Java Servlet

Servlet은 client의 HTTP 요청을 처리하고 동적 응답을 반환하는 Java web programming 기술로, Servlet Container(Tomcat 등)가 lifecycle, multi-thread, 보안을 관리하며, JSP는 HTML 안에 Java code를 넣어 presentation logic을 분리합니다.

Servlet

• Servlet은 client의 요청을 처리하고 그 결과를 반환하는 Java web programming 기술입니다.
  • HttpServlet class를 상속하고 doGet(), doPost() 등의 method를 overriding하여 구현합니다.
  • Java를 사용하여 web application을 만들기 위해 필요합니다.

import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;

public class HelloServlet extends HttpServlet {
    @Override
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
            throws ServletException, IOException {
        response.setContentType("text/html");
        response.getWriter().println("<h1>Hello, World!</h1>");
    }
}

Servlet 특징

• servlet은 HTTP protocol 기반의 동적 web application component입니다.

Servlet 동작 방식

• client가 URL을 요청하면 servlet container가 해당 servlet을 찾아 실행하고, 동적 page를 생성하여 응답합니다.

sequenceDiagram
    participant client as Client
    participant container as Servlet Container
    participant servlet as Servlet

    client->>container: HTTP Request (URL)
    container->>container: HttpServletRequest, HttpServletResponse 생성
    container->>container: web.xml에서 URL mapping 조회
    container->>servlet: service() 호출
    servlet->>servlet: doGet() 또는 doPost() 실행
    servlet-->>container: 동적 page 생성
    container-->>client: HTTP Response
    container->>container: Request, Response 객체 소멸

1. client가 URL을 입력하면 HTTP request가 servlet container로 전송됩니다.
2. 요청을 받은 servlet container는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 생성합니다.
3. web.xml을 기반으로 사용자가 요청한 URL이 어느 servlet에 대한 요청인지 찾습니다.
4. 해당 servlet에서 service() method를 호출한 후, client의 GET/POST 여부에 따라 doGet() 또는 doPost()를 호출합니다.
5. doGet() 또는 doPost() method는 동적 page를 생성한 후 HttpServletResponse 객체에 응답을 보냅니다.
6. 응답이 끝나면 HttpServletRequest, HttpServletResponse 두 객체를 소멸시킵니다.

• web.xml에서 servlet class와 URL pattern을 mapping하여, 어떤 URL이 어떤 servlet을 호출할지 지정합니다.

<web-app>
    <servlet>
        <servlet-name>hello</servlet-name>
        <servlet-class>com.example.HelloServlet</servlet-class>
    </servlet>
    <servlet-mapping>
        <servlet-name>hello</servlet-name>
        <url-pattern>/hello</url-pattern>
    </servlet-mapping>
</web-app>

Servlet Container

• Servlet Container는 servlet을 관리하는 runtime 환경입니다.
  • servlet 자체는 동작 방식을 정의한 class이고, servlet container가 이를 실행합니다.
  • client의 요청을 받아주고 응답할 수 있게 web server와 socket으로 통신합니다.
  • 대표적인 예로 Tomcat이 있으며, web server와 통신하여 JSP와 servlet이 작동하는 환경을 제공합니다.

Servlet Container의 역할

• servlet container는 web server 통신, servlet lifecycle 관리, multi-thread 처리, 보안 관리를 담당하여 개발자가 business logic에만 집중하게 합니다.

Servlet의 생명 주기

• servlet의 lifecycle은 init(), service(), destroy() 세 단계로 구성되며, container가 각 단계를 자동으로 호출합니다.

graph LR
    first_request[최초 요청] --> init["init()"]
    init --> service["service()"]
    service --> do_method["doGet() / doPost()"]
    do_method --> response[응답 반환]
    response -->|다음 요청| service
    response -->|종료 요청| destroy["destroy()"]

init()

• container는 servlet이 최초로 요청될 때 한 번만 init()을 호출하여 servlet을 memory에 적재합니다.
  • DB connection pool 초기화, 설정 file 읽기 등 공통 초기화 작업을 이 method에서 수행합니다.
  • 실행 중 servlet이 변경될 경우, 기존 servlet을 파괴하고 init()을 통해 새로운 내용을 다시 memory에 적재합니다.

@Override
public void init() throws ServletException {
    // 최초 한 번만 실행
    // DB connection pool 초기화, 설정 file 읽기 등
    this.config = loadConfiguration();
    System.out.println("Servlet 초기화 완료");
}

service(), doGet(), doPost()

• client 요청이 들어올 때마다 service() method가 호출되고, HTTP method에 따라 doGet() 또는 doPost()로 분기됩니다.
  • servlet container가 생성한 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체가 parameter로 전달됩니다.

@Override
protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
    response.setContentType("text/html");
    PrintWriter out = response.getWriter();
    out.println("<h1>Hello, Servlet!</h1>");
}

@Override
protected void doPost(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
        throws ServletException, IOException {
    String name = request.getParameter("name");
    response.setContentType("text/html");
    PrintWriter out = response.getWriter();
    out.println("<h1>Hello, " + name + "!</h1>");
}

destroy()

• container가 servlet에 종료 요청을 하면 한 번만 destroy() method를 호출합니다.
  • resource 해제, connection 종료 등 정리 작업을 이 method에서 수행합니다.

@Override
public void destroy() {
    // 종료 시 한 번만 실행
    // resource 해제, connection 종료 등
    this.connectionPool.close();
    System.out.println("Servlet 종료");
}

JSP (Java Server Page)

• JSP는 HTML code 속에 Java code가 들어가는 구조로, servlet과 반대 방향의 접근입니다.
  • servlet은 Java source code 속에 HTML code가 들어가는 형태입니다.
  • JSP는 <% source code %>, <%= source code %> 형태로 Java code를 삽입합니다.
  • 이 부분은 web browser로 보내는 것이 아니라 web server에서 실행됩니다.

<%@ page contentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<body>
    <h1>Hello, <%= request.getParameter("name") %>!</h1>
    
    <%
        // Java code 영역 - server에서 실행됨
        String role = "admin";
        if (role.equals("admin")) {
    %>
        <p>관리자 page입니다.</p>
    <% } %>
</body>
</html>

• compile 과정 없이 JSP page를 작성하여 web server의 directory에 추가하면 바로 사용 가능합니다.
  • 최종적으로 JSP는 WAS(Web Application Server)에 의해 servlet class로 변환되어 실행됩니다.

JSP 동작 구조

• JSP는 servlet의 out.println() 방식의 번거로움을 해소하고, business logic과 presentation logic을 분리합니다.
  • web server가 사용자로부터 servlet 요청을 받으면, servlet container에 요청을 넘깁니다.
  • container는 HttpServletRequest, HttpServletResponse 객체를 만들어 servlet의 doPost()나 doGet()을 호출합니다.
  • servlet만으로 web page를 보여주려면 out.println()으로 HTML을 직접 작성해야 하므로, 추가/수정이 어렵고 가독성이 떨어집니다.
  • servlet은 data 처리에 대한 제어를 JSP에게 넘겨서 presentation logic을 수행한 후, container에게 response를 전달합니다.
  • JSP page가 요청되면 compile되어 Java file에서 .class file로 변환되고, business logic과 presentation logic이 결합되어 실행됩니다.

Reference

• https://mangkyu.tistory.com/14