[TIL-57/240613] Spring 계층 구조(레이어 아키텍처), Web Server & WAS & Web Service

Spring Project의 계층 구조(Layer Architecture) - Web / Service / Repository

API를 만들기 위해서는 3개의 클래스가 필요하다.

Request 데이터를 받을 DTO / API 요청을 받을 Controller / 트랜잭션, 도메인 기능 간의 순서를 보장하는 Service

Service의 역할과 Domain의 역할
Service에서 비즈니스 로직을 처리 X → 비즈니스 로직은 Domain에서 처리
Service는 트랜잭션, 도메인 간 순서 보장의 역할 수행

Spring의 웹 계층 구조

Web 계층

컨트롤러(@Controller), View Template(ex. JSP, Thymeleaf, Freemarker ...)의 영역
필터(@Filter), 인터셉터, 컨트롤 어드바이스(@Controller Advice) 등 외부 요청과 응답에 대한 전반적인 영역

Service 계층

서비스(@Service)가 사용되는 영역
일반적으로 Controller와 DAO의 중간 영역에서 사용
@Transactional이 사용되어야 하는 영역이기도 함

Repository 계층

DB에 접근하는 영역
DAO(Data Access Object)영역이라고 불리기도 함

DTOs

DTO(Data Transfer Object)는 계층 간에 데이터 교환을 위한 객체를 이야기하며 DTOs는 이들의 영역을 의미
ex. 뷰 템플릿 엔진에서 사용될 객체 또는 Repository 계층에서 결과로 넘겨준 객체 등이 DTO

Domain Model

도메인이라 불리는 개발 대상을 모든 사람이 동일한 관점에서 이해할 수 있고 공유할 수 있도록 단순화시킨 것
비즈니스 로직을 처리
@Entity가 사용된 영역도 도메인 모델
무조건 DB의 테이블과 관계기 있어야 하는 것은 아님(VO처럼 값 객체들도 도메인 모델에 해당하기 때문)

Spring 계층 간 흐름도

비즈니스 로직을 도메인에 넣는 이유

트랜잭션 스크립트(Transaction Script): 기존의 Service로 비즈니스 로직을 처리하던 방식, 모든 로직이 서비스 클래스 내ㅜㅂ에서 처리하면 서비스 계층이 무의미하며, 객체란 단순히 데이터 덩어리의 역할만을 하게 됨

Service에서 비즈니스 로직 처리

@Transactional
public Order cancelOrder(int orderId){
	OrdersDto order = ordersDao.selectOrders(orderId);
	BillingDto billing = billingDao.selectBilling(orderId);
	DeliveryDto delivery = deliveryDao.selectDelivery(orderId);
    
	String deliveryStatus = delivery.getStatus();
    
	// "배송 취소" 해야 하는지 확인
	if("IN_PROGRESS".equals(deliveryStatus)){
		// 배송 취소로 변경
		delivery.setStatus("CANCEL");
		deliveryDao.update(delivery);
	}
    
	// 각 테이블 취소 상태 update
	order.setStatus("CANCEL");
	ordersDao.update(order);
    
	billing.setStatus("CANCEL");
	billingDao.update(billing);

	return order;
}

Domain에서 비즈니스 로직 처리

@Transactional
public Order cancelOrder(int orderId){
	OrdersDto order = ordersRepository.findById(orderId);
	BillingDto billing = billingRepository.findByOrderId(orderId);
	DeliveryDto delivery = deliveryRepository.findByOrderId(orderId);
    
	// 배송 취소 로직 
	delivery.cancel();
    
	// 각 테이블에 취소 update
	order.cancel();
	delivery.cancel();

	return order;
}

Domain에서 비즈니스 로직을 처리할 경우, order, billing, delivery가 각자 본인의 취소 이벤트 처리를 하며, 서비스 메서드는 트랜잭션과 도메인 간의 순서만 보장

예시 - 게시글 저장

PostApiController

@RestController
@RequiredArgsConstructor
public class PostsApiController {

    private final PostsService postsService;

    /**
     * 게시글 등록
     */
    @PostMapping("/api/v1/posts")
    public Long save(@RequestBody PostsSaveRequestDto requestDto){
        return postsService.save(requestDto);
    }
  
}

PostService

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class PostsService {
    private final PostsRepository postsRepository;

    /**
     * 게시글 저장 (트랜잭션 처리)
     */
    @Transactional
    public Long save(PostsSaveRequestDto requestDto){
        return postsRepository.save(requestDto.toEntity()).getId();
    }

}

PostSaveRequestDto

/**
 * 게시글 저장 요청 Dto
 */
@Getter
@NoArgsConstructor
public class PostsSaveRequestDto {
    private String title;
    private String content;
    private String author;

    @Builder
    public PostsSaveRequestDto(String title, String content, String author){
        this.title = title;
        this.content = content;
        this.author = author;
    }

    public Posts toEntity(){
        return Posts.builder()
                .title(title)
                .content(content)
                .author(author)
                .build();
    }
}

Spring Project의 계층 구조(Layer Architecture) - Presetation / Business / Data Access

프레젠테이션 계층

브라우저 상의 웹 클라이언트의 요청 및 응답 처리
서비스 계층. 데이터 액세스 계층에서 발생하는 Exception 처리
@Controller 어노테이션을 사용하여 작성된 Controller 클래스가 이 계층에 속함

서비스 계층

애플리에키션 비즈니스 로직 처리와 비즈니스와 관련된 도메인 모델의 적합성 검증
트랜잭션 관리
프레젠테이션 계층과 데이터 액세스 계층 사이를 연결하는 역할로서 두 계층이 직접적으로 통신하지 않게 함
Service 인터페이스와 @Service 어노테이션을 사용하여 작성된 Service 구현 클래스가 이 계층에 속함

데이터 액세스 계층

ORM(JPA, MyBatis, Hibernate)를 주로 사용하는 계층
DAO 인터페이스와 @Repository 어노테이션을 사용하여 작성된 DAO 구현 클래스가 이 계층에 속함
DB에 data를 CRUD하는 계층

도메인 모델 계층

DB의 테이블과 매칭될 클래스
Entity 클래스라고도 부름

Domain과 DTO를 분리한 이유
View Layer와 DB Layer의 역할을 철저하게 분리하기 위함
테이블과 매핑되는 Entity 클래스가 변경되면 여러 클래스에 영향을 끼치게 되지만 View와 통신하는 DTO 클래스는 자주 변경되므로 분리해야 함
DTO는 Domain Model을 복사한 형태, 다양한 Presentation Logic을 추가한 정도로 사용, Domain Model 객체는 Persistent만을 위해 사용

Web Server, WAS, Web Service

Static Pages & Dynamic Pages

Static Page

Web Server는 파일 경로 이름을 받아 경로와 일치하는 file contents를 반환
항상 동일한 페이지 반환
ex. image, html, css, javascript 파일과 같이 컴퓨터에 저장되어 있는 파일들

Dynamic Pages

동적인 contents 반환
웹 서버에 의해 실행되는 프로그램을 통해 만들어진 결과물
(Servlet: WAS 위에서 돌아가는 Java Program)
개발자는 Servlet의 doGet()을 구현

Web Server와 WAS의 차이

Web Server

개념

소프트웨어와 하드웨어로 구분
하드웨어: Web Server가 설치되어 있는 컴퓨터
소프트웨어: 웹 브라우저 클라이언트로부터 HTTP 요청을 받아 정적 컨텐츠(.html, .jpeg, .css 등)를 제공하는 컴퓨터 프로그램

기능

HTTP 프로토콜을 기반으로 하여 클라이언트(웹 브라우저 또는 웹 크롤러)의 요청을 서비스하는 기능을 담당
요청에 따라 두 가지 기능 중 적절하게 선택하여 수행
- 기능 1
  1. 정적인 컨텐츠 제공
  2. WAS를 거치지 않고 바로 자원 제공
- 기능 2
  1. 동적인 컨텐츠 제공을 위한 요청 전달
  2. 클라이언트 요청(Request)을 WAS에 보내고, WAS가 처리한 결과를 클라이언트에게 전달(응답, Response)한다.
  3. 클라이언트는 일반적으로 웹 브라우저를 의미

예시

Apache Server, Nginx, IIS 등

WAS(Web Application Server)

개념

DB 조회나 다양한 로직 처리를 요구하는 동적인 컨텐츠를 제공하기 위해 만들어진 Application Server
HTTP를 통해 컴퓨터나 장치에 애플리케이션을 수행해주는 미들웨어(소프트웨어 엔진)
"웹 컨테이너(Web Container)" 혹은 "서블릿 컨테이너(Servlet Container)"라고도 불림
- Container: JSP, Servlet을 실행시킬 수 있는 소프트웨어

WAS는 JSP, Servlet 구동 환경을 제공한다.

역할

WAS = Web Server + Web Container
Web Server 기능들을 구조적으로 분리하여 처리하고자 하는 목적으로 제시
- 분산 트랜잭션, 보안, 메시징, 쓰레드 처리 등의 기능을 처리하는 분산 환경에서 사용
- 주로 DB 서버와 같이 수행
현재는 WAS가 가지고 있는 Web Server도 정적인 컨텐츠를 처리하는 데 있어 성능상 큰 차이가 없음

기능

프로그램 실행 환경과 DB 접속 기능 제공
여러 개의 트랜잭션(논리적인 작업 단위) 관리 가능
업무를 처리하는 비즈니스 로직 수행

예

Tomcat, JBoss, Jeus, Web Sphere 등

Web Server와 WAS를 구분하는 이유

Web Server가 필요한 이유?

클라이언트(웹 브라우저)에 이미지 파일(정적 컨텐츠)을 보내는 과정을 생각해보자.
- 이미지 파일과 같은 정적인 파일들은 웹 문서(HTML 문서)가 클라이언트로 보내질 때 함께 가는 것이 아님
- 클라이언트는 HTML 문서를 먼저 받고 그에 맞게 필요한 이미지 파일들을 다시 서버로 요청하면 그때서야 이미지 파일을 받아옴
- Web Server를 통해 정적인 파일들을 Application Server까지 가지 않고 앞단에서 빠르게 보내줄 수 있다.
따라서 Web Server에서는 정적 컨텐츠만 처리하도록 기능을 분배하여 서버의 부담을 줄일 수 있다.

WAS가 필요한 이유?

웹 페이지는 정적 컨텐츠와 동적 컨텐츠가 모두 존재
- 사용자의 요청에 맞게 적절한 동적 컨텐츠 제공해야 함
- 이때, Web Server만 이용한다면 사용자가 원하는 요청에 대한 결괏값을 모두 미리 만들어두고 서비스 해야함 → 자원 부족
WAS를 통해 요청에 맞는 데이터를 DB에서 가져와서 비즈니스 로직에 맞게 결과를 만들어 제공함으로써 자원을 효율적으로 사용할 수 있음

WAS가 Web Server의 기능도 모두 수행하면?

기능을 분리하여 서버 부하 방지
- WAS는 DB 조회나 다양한 로직을 처리하느라 바쁨 → 단순한 정적 컨텐츠는 Web Server에서 빠르게 클라이언트에 제공
- WAS는 기본적으로 동적 컨텐츠를 제공하기 위해 존재하는 서버
- 정적 컨텐츠 요청까지 WAS가 처리한다면 정적 데이터 처리로 인해 부하 커짐 → 동적 컨텐츠 처리 지연 → 수행속도 저하
- 즉 페이지 노출 시간이 늘어남
물리적으로 분리하여 보안 강화 → SSL에 대한 암복호화 처리에 Web Server 사용
여러 대의 WAS를 연결 가능
- Load Balancing을 위해서 Web Server를 사용
- fail over(장애 극복), fail back 처리에 유리
- 특히 대용량 웹 어플리케이션의 경우(여러 개의 서버 사용) Web Server와 WAS를 분리하여 무중단 운영을 위한 장애 극복에 쉽게 대응
- 예를 들어, 앞 단의 Web Server에서 오류가 발생한 WAS를 이용하지 못하도록 한 후 WAS를 재시작함으로써 사용자는 오류를 느끼지 못하고 이용할 수 있음
여러 웹 어플리케이션 서비스 가능 → ex. 하나의 서버에 PHP Application과 Java Application을 함께 사용하는 경우
접근 허용 IP 관리, 2대 이상의 서버에서의 세션 관리 등도 Web Server에서 처리하면 효율적

분리하는 이유
자원 이용의 효율성 및 장애 극복, 배포 및 유지보수의 편의성을 위해 Web Server와 WAS를 분리
Web Server를 WA 앞에 두고 필요한 WAS들을 Web Server에 플러그인 형태로 설정하면 더욱 효율적인 분산 처리 가능

Web Server Architecture

다양한 구조
1. Client → Web Server → DB
2. Client → WAS → DB
3. Client → Web Server → WAS → DB

Client → Web Server → WAS → DB 동작 과정

Web Server는 웹 브라우저 클라이언트로부터 HTTP 요청을 받음
Web Server는 클라이언트의 요청(Request)을 WAS에 보냄
WAS는 관련된 Servlet을 메모리에 올림
WAS는 web.xml을 참조하여 해당 Servlet에 대한 Thread를 생성(Thread Pool 사용)
HttpServletRequest와 HttpServletResponse 객체를 생성하여 Servlet에 전달
1. Thread는 Servlet의 service() 메서드를 호출
2. service() 메서드는 요청에 맞게 doGet() 또는 doPost() 메서드 호출
3. protected doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
doGet() 또는 doPost() 메서드 인자에 맞게 생성된 적절한 동적 페이지를 Response 객체에 담아 WAS에 전달
WAS는 Response 객체를 HttpResponse 형태로 바꾸어 Web Server에 전달
생성된 Thread를 종료하고, HttpServletRequest와 HttpServletResponse 객체를 제거

DBMS와 MiddleWare의 개념

DBMS(Database Management System)

다수의 사용자들이 DB 내의 데이터를 접근할 수 있도록 해주는 소프트웨어
DBMS는 보통 Server 형태로 서비스를 제공
Ex. MySQL, MariaDB, Oracle, PostgreSQL 등

DBMS Server에 직접 접속해서 동작하는 Client Program의 문제점은?
Client에 로직이 많아지고 이에 따라 Client Program의 크기가 커진다.
로직이 변경될 때마다 매번 배포가 되어야 한다.
Client에 대부분의 로직이 포함되어 배포가 되기 때문에 보안에 취약하다.
이를 해결하기 위해 MiddleWare가 등장

MiddleWare

Client - MiddleWare Server - DB Server(DBMS)
동작 과정
1. Client는 단순히 요청만 중앙에 있는 MiddleWare Server에게 보냄
2. MiddleWare Server에서 대부분의 로직이 수행
3. 이때, 데이터를 조작할 일이 있으면 DBMS에 요청
4. 로직의 결과를 Client에 전송
5. Client는 그 결과를 화면에 보여줌

비즈니스 로직을 Client와 DBMS 사이의 MiddleWare Server에서 동작하도록 함으로써 Client는 입력과 출력만 담당

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Spring Project의 계층 구조(Layer Architecture) - Web / Service / Repository

Spring의 웹 계층 구조

Web 계층

Service 계층

Repository 계층

DTOs

Domain Model

Spring 계층 간 흐름도

비즈니스 로직을 도메인에 넣는 이유

Service에서 비즈니스 로직 처리

Domain에서 비즈니스 로직 처리

예시 - 게시글 저장

PostApiController

PostService

PostSaveRequestDto

Spring Project의 계층 구조(Layer Architecture) - Presetation / Business / Data Access

프레젠테이션 계층

서비스 계층

데이터 액세스 계층

도메인 모델 계층

Web Server, WAS, Web Service

Static Pages & Dynamic Pages

Static Page

Dynamic Pages

Web Server와 WAS의 차이

Web Server

개념

기능

예시

WAS(Web Application Server)

개념

역할

기능

예

Web Server와 WAS를 구분하는 이유

Web Server가 필요한 이유?

WAS가 필요한 이유?

WAS가 Web Server의 기능도 모두 수행하면?

Web Server Architecture

Client → Web Server → WAS → DB 동작 과정

DBMS와 MiddleWare의 개념

DBMS(Database Management System)

MiddleWare

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