[Springboot] 개발에 앞서 알면 좋은 기초 지식

서버 간 통신

블로그, 카페, 메일 등의 기능들을 하나의 애플리케이션에 통합한 서비스를 구성하면 서버를 업데이트하거나 애플리케이션을 유지보수할 때마다 전체 서비스를 중단하고 업데이트 작업을 해야한다.

 

이 문제를 해결하기 위해 마이크로서비스 아키텍처(MSA; Microservice Architecture)는 단어 그대로 서비스 규모를 작게 나누어 구성한 아키텍처를 뜻한다.

 

단일 서비스로 구성된 A 포털 사이트는 내부 메소드 호출을 통해 원하는 자원을 사용할 수 있지만,

B 포털 사이트와 같이 독립적인 애플리케이션을 개발하게 되면 각 서비스 간에 통신해야 하는 경우가 발생한다.

이런 상황에서의 통신을 '서버 간 통신' 이라고 한다.

 

서버 간 통신은 한 대는 서버, 다른 한 대는 클라이언트가 되는 구조에서 HTTP/HTTPS 프로토콜을 많이 사용한다.

 

스프링 부트의 동작 방식

스프링 부트에서 spring-boot-starter-web 모듈을 사용하면 스프링 MVC 구조를 기반으로 동작하게 된다.

서블릿(Servlet)은 클라이언트의 요청을 처리하고 결과를 반환하는 자바 웹 프로그래밍 기술이다.

서블릿 컨테이너(Servlet Container)에서는 서블릿 인스턴스(Servlet Instance)를 생성하고 관리하는 역할을 수행하는 주체로서 톰캣(Tomcat)은 WAS의 역할과 서블릿 컨테이너의 역할을 수행하는 대표적인 컨테이너이다.

 

서블릿 컨테이너의 특징 3가지

• 서블릿 객체를 생성, 초기호, 호출, 종료하는 생명주기를 관리
• 서블릿 객체는 싱글톤 패턴으로 관리
• 멀티 스레딩 지원

 

스프링에서 서블릿의 역할을 수행하는 DispatcherServlet의 동작 수행 단계

1. DispatcherServlet으로 요청이 들어오면 DispatcherServlet은 핸들러 매핑을 통해 요청 URI에 매핑된 컨트롤러를 탐색
2. 핸들러 어댑터로 컨트롤러 호출
3. 핸들러 어댑터에 컨트롤러의 응답이 돌아오면 ModelAndView로 응답을 가공해 반환
4. 뷰 형식으로 리턴하는 컨트롤러를 사용할 때는 뷰 리졸버(View Resolver)를 통해 뷰를 받아 리턴

 

어떤 컨트롤러를 사용할지 선정하는 핸들러 매핑 인터페이스 구현체 클래스 종류

• BeanNameUrlHandlerMapping
  • 빈 이름을 URL로 사용하는 매핑 전략
  • 빈을 정의할 때 슬래시('/')가 들어가면 매핑 대상
  • 예) @Bean("/hello")
• ControllerClassNameHandlerMapping
  • URL과 일치하는 클래스 이름을 갖는 빈을 컨트롤러로 사용하는 전략
  • 이름 중 Controller를 제외하고 앞부분에 작성된 suffix를 소문자로 매핑
• SimpleUrlHandlerMapping
  • URL 패턴에 매핑된 컨트롤러를 사용하는 전략
• DefaultAnnotationHandlerMapping
  • 어노테이션으로 URL과 컨트롤러를 매핑하는 방법

 

뷰를 사용하는 DispatcherServlet의 동작 방식

 

뷰가 없는 REST 형식

MessageConverter는 컨트롤러에서 어떤 형식으로 Reponse를 반환해줘야 할지 결정해주는 인터페이스이다.

빈으로 등록되어 있는 HttpMessageConverter 인터페이스는 Content-Type을 참고해서 Converter를 선정한다.

 

레이어드 아키텍처

레이어드 아키텍처(Layered Architecture)란 컴포넌트를 유사 관심사를 기준으로 레이어로 묶어 수평적으로 구성한 구조를 의미한다.

 

일반적인 레이어드 아키텍처 구조는 이렇다.

프레젠테이션 계층

• 애플리케이션 최상단 계층, 클라이언트의 요청을 해석하고 응답하는 역할 (Controller 역할)
• UI나 API를 제공한다.
• 비즈니스 계층으로 요청을 위임하고 받은 결과를 응답하는 역할만 수행

 

비즈니스 계층

• 애플리케이션이 제공하는 기능을 정의하고 세부 작업을 수행하는 도메인 객체를 통해 업무를 위임하는 역할 수행

 

데이터 접근 계층

• 데이터베이스에 접근하는 일련의 작업을 수행

 

레이어드 아키텍처 기반 설계 특징

• 각 레이어는 가장 가까운 하위 레이어의 의존성을 주입받는다.
• 각 레이어는 관심사에 따라 묶여 있으며, 다른 레이어의 역할을 침범하지 않는다.
  • 코드의 가독성과 기능 구현에 유리
  • 코드의 확장성 좋아짐
• 다른 레이어와의 의존성을 낮추면 단위 테스트가 용이해진다.

 

스프링 부트는 별도의 설정 없이 spring-boot-starter-web의 의존성을 사용할 때는 기본적으로 스프링 MVC 구조를 띠게 되고 다음과 같은 구조의 레이어드 아키텍처를 이룬다.

 

스프링의 레이어드 아키텍처 역할

• 프레젠테이션 계층
  • 유저 인터페이스(UI; User Interface) 계층이라고도 함
  • 클라이언트와의 접점
  • 데이터와 함께 요청을 받고 처리 결과를 응답으로 전달하는 역할
• 비즈니스 계층
  • 서비스(Service) 계층이라고도 함
  • 핵심 비즈니스 로직을 구현하는 영역
  • 트랜잭션 처리나 유효성(validation) 검사 등의 작업도 수행
• 데이터 접근 계층
  • 상황에 따라 영속(Persistence) 계층이라고도 함
  • 데이터베이스에 접근해야 하는 작업 수행
  • Spring Data JPA에서는 DAO 역할을 리포지토리(Repository)로 대체할 수 있음

 

디자인 패턴

디자인 패턴(Design Pattern)은 소프트웨어를 설계할 때 자주 발생하는 문제들을 해결하기 위해 고안된 해결책

 

디자인 패턴의 종류

대포적인 분류 방식으로 'GoF 디자인 패턴'이 있다. 생성 패턴, 구조 패턴, 행위 패턴 으로 구분된다.

 

생성 패턴

객체 생성에 사용되는 패턴으로, 객체를 수정해도 호출부가 영향을 받지 않게 한다.

• 추상 팩토리: 구체적인 클래스를 지정하지 않고 상황에 맞는 객체를 생성하기 위한 인터페이스를 제공하는 패턴
• 빌더: 객체의 생성과 표현을 분리해 객체를 생성하는 패턴
• 팩토리 메소드: 객체 생성을 서브클래스로 분리해서 위임하는 패턴
• 프로토타입: 원본 객체를 복사해 객체를 생성하는 패턴
• 싱글톤: 한 클래스마다 인스턴스를 하나만 생성해서 인스턴스가 하나임을 보장하고 어느 곳에서도 접근할 수 있게 제공하는 패턴

 

구조 패턴

객체를 조합해서 더 큰 구조를 만드는 패턴

• 어댑터: 클래스의 인터페이스를 의도하는 인터페이스로 변환하는 패턴
• 브리지: 추상화와 구현을 분리해서 각각 독립적으로 변형케 하는 패턴
• 컴포지트: 여러 객체로 구성된 복합 객체와 단일 객체를 클라이언트에서 구별 없이 다루는 패턴
• 데코레이터: 객체의 결합을 통해 기능을 동적으로 유연하게 확장할 수 있게 하는 패턴
• 퍼사드: 서브시스템의 인터페이스 집합들에 하나의 통합된 인터페이스를 제공하는 패턴
• 플라이웨이트: 특정 클래스의 인스턴스 한 개를 가지고 여러 개의 '가상 인스턴스'를 제공할 때 사용하는 패턴
• 프락시: 특정 객체를 직접 참조하지 않고 해당 객체를 대행(프락시)하는 객체를 통해 접근하는 패턴

 

행위 패턴

객체 간의 알고리즘이나 책임 분배에 관한 패턴

객체 하나로는 수행할 수 없는 작업을 여러 객체를 이용해 작업을 분배한다. 결합도 최소화를 고려할 필요가 있다.

• 책임 연쇄: 요청 처리 객체를 집합으로 만들어 결합을 느슨하게 만드는 패턴
• 커맨드: 실행될 기능을 캡슐화해서 주어진 여러 기능을 실행하도록 클래스를 설계하는 패턴
• 인터프리터: 주어진 언어의 문법을 위한 표현 수단을 정의하고 해당 언어로 구성된 문장을 해석하는 패턴
• 이터레이터: 내부 구조를 노출하지 않으면서 해당 객체의 집합 원소에 순차적으로 접근하는 방법을 제공하는 패턴
• 미디에이터: 한 집합에 속한 객체들의 상호작용을 캡슐화하는 객체를 정의한 패턴
• 메멘토: 객체의 상태 정보를 저장하고 필요에 따라 상태를 복원하는 패턴
• 옵저버: 객체의 상태 변화를 관찰하는 관찰자들, 즉 옵저버 목록을 객체에 등록해 상태가 변할 때마다 메서드 등을 통해 객체가 직접 옵저버에서 통지하게 하는 디자인 패턴
• 스테이트: 상태에 따라 객체가 행동을 변경하게 하는 패턴
• 스트래티지: 행동을 클래스로 캡슐화해서 동적으로 행동을 바꿀 수 있게 하는 패턴
• 템플릿 메서드: 일정 작업을 처리하는 부분을 서브클래스로 캡슐화해서 전체 수행 구조는 바뀌지 않으면서 특정 단계만 변경해서 수행하는 패턴
• 비지터: 실제 로직을 가지고 있는 객체(visitor)가 로직을 적용할 객체(elemen)를 방문하며 실행하는 패턴

 

REST API

REST API는 대중적으로 가장 많이 사용되는 애플리케이션 인터페이스로, 이것을 통해 클라이언트가 서버에 접근하고 자원을 조작할 수 있다.

 

REST란?

REST란 'Representational State Transfer'의 약자로, 월드 와이드 웹(WWW)과 같은 분산 하이퍼미디어 시스템 아키텍처의 한 형식이다. HTTP 메서드(GET, POST, PUT, DELETE)를 통해 해당 자원의 상태를 주고받는 것을 의미한다.

 

REST API란?

API는 'Application Programming Interface'의 약자로, 애플리케이션에서 제공하는 인터페이스를 의미하고 API를 통해 서버 또는 프로그램 사이를 연결할 수 있게 된다.

 

REST API는 REST 아키텍처를 따르는 시스템/애플리케이션 인터페이스라고 볼 수 있다.

 

REST의 특징

유니폼 인터페이스

일관된 인터페이스를 의미한다.

 

즉 프로그래밍 언어에 상관없이 플랫폼 및 기술에 종속되지 않고 타 언어, 플랫폼, 기술 등과 호환해 사용할 수 있다는 것을 의미한다.

 

무상태성

무상태성이란 서버에 상태 정보를 따로 보관하거나 관리하지 않는다는 의미이다. 그렇기 때문에 한 클라이언트든 여러 클라이언트든 개별적으로 처리하게 된다.

 

이러한 구성은 서버가 불필요한 정보를 관리하지 않으므로 비즈니스 로직의 자유도가 높고 설계가 단순해진다.

 

캐시 가능성

REST는 HTTP 표준을 그대로 사용하므로 HTTP의 캐싱 기능을 적용할 수 있다.

 

캐싱이 가능한 경우 클라이언트에서 캐시에 저장해두고 같은 요청에 대해서는 해당 데이터를 가져다 사용한다. 그러면 서버의 트랜잭션 부하가 줄어 효율적이며 사용자 입장에서 성능이 개선된다.

 

레이어 시스템

REST 서버는 네트워크 상의 여러 계층으로 구성될 수 있다. 그러나 서버의 복잡도와 관계없이 클라이언트는 서버와 연결되는 포인트만 알면 된다.

 

클라이언트-서버 아키텍처

서버와 클라이언트는 분리해서 설계하면 서로에 대한 의존성을 낮추게 된다.

 

REST의 URI 설계 규칙

1. URI의 마지막에는 '/'를 포함하지 않는다.

• 옳은 예) http://localhost.com/product
• 잘못된 예) http://localhost.com/product/

 

2. 언더바(_)는 사용하지 않고 대신 하이픈(-)을 이용한다.

• 옳은 예) http://localhost.com/provider-company-name
• 잘못된 예) http://localhost.com/provider_company_name

 

3. URL에는 행위를 포함하지 않고 HTTP 메서드로만 표현한다.

• 옳은 예) http://localhost.com/product/123
• 잘못된 예) http://localhost.com/delete-product/123

 

4. URI는 소문자로 작성해야 한다.

 

5. 파일의 확장자는 URI에 포함하지 않고 Accept 헤더를 사용한다.