Tomcat

출처 - https://github.com/jmxx219/CS-Study (opens in a new tab)

배경지식

Web Server

개념

HTTP 프로토콜을 이용해 정적인 웹페이지를 보여주는 역할을 하는 서버
- 클라이언트로부터 HTTP요청을 받아드리고 HTML문서와 같은 웹 페이지를 반환하는 컴퓨터 프로그램
- 위 기능을 제공하는 컴퓨터 프로그램을 실행하는 컴퓨터(하드웨어 측면)
HTTP 프로토콜 기반으로, 클라이언트의 요청을 서비스하는 기능

역할

정적 컨텐츠 제공
- WAS를 거치지 않고 바로 자원 제공
동적 컨텐츠 제공을 위한 요청 전달
- 동적컨텐츠 요청을 WAS로 넘겨주고, WAS에서 처리한 결과를 클라이언트에게 전달

기능

Reverse Proxy
- 서버와 클라이언트 사이 프록시를 두고 프록시를 통해 데이터를 주고받음
- 보안의 이유로 서버 내부 구조를 감추기 위해 사용
```
Forward Proxy : 서버에 방문하는 클라이언트의 주소를 감춤
Reverse Proxy : 클라이언트에게 서버의 주소를 감춤
```
로드 밸런싱
- 클라이언트의 요청에 따른 처리를 동작 중인 여러 WAS에게 적절히 분배
캐싱
- Reverse Proxy의 캐시를 의미
- 서버로 찾아오는 클라이언트들이 자주, 반복적으로 요청하는 리소스들을 프록시 서버에 저장하고 제공
주기적인 체크
- 웹 서버에 존재하는 수 많은 모듈을 사용해 WAS서비스가 정상적으로 동작하고 있는지 체크

Reverse Proxy, 로드밸런싱, 캐싱의 역할을 Web Server가 담당하기에 Web Server와 WAS를 함께 이용한다

필요성

단순 정적 컨텐츠 처리를 맡으며 서버 부하 방지 및 효율적 분산처리 수행

예시

Apache, NginX, IIS(window 전용 web서버)

WAS (Web Application Server)

개념

DB조회 및 다양한 로직을 처리를 요구하는 동적 컨텐츠를 제공하기 위해 만들어진 Application server
HTTP를 통해 컴퓨터나 장치에 어플리케이션을 수행해주는 미들웨어
웹 컨테이너, 서블릿 컨테이너라고도 불림
- 웹 컨테이너
  - JSP, Servlet을 실행할 수 있는 소프트웨어
  - 웹 서버에서 JSP를 요청하면 톰캣에서는 JSP파일을 서블릿으로 변환하여 컴파일을 수행하고, 서블릿 수행결과를 웹 서버에게 전달
  - JSP컨테이너가 탑재되어있는 WASsms JSP페이지를 컴파일해 동적인 페이지 생성
- 즉 WAS는 JSP, Servlet 구동환경을 제공

JSP (Java Server Pages)

HTML코드에 JAVA코드를 넣어 동적 웹페이지를 생성하는 웹어플리케이션 도구

JSP가 실행되면 서블릿으로 변환되며 웹 어플리케이션 서버에서 동작되며 필요한 기능 수행

위를 통해 생성된 데이터를 웹 페이지와 함께 클라이언트로 응답

역할

Web Server 기능들을 구조적으로 분리해 처리하는 목적으로 제시
현재 WAS가 가지는 Web server도 정적 컨텐츠를 처리하는데 성능상 큰 차이 없음

기능

프로그램 실행 환경과 데이터베이스 접속 기능 제공
여러개의 트랜잭션 관리
업무를 처리하는 비즈니스 로직 수행
Web Service 플랫폼으로서의 역할

필요성

자원의 효율적 사용: 요청에 맞는 데이터를 DB에서 가져와 비즈니스 로직에 맞춰 그때그때 결과 제공

예시

Tomcat, Jetty, Undertow, Boss, Jeus, Web Sphere

위의 예시들은 자바진영에서 사용하는 것을 WAS로, 자바이외의 다른 진영에서는 WAS역할을 명확히 구분해놓지 않고있다.

Web Server와 WAS의 분리이유

기능 분리로 서버 부하 방지
물리적 분리로 보안강화
여러대의 WAS 연결이 가능하므로 로드밸런싱, fail over, fail back 처리에 유리
여러 웹 어플리케이션 서비스 가능

Apache Tomcat 이란?

Apache 재단에서 제공하는 공개 소프트웨어 웹 어플리케이션(WAS)
Tomcat이 Apache의 기능 일부를 가져와 제공해주는 형태로 Apache Tomcat으로 같이 합쳐서 부름

Apache

Apache 소프트웨어 재단에서 관리하는 HTTP 웹 서버
- 흔히 부르는 apache server는 해당 재단에서 후원하는 오픈소스 프로젝트 커뮤니티에서 만든 http 웹 서버를 의미

Tomcat

개념

Apache 재단에서 개발한 서블릿 컨테이너(WAS)
JSP, 자바 서블릿과 같은 자바 기술을 실행하고 관리하는데 사용

구성

Coyote (HTTP Connector)
- 톰캣의 HTTP Connector 역할 담당
  - 클라이언트와 서버간의 통신 처리
  - HTTP 프로토콜 지원
- 아파치 웹서버와 함께 정적파일 서비스
클라이언트와 통신을 담당

Catalina (Servlet Container)
- 톰캣의 Servlet Container 역할
  - JSP, Java Servlet을 호스팅하는 환경 제공
  - 서블릿의 라이프사이클 관리
서블릿과 JSP의 실행

Jasper (JSP Engine)
- 톰캣의 JSP엔진
  - JSP페이지를 서블릿으로 변환하고 실행하는 역할
  - 클라이언트가 JSP페이지에 접근하면 이를 서블릿 코드로 변환하고 컴파일 후 실행
JSP페이지의 처리

동작

HTTP request: HTTP요청을 Coyote에서 받아 Catalina로 전달
Catalina : Catalina에서 전달받은 HTTP요청을 처리할 웹 어플리케이션(Context)를 찾음
Context : WEB-INF/web.xml 파일 내용을 참조해 전달받은 요청을 서블릿에게 전달
Servlet : 요청된 Servlet을 통해 생성된 jsp 파일들이 호출될 때, Jasper (JSP Engine)가 Validation Check / Compile 등을 수행

특징

Tomcat은 자바로 작성된 프로그램으로 JVM위에서 동작
- 하나의 JVM에 하나의 Tomcat Instance(Server)가 하나의 프로세스로 동작

Embedded Tomcat

외장 톰캣

어플리케이션 실행

톰캣 설치
- 실제 자바로 작성된 코드와 상호작용할 서블릿 컨테이너가 필요함
톰캣 설정 파일 구성
톰켓 webapp 디렉토리에 빌드된 스프링 어플리케이션 war파일 포함
톰캣 실행

특징

Host설정으로 apache virtual host 설정 가능
- Apache HTTPd에서 사용하는 Virtual Host 기능 제공
  - Virtual Host : main host 하위에 가상의 호스트를 소프트웨어적으로 둘 수 있는 기능
즉 여러 어플리케이션을 하나의 포트로 서비스 할 수 있음

내장 톰캣

Spring boot에는 톰캣이 내장되어있음
- 어플리케이션 빌드와 실행만으로 웹 어플리케이션 서비스 가능
- 톰캣을 설치할 필요없이 어플리케이션 바로 실행 가능

어플리케이션 실행

빌드된 스프링부트 어플리케이션 jar, war를 자바 명령어로 실행

특징

여러 호스트를 분기할 수 있는 기능을 사용하기 매우 복잡
- 내장톰캣으로 실행하는 Spring boot어플리케이션은 그 자체가 하나의 프로그램으로 서블릿 컨테이너가 하나의 포트를 독자적으로 점유
톰캣 구성 부분의 관심사를 분리하여 개발자가 코드 작성에 집중 가능

Ref

아파치 톰캣 내부구조 (opens in a new tab)
Web - 아파치(Apache)/톰캣(Tomcat)이란? (opens in a new tab)
Embedded Tomcat과 Tomcat의 차이 (opens in a new tab)

Final 프로세스