Spring MVC 구조 및 동작 원리

Spring MVC의 핵심은 DispatcherServlet이다.

따라서 DispatcherServlet의 부모인 Servlet부터 알아볼 것이다.

Servlet

결론부터 말하자면, 서블릿(Servlet)이란 웹 애플리케이션을 만들 때 필요한 인터페이스이다.

그렇다면 서블릿은 왜 생기게 되었을까?

 

정적 페이지만 반환하는 초기 웹 서버

초기 웹 서버는 어떤 사용자가 요청하든 변함이 없는 정적인 페이지(이미지, html, css)만 반환했다.

 

하지만 점차 사용자는 맞춤형 페이지(ex. 로그인 후 사용자를 인지)와 상호 작용적인 요소(ex. 온라인 쇼핑 사이트에서 사용자가 제품을 장바구니에 담고 주문을 처리하는 행위)를 원하게 되었고, 이를 만족시키기 위해 WAS가 나오게 되었다.

 

인자의 내용에 맞게 동적인 페이지를 반환하는 Web Application Server

WAS는 Web Server와 Web Container의 기능을 통합적으로 제공하는 소프트웨어이다.

WAS의 등장 이후 웹 서버는 정적인 리소스를 제공하고, 동적인 요청을 처리하기 위해서는 서블릿 컨테이너(웹 컨테이너)로 요청을 전달하게 된다.

 

서블릿 컨테이너란, 말 그대로 서블릿 구현체들을 담고 있는 '컨테이너'이다.

자세한 내용은 아래에서 살펴보자.

 

Servlet의 동작 과정과 생명 주기

1. 클라이언트의 요청이 들어오면 서블릿 컨테이너는 설정 파일(Web.xml)을 참고하여 어떤 서블릿이 요청을 처리할지 결정한다.

2. 해당 서블릿 인스턴스의 존재 유무를 확인하여 없으면 init() 메서드를 호출해 서블릿을 초기화하고 인스턴스를 생성한다.

3. 서블릿 컨테이너는 요청이 들어올 때마다 그 요청을 처리하기 위해서 새로운 스레드를 하나씩 생성한다. 그리고 해당 스레드에서 service() 메서드를 호출하여 클라이언트의 요청을 처리한다. (즉, 하나의 스레드가 하나의 리퀘스트를 처리하는 것이다.)

    3-1. service() 메서드 내에서는 HTTP 메서드에 따라 doGet(), doPost() 등 실제 요청을 처리하는 메서드로 분기된다.

    3-2. 개발자는 이 메서드 내부에 요청을 처리하고 응답을 생성하는 코드를 작성하면 된다.

4. 개발자가 작성한 코드에 다라 서블릿 컨테이너는 Servlet Request, Servlet Response 객체를 생성해서 요청과 응답을 처리한다.

5. 응답 처리가 완료되면 destroy() 메서드를 호출해 서블릿 인스턴스를 소멸시킨다. 

 

servlet의 설정 파일

Web.xml

서블릿을 등록하기 위해서는 등록할 서블릿을 설정 파일에 명시해야 한다.

설정 파일은 위 사진처럼 생겼는데, 각 요소의 의미는 아래와 같다.

 

- <servlet> 엘리먼트: 서블릿을 정의하기 위해 사용한다

    - 이 서블릿의 이름은 HelloServlet이다.

    - 이 서블릿에 대한 구현은 servlet 패키지 내에 있는 HelloServlet 클래스이다.

 

- <servlet-mapping> 엘리먼트: 서블릿과 URL 매핑 관계를 정의하기 위해 사용한다.

    - /hello 로 시작하는 모든 요청은

    - HelloServlet 이라는 서블릿으로 라우팅하겠다.

 

Servlet을 사용한 전통적인 웹 애플리케이션 구조

따라서 서블릿 기반의 전통적인 웹 애플리케이션에서는,

url 매핑을 위해 모든 서블릿을 web.xml에 직접 등록해야 했고, 애플리케이션 시작 시점에 여러 servlet 구현체가 인스턴스화 되었다.

(이후 클라이언트의 요청이 들어올 때마다 인스턴스화된 서블릿 중 적절한 서블릿이 선택되어 요청을 처리한다.)

 

하지만 이러한 방식은, 모든 서블릿이 애플리케이션 시작 시점에 인스턴스화되어 메모리에 상주하므로, 메모리 부담이 발생할 수 있다.

 

앞서 서블릿은 "웹 애플리케이션을 만들 때 필요한 인터페이스"라고 했다.

이 말로 미루어 보았을 때 Spring MVC도 서블릿을 사용할거라는 짐작을 할 수 있을 것이다.

 

그렇다면 Spring MVC는 Servlet을 어떻게 사용할까?

 

DispatcherServlet

Spring MVC는 Dispatcher Servlet 이라는 서블릿을 사용한다.

DispatcherServlet 과 Servlet

왼쪽이 Spring MVC가 사용하는 DispatcherServlet이고, 오른쪽이 Servlet이다.

 

Dispatcher Servlet은 클라이언트의 모든 요청을 중앙에서 단일 진입점으로 받아들이고, 요청을 적절한 핸들러(컨트롤러)로 라우팅한다.

(Servlet은 각 서블릿이 자체적으로 요청을 처리하는 진입점을 가졌다.)

이를 구현하는 방법으로 FrontController 패턴을 사용한다.

따라서 중복 코드를 방지하고, 매 요청마다 새로운 서블릿 인스턴스를 생성하고 초기화하는 오버헤드를 감소시킨다.

 

DispatcherServlet의 부모

DispatcherServlet은 부모 클래스에서 HttpServlet을 상속 받아서 사용한다.

이 말은 DispatcherServlet도 Servlet이라는 말이다.

 

따라서 서블릿으로 등록하려면 설정파일(Web.xml)에 등록해야하는데, 스프링 부트는 자동으로 DispatcherServlet을 등록하면서 모든 경로("/")에 대해서 매핑한다.

Web.xml

Spring MVC의 구조와 요청 처리 흐름

Spring MVC의 핵심인 DispatcherServlet에 대해 먼저 살펴보았으니, 이제 전체적인 구조와 흐름에 대해 학습하자.

1. 클라이언트의 모든 요청에 대해 DispatcherServlet이 수신한다.

2. HandlerMapping을 통해 해당 요청을 처리할 컨트롤러를 선택한다.

3. 선택한 컨트롤러를 실행할 수 있는 HandlerAdapter를 선택한다.

4. 선택한 HandlerAdapter가 컨트롤러를 실행해서 그 결과를 ModelAndView 형태로 반환한다.

5. ViewResolver는 컨트롤러가 선택한 뷰 이름을 받아서 실제 뷰를 선택한다.

6. 선택된 뷰는 컨트롤러가 제공한 model 데이터와 함께 클라이언트에게 전송된다.

 

HandlerMapping

HandlerMapping은 클라이언트의 요청 URL을 어떤 컨트롤러가 처리할지 결정한다.

HandlerMapping에는 여러 종류가 있는데, 각각은 특정한 매핑 전략을 사용하여 URL과 컨트롤러를 매핑한다.

 

1) RequestMappingHandlerMapping: Spring 3.1 버전 이후부터 사용되는 주요 HandlerMapping 중 하나로 @RequestMapping 어노테이션을 사용한 매핑을 처리한다.

2) BeanNameUrlHandlerMapping: 스프링 빈의 이름을 기반으로 URL 패턴을 매핑한다.

 

HandlerAdapter

HandlerMapping을 통해 찾은 핸들러(컨트롤러)를 실행한다.

그리고 핸들러(컨트롤러)가 반환하는 정보를 ModelAndView로 변환해서 반환한다.

 

ViewResolver

뷰의 이름을 가지고 애플리케이션에서 사용되는 실제 뷰 객체를 반환한다.

뷰 리졸버가 결정한 뷰 객체는 컨트롤러가 전달한 모델 데이터와 함께 렌더링되어 클라이언트에게 전달된다.

 

1) InternalResourceViewResolver: JSP를 처리할 수 있는 뷰를 반환한다.

아래처럼 application.properties에 JSP 파일의 위치(prefix)와 확장자(suffix) 정보를 등록한 뒤, jsp 파일을 생성하면 InternalResourceViewResolver가 해당 뷰를 반환할 수 있다.

개발자의 역할과 책임

아래 사진에서 초록색으로 표시한 부분은 Spring에서 대신 구현해주는 부분이다.

DispatcherServlet을 사용함으로써 개발자는 컨트롤러 로직에만 집중할 수 있다.

 

 

참고 자료

https://www.youtube.com/watch?v=calGCwG_B4Y 

https://www.youtube.com/watch?v=2pBsXI01J6M 

Spring) Spring MVC 동작 구조

서블릿 컨테이너(Servlet Container)란?

[Web] Web Server와 WAS의 차이와 웹 서비스 구조

[Spring] Dispatcher Servlet 이해하기

Spring MVC HandlerAdapter 분석하기