurrency
            • Java Concurrency Basics
              • Overview of the java.util.concurrent
              • Guide to the Synchronized Keyword in Java
              • Guide to the Volatile Keyword in Java
              • Guide to the java.util.concurrent.Future
              • ThreadLocal in Java
      • 그 외
        • 시스템 콜과 자바에서의 시스템 콜 사용례
        • 자바 NIO 의 동작원리 및 IO 모델
        • 함수형 인터페이스(FunctionInterface) - 자바8
  • Spring
    • 강의
      • 스프링 핵심 원리 - 기본편
        • 큰 흐름 잡기
        • 스프링 핵심 원리 이해1 - 예제 만들기
        • 스프링 핵심 원리 이해2 - 객체 지향 원리 적용
        • 스프링 컨테이너와 스프링 빈
        • 싱글톤 컨테이너
        • 컴포넌트 스캔
        • 의존관계 자동 주입
        • 빈 생명주기 콜백
        • 빈 스코프
      • 토비의 스프링6 - 이해와 원리
        • 3. 오브젝트와 의존관계1
        • 3. 오브젝트와 의존관계2
        • 4. 테스트
        • 5. 템플릿
        • 6.예외
        • 7. 서비스 추상화
    • 책
      • JSP 2.3 웹 프로그래밍
        • Servlet
        • JSP
        • 쿠키 / 세션
        • MVC 패턴
        • 실무 때 고민할 만한 부분
      • 스프링 입문을 위한 자바 객체지향의 원리와 이해
        • 자바와 절차적/구조적 프로그래밍
        • 객체지향의 4대 특성
        • 객체지향 설계의 5원칙
        • 스프링이 사랑한 디자인 패턴
        • IoC / DI
        • AOP(Aspect Oriented Programming), 관점 지향 프로그래밍
      • 토비의 스프링 3.1
        • Spring vs Spring Boot
        • 1. 오브젝트와 의존관계
          • 1.4 제어의 역전(IoC)
          • 1.5 스프링의 IoC
          • 1.6 싱글톤 레지스트리와 오브젝트 스코프
    • 그 외
      • 스프링 부트(SpringBoot) 탄생 배경
  • CS
    • DATA STRUCTURES
      • 선택 정렬(Selection Sort)
      • 버블 정렬(Bubble Sort)
      • 삽입 정렬(Insertion Sort)
    • OS
      • 강의
      • 책
        • 혼자 공부하는 컴퓨터구조 + 운영체제
          • 1. 컴퓨터 구조 시작하기
          • 2. 데이터
          • 3. 명령어
          • 4. CPU 의 작동원리
          • 5. CPU 성능 향상 기법
          • 6. 메모리와 캐시메모리
          • 7. 보조기억장치
          • 8. 입출력장치
          • 9. 운영체제 시작하기
          • 10. 프로세스와 스레드
    • NETWORK
      • 그 외
        • REST API
          • REST API
          • URI & MIME type
          • Collection Pattern
          • Collection Pattern 적용
          • Spring Web MVC 구현
        • SSL 인증 동작
        • DTO & JSON & CROS
          • DTO
          • 직렬화(Serialization)
          • Jackson ObjectMapper
          • CROS
        • Connection Timeout / Read Timeout
      • 강의
        • 외워서 끝내는 네트워크 핵심이론 - 기초
          • Internet 기반 네트워크 입문
            • Host 는 이렇게 외우자
            • 스위치가 하는 일과 비용
          • L2 수준에서 외울 것들
            • NIC, L2 Frame, LAN 카드 그리고 MAC 주소
            • L2 스위치에 대해서
            • LAN 과 WAN 의 경계 그리고 Broadcast
          • L3 수준에서 외울 것들
            • IPv4 주소의 기본 구조
            • L3 IP Packet 으로 외워라
            • 패킷의 생성과 전달 및 계층별 데이터 단위
            • 이해하면 인생이 바뀌는 TCP/IP 송, 수신 구조
            • IP 헤더 형식
            • 서브넷 마스크와 CIDR
            • Broadcast IP 주소와 Localhost
            • TTL 과 단편화
            • 인터넷 설정 자동화를 위한 DHCP
            • ARP 과 Ping(RTT : Round Trip Time)
          • L4 수준 대표주자 TCP 와 UDP
            • TCP 와 UDP 개요
            • TCP 연결 및 상태 변화
            • TCP 연결 종료 및 상태 변화
            • TCP, UDP 헤더 형식과 게임서버 특징
            • TCP 가 연결이라는 착각
            • TCP 연결과 게임버그
          • 웹을 이루는 핵심기술
            • DNS
            • URL, URI
        • 외워서 끝내는 네트워크 핵심 이론 - 응용
          • 네트워크 장치의 구조
            • 세 가지 네트워크 장치 구조
            • Inline 구조
            • Out of path 구조와 DPI 그리고 망중립
            • Proxy(클라이언트 입장) - 우회
            • Proxy(클라이언트 입장) - 보호와 감시
            • Reverse Proxy(서버 입장)
          • 인터넷 공유기의 작동 원리
            • 공유기 개요
            • Symmetric NAT
            • Full Cone 방식
            • Restricted Cone, Port Restricted Cone
            • 포트 포워딩
            • UPnP 와 NAT
          • 부하분산 시스템 작동 원리
            • L4 부하분산 무정지 시스템
            • 대규모 부하분산을 위한 GSLB
          • VPN과 네트워크 보안 솔루션
            • PN 과 VPN
            • IPSec VPN 과 터널링 개념
            • VPN 과 재택근무
        • 외워서 끝내는 SSL 과 최소한의 암호기술
          • 기초이론
            • Checksum (검사합)
            • Hash
          • 암호기술에 대한 이해
            • 대칭키
            • 비대칭키
          • PKI 시스템과 인터넷
            • 인터넷을 위한 비대칭키 체계
            • 공개키 신뢰를 위한 검증체계
            • 웹서비스와 공인인증서
      • 책
        • 그림으로 배우는 네트워크 원리
          • 1. 네트워크 기본
          • 2. 네트워크를 만드는 것
          • 3. 네트워크의 공통 언어 TCP/IP
    • SECURITY
      • 그 외
        • Basic Auth
        • HMAC 기반 인증
    • 그 외
      • 동기/비동기 & 블로킹/논블록킹
  • DB
    • 그 외
      • 인덱스(Index)
      • 트랜잭션(TRANSACTION)
      • 실무에서 외래키를 사용하지 않는 이유
      • ORM vs SQL Mapper
      • 문자열 vs DATE
      • EXPLAIN 명령어
    • 강의
      • Real MySQL 시즌 1
        • Part.1
          • 1강. CHAR vs VARCHAR
          • 2강. VARCHAR vs TEXT
          • 3강. COUNT(*) & COUNT(DISTINCT) 튜닝
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  • HTTP 서버2 - 동시 요청
  • HTTP 서버3 - 기능 추가
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HTTP 서버 만들기

HTTP 서버1 - 시작

HTTP 서버를 직접 만들어보자.

웹 브라우저에서 우리 서버에 접속하면 다음과 같은 HTML 을 응답하는 것이다.

<h1>Hello World</h1>
package was.v1;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.*;
import static util.MyLogger.log;

public class HttpServerV1 {

    private final int port;

    public HttpServerV1(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        log("서버 시작 port : " + port);

        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            process(socket);
        }
    }

    private void process(Socket socket) throws IOException {
        try(socket;
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), UTF_8));
            PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), false, UTF_8)){

            String requestString = requestToString(reader);
            if (requestString.contains("/favicon.ico")) {
                log("favicon 요청");
                return;
            }

            log("HTTP 요청 정보 출력");
            System.out.println(requestString);

            log("HTTP 응답 생성중...");
            sleep(5000);
            responseToClient(writer);
            log("HTTP 응답 전달 완료");
        }
    }

    private static String requestToString(BufferedReader reader) throws IOException {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            if (line.isEmpty()) {
                break;
            }
            sb.append(line).append("\n");
        }
        return sb.toString();
    }

    private void responseToClient(PrintWriter writer) {
        String body = "<h1>HELLO WORLD</h1>";
        int length = body.getBytes(UTF_8).length;

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("HTTP/1.1 200 OK\r\n");
        sb.append("Content-Type: text/html\r\n");
        sb.append("Contetn-Length: ").append(length).append("\r\n");
        sb.append("\r\n");
        sb.append(body);

        log("HTTP 응답 정보 출력");
        System.out.println(sb);

        writer.println(sb);
        writer.flush();
    }

    private static void sleep(int millis) {
        try {
            Thread.sleep(millis);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}
  • HTTP 메시지의 주요 내용들은 문자로 읽고 쓰게 된다.

  • 따라서 여기서는 BufferedReader, PrintWriter 를 사용했다.

  • Stream 을 Reader, Writer 로 변경할 때는 항상 인코딩을 확인하자.

AutoFlush

new PrintWriter(socket.getOutputStream(), false, UTF_8)

  • PrintWriter 의 두 번째 인자는 autoFlush 여부이다.

  • 이 값을 true 로 설정하면 println() 으로 출력할 때 마다 자동으로 플러시 된다.

    • 첫 내용을 빠르게 전ㄷ송할 수 있지만, 네트워크 전송이 자주 발생한다.

  • 이 값을 false 로 설정하면 flush() 를 직접 호출해주어야 데이터를 전송한다.

    • 데이터를 모아서 전송하므로 네트워크 전송 횟수를 효과적으로 줄일 수 있다. 한 패킷에 많은 양의 데이터를 담아서 전송할 수 있다.

  • 여기서는 false 로 설정했으므로 마지막에 꼭 writer.flush() 를 호출해야한다.

requestToString()

HTTP 요청을 읽어서 String 으로 반환한다.

responseToClient()

HTTP 응답 메시지를 생성해서 클라이언트에 전달한다.

시작라인, 헤더, HTTP 메시지 바디를 전달한다.

package was.v1;

import java.io.IOException;

public class ServerMainV1 {

    private static final int PORT = 12345;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        HttpServerV1 server = new HttpServerV1(PORT);
        server.start();
    }
}

웹 브라우저를 실행하고 다음 사이트에 접속해보자. 5초간 기다려야 한다.

  • http://localhost:12345

  • http://127.0.0.1:12345

크롬 웹 브라우저에서 마우스 오른쪽 버튼을 눌러서 소스 보기를 하면 다음 결과를 확인할 수 있다.

실행 결과 - 소스 보기

<h1>Hello World</h1>

실행 결과

11:02:07.375 [ 11:02:09.671 [ main] 서버 시작 port: 12345
main] HTTP 요청 정보 출력
GET / HTTP/1.1
Host: localhost:12345
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36
(KHTML, like Gecko) Chrome/128.0.0.0 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/
avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.7
Accept-Encoding: gzip, deflate, br, zstd
Accept-Language: ko,en;q=0.9,en-US;q=0.8,ko-KR;q=0.7
11:02:09.672 [ 11:02:14.678 [ HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 20

<h1>Hello World</h1>
11:02:14.680 [ main] HTTP 응답 전달 완료
14:39:09.761 [ main] favicon 요청
14:39:09.762 [ main] favicon 요청
  • 실행 결과에서 일부 헤더들은 제외했다.

HTTP 요청 메시지

GET / HTTP/1.1
Host: localhost:12345
User-Agent: Mozilla/5.0 (Macintosh; Intel Mac OS X 10_15_7) AppleWebKit/537.36
(KHTML, like Gecko) Chrome/128.0.0.0 Safari/537.36
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,image/
avif,image/webp,image/apng,*/*;q=0.8,application/signed-exchange;v=b3;q=0.7
Accept-Encoding: gzip, deflate, br, zstd
Accept-Language: ko,en;q=0.9,en-US;q=0.8,ko-KR;q=0.7

http://localhost:12345 를 요청하면 웹 브라우저가 HTTP 요청 메시지를 만들어서 서버에 전달한다.

시작 라인

  • GET : GET 메서드 (조회)

  • / : 요청 경로, 별도의 요청 경로가 없으면 / 를 사용한다.

  • HTTP/1.1 : HTTP 버전

헤더

  • Host : 접속하는 서버 정보

  • User-Agent : 웹 브라우저의 정보

  • Accept : 웹 브라우저가 전달 받을 수 있는 HTTP 응답 메시지 바디 형태

  • Accept-Encoding : 웹 브라우저가 전달 받을 수 인코딩 형태

  • Accept-Language : 웹 브라우저가 전달 받을 수 있는 언어 형태

HTTP 응답 메시지

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 20

<h1>Hello World</h1>

시작 라인

  • HTTP/1.1 : HTTP 버전

  • 200 : 성공

  • OK : 200 에 대한 설명

헤더

  • Content-Type

    • HTTP 메시지 바디의 데이터 형태, 여기서는 HTML을 사용

  • Content-Length

    • HTTP 메시지 바디의 데이터 길이

바디

<h1>Hello World</h1>

문제

서버는 동시에 수 많은 사용자의 요청을 처리할 수 있어야 한다.

현재 서버는 한 번에 하나의 요청만 처리할 수 있다는 문제가 있다.

다른 웹 브라우저 2개를 동시에 열어서 사이트를 실행해보자. (예를 들어서 크롬, 엣지, 사파리 등 다른 브라우저를 열어야 확실한 테스트가 가능하다)

첫 번째 요청이 모두 처리되고 나서 두 번째 요청이 처리되는 것을 확인할 수 있다.

HTTP 서버2 - 동시 요청

package was.v2;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import static util.MyLogger.log;

public class HttpRequestHandlerV2 implements Runnable{

    private final Socket socket;

    public HttpRequestHandlerV2(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            process();
        } catch (Exception e) {
            log(e);
        }
    }

    private void process() throws IOException {
        try(socket;
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), UTF_8));
            PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), false, UTF_8)){

            String requestString = requestToString(reader);
            if (requestString.contains("/favicon.ico")) {
                log("favicon 요청");
                return;
            }

            log("HTTP 요청 정보 출력");
            System.out.println(requestString);

            log("HTTP 응답 생성중...");
            sleep(5000);
            responseToClient(writer);
            log("HTTP 응답 전달 완료");
        }
    }

    private static String requestToString(BufferedReader reader) throws IOException {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            if (line.isEmpty()) {
                break;
            }
            sb.append(line).append("\n");
        }
        return sb.toString();
    }

    private void responseToClient(PrintWriter writer) {
        String body = "<h1>HELLO WORLD</h1>";
        int length = body.getBytes(UTF_8).length;

        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("HTTP/1.1 200 OK\r\n");
        sb.append("Content-Type: text/html\r\n");
        sb.append("Contetn-Length: ").append(length).append("\r\n");
        sb.append("\r\n");
        sb.append(body);

        log("HTTP 응답 정보 출력");
        System.out.println(sb);

        writer.println(sb);
        writer.flush();
    }

    private static void sleep(int millis) {
        try {
            Thread.sleep(millis);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}
  • 클라이언트의 HttpRequestHandler 는 이름 그대로 클라이언트가 전달한 HTTP 요청을 처리한다.

  • 동시에 요청한 수 만큼 별도의 스레드에서 HttpRequestHandler 가 수행된다.

package was.v2;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.Future;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import static util.MyLogger.log;

public class HttpServerV2 {

    private final ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
    private final int port;

    public HttpServerV2(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        log("서버 시작 port : " + port);

        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            es.submit(new HttpRequestHandlerV2(socket));
        }
    }
}
  • ExecutorService : 스레드 풀을 사용한다. 여기서는 newFixedThreadPool(10) 을 사용해서 최대 동시

    에 10개의 스레드를 사용할 수 있도록 했다. 결과적으로 10개의 요청을 동시에 처리할 수 있다.

  • 참고로 실무에서는 상황에 따라 다르지만 보통 수백 개 정도의 스레드를 사용한다.

  • es.submit(new HttpRequestHandlerV2(socket)) : 스레드 풀에 HttpRequestHandlerV2 작업

    을 요청한다.

  • 스레드 풀에 있는 스레드가 HttpRequestHandlerV2 의 run() 을 수행한다.

package was.v2;

import java.io.IOException;

public class ServerMainV2 {

    private static final int PORT = 12345;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        HttpServerV2 server = new HttpServerV2(PORT);
        server.start();
    }
}

이번에는 각 클라이언트의 요청을 별도의 스레드에서 처리한다. 따라서 각 클라이언트의 요청을 동시에 처리할 수 있다.

다른 웹 브라우저 2개를 동시에 열어서 사이트를 실행해보자. (예를 들어서 크롬, 엣지, 사파리 등 다른 브라우저를 열어야 확실한 테스트가 가능하다)

HTTP 서버3 - 기능 추가

package was.v3;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.URLDecoder;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import static util.MyLogger.log;

public class HttpRequestHandlerV3 implements Runnable{

    private final Socket socket;

    public HttpRequestHandlerV3(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            process();
        } catch (Exception e) {
            log(e);
        }
    }

    private void process() throws IOException {
        try(socket;
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), UTF_8));
            PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), false, UTF_8)){

            String requestString = requestToString(reader);
            if (requestString.contains("/favicon.ico")) {
                log("favicon 요청");
                return;
            }

            log("HTTP 요청 정보 출력");
            System.out.println(requestString);

            log("HTTP 응답 생성중...");
            if (requestString.startsWith("GET /site1")) {
                site1(writer);
            } else if (requestString.startsWith("GET /site2")) {
                site2(writer);
            } else if (requestString.startsWith("GET /search")) {
                search(writer, requestString);
            } else if (requestString.startsWith("GET / ")) {
                home(writer);
            } else {
                notFound(writer);
            }

            log("HTTP 응답 전달 완료");
        }
    }

    private void site1(PrintWriter writer) {
        writer.println("HTTP/1.1 200 OK");
        writer.println("Content-Type: text/html; charset=UTF-8");
        writer.println();
        writer.println("<h1>site1</h1>");
        writer.flush();
    }

    private void site2(PrintWriter writer) {
        writer.println("HTTP/1.1 200 OK");
        writer.println("Content-Type: text/html; charset=UTF-8");
        writer.println();
        writer.println("<h1>site2</h1>");
        writer.flush();

    }

    private void search(PrintWriter writer, String requestString) {
        int startIndex = requestString.indexOf("q=");
        int endIndex = requestString.indexOf(" ", startIndex + 2);
        String query = requestString.substring(startIndex + 2, endIndex);
        String decode = URLDecoder.decode(query, UTF_8);

        writer.println("HTTP/1.1 200 OK");
        writer.println("Content-Type: text/html; charset=UTF-8");
        writer.println();
        writer.println("<h1>Search</h1>");
        writer.println("<ul>");
        writer.println("<li>query : " + query + "</li>");
        writer.println("<li>decode : " + decode + "</li>");
        writer.println("<ul>");
        writer.flush();
    }

    private void home(PrintWriter writer) {
        // 원칙적으로는 Content-Length 를 계산해서 전달해야 하지만, 귀찬아서 뺌
        writer.println("HTTP/1.1 200 OK");
        writer.println("Content-Type: text/html; charset=UTF-8");
        writer.println();
        writer.println("<h1>home</h1>");
        writer.println("<ul>");
        writer.println("<li><a href='/site1'>site1</a></li>");
        writer.println("<li><a href='/site2'>site2</a></li>");
        writer.println("<li><a href='/search?q=hello'>검색</a></li>");
        writer.println("</ul>");
        writer.flush();
    }

    private void notFound(PrintWriter writer) {
        writer.println("HTTP/1.1 404");
        writer.println("Content-Type: text/html; charset=UTF-8");
        writer.println();
        writer.println("<h1>404 페이지를 찾을 수 없습니다.</h1>");
        writer.flush();
    }

    private static String requestToString(BufferedReader reader) throws IOException {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            if (line.isEmpty()) {
                break;
            }
            sb.append(line).append("\n");
        }
        return sb.toString();
    }
}
  • HTTP 요청메시지의 시작 라인을 파싱하고, 요청 URL 에 맞추어 응답을 전달한다.

    • GET / -> home() 호출

    • GET /site1 -> site1() 호출

  • 응답식 원칙적으로 헤더에 메시지 바디의 크기를 계산해서 Content-Length 를 전달해야 하지만, 예제를 단순화하기 위해 생략했다.

  • 검색시 다음과 같은 형식으로 요청이 온다.

    • GET /search?q=hello

    • URL에서 ? 이후의 부분에 key1=value1&key2=value2 포멧으로 서버에 데이터를 전달할 수 있다.

    • 이 부분을 파싱하면 요청하는 검색어를 알 수 있다.

    • 예제에서는 실제 검색을 하는 것은 아니고, 요청하는 검색어를 간단히 출력한다.

    • URLDecoder 는 바로 뒤에서 설명한다.

package was.v3;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import static util.MyLogger.log;

public class HttpServerV3 {

    private final ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
    private final int port;

    public HttpServerV3(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        log("서버 시작 port : " + port);

        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            es.submit(new HttpRequestHandlerV3(socket));
        }
    }
}
package was.v3;

import java.io.IOException;

public class ServerMainV3 {

    private static final int PORT = 12345;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        HttpServerV3 server = new HttpServerV3(PORT);
        server.start();
    }
}
14:56:08.365 [ main] 서버 시작 port: 12345
14:56:09.978 [pool-1-thread-1] HTTP 요청 정보 출력
GET / HTTP/1.1
Host: localhost:12345
14:56:09.979 [pool-1-thread-1] HTTP 응답 생성중...
14:56:09.981 [pool-1-thread-1] HTTP 응답 전달 완료
14:56:12.837 [pool-1-thread-4] HTTP 요청 정보 출력
GET /site1 HTTP/1.1
Host: localhost:12345
14:56:12.837 [pool-1-thread-4] HTTP 응답 생성중...
14:56:12.837 [pool-1-thread-4] HTTP 응답 전달 완료
14:56:13.685 [pool-1-thread-8] HTTP 요청 정보 출력
GET /site2 HTTP/1.1
Host: localhost:12345
14:56:13.687 [pool-1-thread-8] HTTP 응답 생성중...
14:56:13.687 [pool-1-thread-8] HTTP 응답 전달 완료
14:56:14.425 [pool-1-thread-2] HTTP 요청 정보 출력
GET /search?q=hello HTTP/1.1
Host: localhost:12345
14:56:14.425 [pool-1-thread-2] HTTP 응답 생성중...
14:56:14.432 [pool-1-thread-2] HTTP 응답 전달 완료

URL 인코딩

URL 이 ASCII 를 사용하는 이유

HTTP 메시지에서 시작 라인(URL을 포함)과 HTTP 헤더의 이름은 항상 ASCII를 사용해야 한다.

  • HTTP 메시지 바디는 UTF-8과 같은 다른 인코딩을 사용할 수 있다.

지금처럼 UTF-8이 표준화된 시대에 왜 URL은 ASCII만 사용할 수 있을까?

HTTP 에서 URL 이 ASCII 문자를 사용하는 이유

  • 인터넷이 처음 설계되던 시기(1980~1990년대)에, 대부분의 컴퓨터 시스템은 ASCII 문자 집합을 사용했다.

  • 전 세계에서 사용하는 다양한 컴퓨터 시스템과 네트워크 장비 간의 호환성을 보장하기 위해, URL은 단일한 문자

    인코딩 체계를 사용해야 했다. 그 당시 모든 시스템이 비-ASCII 문자를 처리할 수 없었기 때문에, ASCII는 가장

    보편적이고 일관된 선택이었다.

  • HTTP URL이 ASCII만을 지원하는 이유는 초기 인터넷의 기술적 제약과 전 세계적인 호환성을 유지하기 위한 선

    택이다.

  • 순수한 UTF-8로 URL을 표현하려면, 전 세계 모든 네트워크 장비, 서버, 클라이언트 소프트웨어가 이를 지원해야 한다. 그러나, 여전히 많은 시스템에서 ASCII 기반 표준에 의존하고 있기 때문에 순수한 UTF-8 URL을 사용하면 호환성 문제가 발생할 수 있다.

  • HTTP 스펙은 매우 보수적이고, 호환성을 가장 우선시 한다.

그렇다면 검색어로 사용하는 /search?q=hello 를 사용할 때 q=가나다 과 같이 URL에 한글을 전달하려면 어떻게 해야할까?

우선 웹 브라우저 URL 입력 창에 다음 내용을 입력해보자.

http://localhost:12345/search?q=가나다

퍼센트(%) 인코딩

한글을 UTF-8 인코딩으로 표현하면 한 글자에 3byte의 데이터를 사용한다.

가, 나, 다를 UTF-8 인코딩의 16진수로 표현하면 다음과 같다.

참고: 2진수는 (0, 1), 10진수는 (0 ~ 9), 16진수는(0~9, A, B, C, D, E, F 총 16개로 표현)

  • 가: EA,B0,80 (3byte)

  • 나: EB,82,98 (3byte)

  • 다: EB,8B,A4 (3byte)

URL은 ASCII 문자만 표현할 수 있으므로, UTF-8 문자를 표현할 수 없다. 그래서 한글 "가"를 예를 들면 "가"를 UTF-8 16진수로 표현한 각각의 바이트 문자 앞에 %(퍼센트)를 붙이는 것이다.

  • q=가

  • q=%EA%B0%80

이렇게 하면 약간 억지스럽기는 하지만 ASCII 문자를 사용해서 16진수로 표현된 UTF-8을 표현할 수 있다. 그리고 %EA%B0%80 는 모두 ASCII에 포함되는 문자이다.

이렇게 각각의 16 진수 byte를 문자로 표현하고, 해당 문자 앞에 % 를 붙이는 것을 퍼센트(%) 인코딩이라 한다.

% 인코딩 후에 클라이언트에서 서버로 데이터를 전달하면 서버는 각각의 % 를 제거하고, EA , B0 , 80 이라는 각 문자를 얻는다. 그리고 이렇게 얻은 문자를 16진수 byte로 변경한다. 이 3개의 byte를 모아서 UTF-8로 디코딩 하면 "가"라는 글자를 얻을 수 있다.

% 인코딩, 디코딩 진행 과정

  1. 클라이언트 : 가 전송 희망

  2. 클라이언트 % 인코딩 : %EA%B0%80

    1. "가"를 UTF-8로 인코딩

    2. EA, B0, 80 3byte 획득

    3. 각 byte를 16진수 문자로 표현하고 각각의 앞에 % 를 붙임

  3. 클라이언트 서버 전송: q=%EA%B0%80

  4. 서버: %EA%B0%80 ASCII 문자를 전달 받음

    1. % 가 붙은 경우 디코딩해야 하는 문자로 인식

    2. EA , B0 , 80 을 byte로 변환, 3byte를 획득

    3. EA , B0 , 80 (3byte)를 UTF-8로 디코딩 문자 "가" 획득

% 인코딩

자바가 제공하는 URLEncoder.encode() , URLDecoder.decode 를 사용하면 % 인코딩, 디코딩을 처리할 수 있다.

% 인코딩 정리

% 인코딩은 데이터 크기에서 보면 효율이 떨어진다. 문자 "가"는 UTF-8 기준으로 단지 3byte만 필요하다. 그런데 % 인코딩을 사용하면 %EA%B0%80 무려 9byte가 사용된다.

HTTP는 매우 보수적이다. 호환성을 최우선에 둔다.

HTTP 서버4 - 요청, 응답

HTTP 요청 메시지와 응답 메시지는 각각 정해진 규칙이 있다.

HTTP 요청 메시지와 응답 메시지는 규칙이 있으므로, 각 규칙에 맞추어 객체로 만들면, 단순히 String 문자로 다루는 것 보다 훨씬 더 구조적이고 객체지향적인 편리한 코드를 만들 수 있다 .

HTTP 요청 메시지와 응답 메시지로 객체를 만들고, 이전에 작성한 코드도 리팩토링 해보자.

HTTP 요청 메시지

package was.httpserver;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.net.URLDecoder;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.*;

public class HttpRequest {

    private String method;
    private String path;
    private final Map<String, String> queryParameters = new HashMap<>();
    private final Map<String, String> headers = new HashMap<>();

    public HttpRequest(BufferedReader reader) throws IOException {
        parseRequestLine(reader);
        parseHeaders(reader);
    }

    private void parseRequestLine(BufferedReader reader) throws IOException {
        String requestLine = reader.readLine();
        if (requestLine == null) {
            throw new IOException("EOF: No request line received");
        }
        String[] parts = requestLine.split(" ");
        if (parts.length != 3) {
            throw new IOException("Invalid request line: " + requestLine);
        }

        method = parts[0];
        String[] pathParts = parts[1].split("\\?");
        path = pathParts[0];

        if (pathParts.length > 1) {
            parseQueryParameters(pathParts[1]);
        }
    }

    private void parseQueryParameters(String queryString) {
        System.out.println("raw queryString: " + queryString);
        for (String param : queryString.split("&")) {
            String[] keyValue = param.split("=");
            String key = URLDecoder.decode(keyValue[0], UTF_8);
            String value = keyValue.length > 1 ? URLDecoder.decode(keyValue[1], UTF_8) : "";
            queryParameters.put(key, value);
        }
    }

    private void parseHeaders(BufferedReader reader) throws IOException {
        String line;
        while (!(line = reader.readLine()).isEmpty()) {
            String[] headerParts = line.split(":");
            // trim() 앞 뒤 공백 제거
            headers.put(headerParts[0].trim(), headerParts[1].trim());
        }
    }

    public String getMethod() {
        return method;
    }

    public String getPath() {
        return path;
    }

    public String getParameter(String name) {
        return queryParameters.get(name);
    }

    public String getHeader(String name) {
        return headers.get(name);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HttpRequest{" +
                "method='" + method + '\'' +
                ", path='" + path + '\'' +
                ", queryParameters=" + queryParameters +
                ", headers=" + headers +
                '}';
    }
}

HTTP 요청 메시지는 다음과 같다.

GET /search?q=hello HTTP/1.1
Host: localhost:12345

시작 라인을 통해 method , path , queryParameters 를 구할 수 있다.

  • method: GET

  • path: /search

  • queryParameters: [q=hello]

query , header 의 경우 key=value 형식이기 때문에 Map을 사용하면 이후에 편리하게 데이터를 조회할 수 있다.

퍼센트 디코딩도 URLDecoder.decode() 를 사용해서 처리한 다음에 Map 에 보관한다. 따라서 HttpRequest 객체를 사용하는 쪽에서는 퍼센트 디코딩을 고민하지 않아도 된다.

  • /search?q=%EA%B0%80

  • queryParameters : [q=가]

HTTP 응답 메시지

package was.httpserver;

import java.io.PrintWriter;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.*;

public class HttpResponse {

    private final PrintWriter writer;
    private int statusCode = 200;
    private final StringBuilder bodyBuilder = new StringBuilder();
    private String contentType = "text/html; charset=UTF-8";

    public HttpResponse(PrintWriter writer) {
        this.writer = writer;
    }

    public void setStatusCode(int statusCode) {
        this.statusCode = statusCode;
    }

    public void setContentType(String contentType) {
        this.contentType = contentType;
    }

    public void writeBody(String body) {
        bodyBuilder.append(body);
    }

    public void flush() {
        int contentLength = bodyBuilder.toString().getBytes(UTF_8).length;
        writer.println("HTTP/1.1 " + statusCode + " " + getReasonPhrase(statusCode));
        writer.println("Content-Type: " + contentType);
        writer.println("Content-Length: " + contentLength);
        writer.println();
        writer.println(bodyBuilder);
        writer.flush();
    }

    private String getReasonPhrase(int statusCode) {
        switch (statusCode) {
            case 200:
                return "OK";
            case 404:
                return "Not Found";
            case 500:
                return "Internal Server Error";
            default:
                return "Unknown Status";
        }
    }
}

HTTP 응답 메시지는 다음과 같다.

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Content-Length: 20

<h1>Hello World</h1>

HTTP 응답을 객체로 만들면 시작 라인, 응답 헤더를 구성하는 내용을 반복하지 않고 편리하게 사용할 수 있다.

package was.v4;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import static util.MyLogger.log;

public class HttpRequestHandlerV4 implements Runnable {
    private final Socket socket;

    public HttpRequestHandlerV4(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            process();
        } catch (Exception e) {
            log(e);
        }
    }

    private void process() throws IOException {
        try (socket;
             BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), UTF_8));
             PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), false, UTF_8)) {

            HttpRequest request = new HttpRequest(reader);
            HttpResponse response = new HttpResponse(writer);

            if (request.getPath().equals("/favicon.ico")) {
                log("favicon 요청");
                return;
            }

            log("HTTP 요청 정보 출력");
            System.out.println(request);

            if (request.getPath().equals("/site1")) {
                site1(response);
            } else if (request.getPath().equals("/site2")) {
                site2(response);
            } else if (request.getPath().equals("/search")) {
                search(request, response);
            } else if (request.getPath().equals("/")) {
                home(response);
            } else {
                notFound(response);
            }
            response.flush();
            log("HTTP 응답 전달 완료");
        }
    }

    private void home(HttpResponse response) {
        response.writeBody("<h1>home</h1>");
        response.writeBody("<ul>");
        response.writeBody("<li><a href='/site1'>site1</a></li>");
        response.writeBody("<li><a href='/site2'>site2</a></li>");
        response.writeBody("<li><a href='/search?q=hello'>검색</a></li>");
        response.writeBody("</ul>");
    }

    private void site1(HttpResponse response) {
        response.writeBody("<h1>site1</h1>");
    }

    private void site2(HttpResponse response) {
        response.writeBody("<h1>site2</h1>");
    }

    private void search(HttpRequest request, HttpResponse response) {
        String query = request.getParameter("q");
        response.writeBody("<h1>Search</h1>");
        response.writeBody("<ul>");
        response.writeBody("<li>query: " + query + "</li>");
        response.writeBody("</ul>");
    }

    private void notFound(HttpResponse response) {
        response.setStatusCode(404);
        response.writeBody("<h1>404 페이지를 찾을 수 없습니다.</h1>");
    }
}
  • 클라이언트의 요청이 오면 요청 정보를 기반으로 HttpRequest 객체를 만들어둔다. 이때 HttpResponse 도

    함께 만든다.

  • HttpRequest 를 통해서 필요한 정보를 편리하게 찾을 수 있다.

  • /search 의 경우 퍼센트 디코딩을 고민하지 않아도 된다. 이미 HttpRequest 에서 다 처리해두었다.

  • 응답의 경우 HttpResponse 를 사용하고, HTTP 메시지 바디에 출력할 부분만 적어주면 된다. 나머지는

    HttpResponse 객체가 대신 처리해준다.

  • response.flush() 는 꼭 호출해주어야 한다. 그래야 실제 응답이 클라이언트에 전달된다.

package was.v4;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import static util.MyLogger.log;

public class HttpServerV4 {

    private final ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
    private final int port;

    public HttpServerV4(int port) {
        this.port = port;
    }

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        log("서버 시작 port : " + port);

        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            es.submit(new HttpRequestHandlerV4(socket));
        }
    }
}
package was.v4;

import java.io.IOException;

public class ServerMainV4 {

    private static final int PORT = 12345;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        HttpServerV4 server = new HttpServerV4(PORT);
        server.start();
    }
}

정리

HttpRequest , HttpResponse 객체가 HTTP 요청과 응답을 구조화한 덕분에 많은 중복을 제거하고, 또 코드도 매우 효과적으로 리팩토링 할 수 있었다.

지금까지 학습한 내용을 잘 생각해보면, 전체적인 코드가 크게 2가지로 분류되는 것을 확인할 수 있다.

  • HTTP 서버와 관련된 부분

    • HttpServer, HttpRequestHandler, HttpRequest, HttpResponse

  • 서비스 개발을 위한 로직

    • home() , site1(), site2(), search(), notFound()

만약 웹을 통한 회원 관리 프로그램 같은 서비스를 새로 만들어야 한다면, 기존 코드에서 HTTP 서버와 관련된 부분은 거의 재사용하고, 서비스 개발을 위한 로직만 추가하면 될 것 같다.

그리고 HTTP 서버와 관련된 부분을 정말 잘 만든다면 HTTP 서버와 관련된 부분은 다른 개발자들이 사용할 수 있도록 오픈소스로 만들거나 따로 판매를 해도 될 것이다.

HTTP 서버5 - 커맨드 패턴

커맨드 패턴 도입

앞에서 다음 코드를 보고 아마도 커맨드 패턴을 도입하면 좋을 것이라 생각했을 것이다.

if (request.getPath().equals("/site1")) {
    site1(response);
} else if (request.getPath().equals("/site2")) {
    site2(response);
} else if (request.getPath().equals("/search")) {
    search(request, response);
} else if (request.getPath().equals("/")){
    home(response);
} else {
    notFound(response);
}

커맨드 패턴을 사용하면 확장성이라는 장점도 있지만, HTTP 서버와 관련된 부분과 서비스 개발을 위한 로직을 분리하는데도 도움이 된다.

커맨드 패턴을 도입해보자.

package was.httpserver;
import java.io.IOException;

public interface HttpServlet {
    void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException;
}
  • HttpServlet 이라는 이름의 인터페이스를 만들었다.

    • HTTP, Server, Applet의 줄임말이다. (HTTP 서버에서 실행되는 작은 자바 프로그램(애플릿))

  • 이 인터페이스의 service() 메서드가 있는데, 여기에 서비스 개발과 관련된 부분을 구현하면 된다.

  • 매개변수로 HttpRequest, HttpResponse 가 전달된다.

  • HttpRequest 를 통해서 HTTP 요청 정보를 꺼내고, HttpResponse 를 통해서 필요한 응답을 할 수 있기 때문에 이 정도면 충분하다.

HTTP 서블릿을 구현해서 서비스의 각 기능을 구현해보자.

서비스 서블릿

package was.v5.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class HomeServlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        response.writeBody("<h1>home</h1>");
        response.writeBody("<ul>");
        response.writeBody("<li><a href='/site1'>site1</a></li>");
        response.writeBody("<li><a href='/site2'>site2</a></li>");
        response.writeBody("<li><a href='/search?q=hello'>검색</a></li>");
        response.writeBody("</ul>");
    }
}
package was.v5.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class SearchServlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        String query = request.getParameter("q");
        response.writeBody("<h1>Search</h1>");
        response.writeBody("<ul>");
        response.writeBody("<li>query: " + query + "</li>");
        response.writeBody("</ul>");
    }
}
package was.v5.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class Site1Servlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        response.writeBody("<h1>site1</h1>");
    }
}
package was.v5.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class Site2Servlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        response.writeBody("<h1>site2</h1>");
    }
}

공용 서블릿

package was.httpserver.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class DiscardServlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        // empty
        // ex, favicon ..
    }
}
package was.httpserver.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class InternalErrorServlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        response.setStatusCode(500);
        response.writeBody("<h1>Internal Error</h1>");
    }
}
package was.httpserver.servlet;

import was.httpserver.HttpRequest;
import was.httpserver.HttpResponse;
import was.httpserver.HttpServlet;

import java.io.IOException;

public class NotFoundServlet implements HttpServlet {
    @Override
    public void service(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        response.setStatusCode(404);
        response.writeBody("<h1>404 페이지를 찾을 수 없습니다.</h1>");
    }
}

HttpServlet 을 관리하고 실행하는 ServletManager 클래스도 만들자.

package was.httpserver;

import was.httpserver.servlet.InternalErrorServlet;
import was.httpserver.servlet.NotFoundServlet;

import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class ServletManager {
    private final Map<String, HttpServlet> servletMap = new HashMap<>();
    private HttpServlet defaultServlet;
    private HttpServlet notFoundErrorServlet = new NotFoundServlet();
    private HttpServlet internalErrorServlet = new InternalErrorServlet();

    public ServletManager() {
    }

    public void add(String path, HttpServlet servlet) {
        servletMap.put(path, servlet);
    }

    public void setDefaultServlet(HttpServlet defaultServlet) {
        this.defaultServlet = defaultServlet;
    }

    public void setNotFoundErrorServlet(HttpServlet notFoundErrorServlet) {
        this.notFoundErrorServlet = notFoundErrorServlet;
    }

    public void setInternalErrorServlet(HttpServlet internalErrorServlet) {
        this.internalErrorServlet = internalErrorServlet;
    }

    public void execute(HttpRequest request, HttpResponse response) throws IOException {
        try {

            HttpServlet servlet = servletMap.getOrDefault(request.getPath(), defaultServlet);
            if (servlet == null) {
                throw new PageNotFoundException("request url = " + request.getPath());
            }
            servlet.service(request, response);

        } catch (PageNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
            notFoundErrorServlet.service(request, response);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            internalErrorServlet.service(request, response);
        }
    }
}

나머지 코드도 공통으로 빼보자 (HttpRequestHandler, HttpServer)

package was.httpserver;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

import static java.nio.charset.StandardCharsets.UTF_8;
import static util.MyLogger.log;

public class HttpRequestHandler implements Runnable {
    private final Socket socket;
    private final ServletManager servletManager;

    public HttpRequestHandler(Socket socket, ServletManager servletManager) {
        this.socket = socket;
        this.servletManager = servletManager;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            process();
        } catch (Exception e) {
            log(e);
        }
    }

    private void process() throws IOException {
        try (socket;
             BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), UTF_8));
             PrintWriter writer = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), false, UTF_8)) {

            HttpRequest request = new HttpRequest(reader);
            HttpResponse response = new HttpResponse(writer);

            log("HTTP 요청 : " + request);
            servletManager.execute(request, response);
            response.flush();
            log("HTTP 응답 완료");
        }
    }

    private void home(HttpResponse response) {
        response.writeBody("<h1>home</h1>");
        response.writeBody("<ul>");
        response.writeBody("<li><a href='/site1'>site1</a></li>");
        response.writeBody("<li><a href='/site2'>site2</a></li>");
        response.writeBody("<li><a href='/search?q=hello'>검색</a></li>");
        response.writeBody("</ul>");
    }

    private void site1(HttpResponse response) {
        response.writeBody("<h1>site1</h1>");
    }

    private void site2(HttpResponse response) {
        response.writeBody("<h1>site2</h1>");
    }

    private void search(HttpRequest request, HttpResponse response) {
        String query = request.getParameter("q");
        response.writeBody("<h1>Search</h1>");
        response.writeBody("<ul>");
        response.writeBody("<li>query: " + query + "</li>");
        response.writeBody("</ul>");
    }

    private void notFound(HttpResponse response) {
        response.setStatusCode(404);
        response.writeBody("<h1>404 페이지를 찾을 수 없습니다.</h1>");
    }

}
package was.httpserver;

import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import static util.MyLogger.log;

public class HttpServer {

    private final ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(10);
    private final int port;
    private final ServletManager servletManager;

    public HttpServer(int port, ServletManager servletManager) {
        this.port = port;
        this.servletManager = servletManager;
    }

    public void start() throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
        log("서버 시작 port : " + port);

        while (true) {
            Socket socket = serverSocket.accept();
            es.submit(new HttpRequestHandler(socket, servletManager));
        }
    }
}

서버 실행 코드에서 각각의 커맨드(서블릿) 를 등록하고 실행하자.

package was.v5;

import was.httpserver.HttpServer;
import was.httpserver.ServletManager;
import was.httpserver.servlet.DiscardServlet;
import was.v5.servlet.HomeServlet;
import was.v5.servlet.SearchServlet;
import was.v5.servlet.Site1Servlet;
import was.v5.servlet.Site2Servlet;

import java.io.IOException;

public class ServerMainV5 {

    private static final int PORT = 12345;

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServletManager servletManager = new ServletManager();
        servletManager.add("/", new HomeServlet());
        servletManager.add("/site1", new Site1Servlet());
        servletManager.add("/site2", new Site2Servlet());
        servletManager.add("/search", new SearchServlet());
        servletManager.add("/favicon.ico", new DiscardServlet());

        HttpServer server = new HttpServer(PORT, servletManager);
        server.start();
    }
}

정리

이제 HTTP 서버와 서비스 개발을 위한 로직이 명확하게 분리되어 있다.

  • HTTP 서버와 관련된 부분 - was.httpserver 패키지

    • HttpServer , HttpRequestHandler, HttpRequest , HttpResponse

    • HttpServlet , HttpServletManager

    • was.httpserver.servlet 패키지

      • InternalErrorServlet, NotFoundServlet, DiscardServlet

  • 서비스 개발을 위한 로직 - v5.servlet 패키지

    • HomeServlet

    • Site1Servlet

    • Site2Servlet

    • SearchServlet

이후에 다른 HTTP 기반의 프로젝트를 시작해야 한다면, HTTP 서버와 관련된 was.httpserver 패키지의 코드를 그대로 재사용하면 된다. 그리고 해당 서비스에 필요한 서블릿을 구현하고, 서블릿 매니저에 등록한 다음에 서버를 실행하면 된다.

여기서 중요한 부분은 새로운 HTTP 서비스(프로젝트)를 만들어도 was.httpserver 부분의 코드를 그대로 재사용 할 수 있고, 또 전혀 변경하지 않아도 된다는 점이다.

웹 애플리케이션 서버의 역사

우리가 만든 was.httpserver 패키지를 사용하면 누구나 손쉽게 HTTP 서비스를 개발할 수 있다. 복잡한 네트워크, 멀티스레드, HTTP 메시지 파싱에 대한 부분을 모두 여기서 해결해준다. was.httpserver 패키지를 사용하는 개발자들은 단순히 HttpServlet 의 구현체만 만들면, 필요한 기능을 손쉽게 구현할 수 있다.

was.httpserver 패키지의 코드를 다른 사람들이 사용할 수 있게 오픈소스로 공개한다면, 많은 사람들이 HTTP 기반의 프로젝트를 손쉽게 개발할 수 있을 것이다.

HTTP 서버와 관련된 코드를 정말 잘 만들어서 이 부분을 상업용으로 판매할 수 도 있을 것이다.

웹 애플리케이션 서버

실무 개발자가 목표라면, 웹 애플리케이션 서버(Web Application Server), 줄여서 WAS라는 단어를 많이 듣게 될 것이다.

Web Server가 이나라 중간에 Application이 들어가는 이유는, 웹 서버의 역할을 하면서 추가로 애플리케이션, 그러니까 프로그램 코드도 수행할 수 있는 서버라는 뜻이다.

정리하면 웹(HTTP)를 기반으로 작동하는 서버인데, 이 서버를 통해서 프로그램의 코드도 실행할 수 있는 서버라는 뜻이다. 여기서 말하는 프로그램의 코드는 바로 앞서 우리가 작성한 서블릿 구현체들이다.

우리가 작성한 서버는 HTTP 요청을 처리하는데, 이때 프로그램의 코드를 실행해서 HTTP 요청을 처리한다. 이것이 바로 웹 애플리케이션 서버(WAS)이다.

우리가 만든 was.httpserver 패키지도 서블릿 구현체들을 실행해서 프로그램의 코드를 작동할 수 있으므로 웹 애플리케이션 서버라 할 수 있다.

HTTP와 웹이 처음 등장하면서, 많은 회사에서 직접 HTTP 서버와 비슷한 기능을 개발하기 시작했다. 그런데 문제는 각각의 서버간에 호환성이 전혀 없는 것이다. 예를 들어서 A 회사의 HTTP 서버를 사용하다가. B 회사의 HTTP 서버로 변경하려면 인터페이스가 다 다르기 때문에 코드를 너무 많이 수정해야 했다.

서블릿과 웹 어플리케이션

이런 문제를 해결하기 위해 1990년대 자바 진영에서는 서블릿(Servlet)이라는 표준이 등장하게 된다.

참고로 우리가 앞서 만든 바로 그 서블릿이다.

package jakarta.servlet;

import java.io.IOException;

public interface Servlet {

    void service(ServletRequest var1, ServletResponse var2) 
                                    throws ServletException, IOException;
    
    ...
}

서블릿은 Servlet , HttpServlet , ServletRequest , ServletResponse 를 포함한 많은 표준을 제공한다.

HTTP 서버를 만드는 회사들은 모두 서블릿을 기반으로 기능을 제공한다.

처음에는 javax.servlet 패키지를 사용했는데, 이후에 jakarta.servlet 으로 변경된다.

표준화의 장점

HTTP 서버를 만드는 회사들이 서블릿을 기반으로 기능을 제공한 덕분에, 개발자는 jakarta.servlet.Servlet 인터페이스를 구현하면 된다. 그리고 Apache Tomcat 같은 애플리케이션 서버에서 작성한 Servlet 구현체를 실행할 수 있다.

그러다가 만약 성능이나 부가 기능이 더 필요해서 상용 WAS로 변경하거나, 또는 다른 오픈소스로 WAS로 변경해도 해도 기능 변경없이 구현한 서블릿들을 그대로 사용할 수 있다.

이것이 바로 표준화의 큰 장점이다. 개발자는 코드의 변경이 거의 없이 다른 애플리케이션 서버를 선택할 수 있고, 애플리케이션 서버를 만드는 입장에서도 사용자를 잃지 않으면서 더 나은 기능을 제공하는 데 집중할 수 있다. 즉, 표준화된 서블릿 스펙 덕분에 애플리케이션 서버를 제공하는 회사들은 각자의 경쟁력을 키우기 위해 성능 최적화나 부가 기능, 관리 도구 등의 차별화 요소에 집중할 수 있고, 개발자들은 서버에 종속되지 않는 코드를 작성할 수 있는 자유를 얻게 된다.

이와 같은 표준화의 이점은 개발 생태계 전반에 걸쳐 효율성과 생산성을 높여준다. 애플리케이션 서버의 선택에 따른 리스크가 줄어들고, 서버 교체나 환경 변화를 쉽게 받아들일 수 있게 되며, 이는 곧 유지 보수 비용 감소와 장기적인 안정성 확보로 이어진다. 특히 대규모 시스템을 운영하는 기업들에게는 이러한 표준화된 기술 스택이 비용 절감과 더불어 운영의 유연성을 크게 높여준다.

결국, 서블릿 표준은 다양한 벤더들이 상호 운용 가능한 환경을 제공할 수 있게 만들어 주며, 이는 개발자와 기업 모두에게 큰 이점을 제공한다.

이런 표준화 덕분에 자바 웹 애플리케이션 생태계는 크게 발전할 수 있었다.

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Last updated 16 days ago