💡Catalina의 Socket 연결 및 Thread 관리 방법 (How? Why ? )

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tomcat/src/main/java/org/apache/catalina/connector/Connector.java

주석을 달고, 분석하면서 어떤 방식으로 Catalina 가 Socket 연결을 클라이언트와 맵핑하고, Thread를 할당하는지 완전 이해합시다.

순서	메서드명	역할
1	createServerSocket	지정된 포트 번호와 접속 허용 수로 ServerSocket을 생성
2	start	Connector를 별도의 스레드에서 실행하고 백그라운드로 설정
3	run	서버가 정지되지 않은 동안 클라이언트의 접속 요청을 처리 , Runnable 인터페이스 구현
4	connect	클라이언트의 접속 요청을 받아들이고 process 메서드 호출
5	process	클라이언트와의 소켓 연결을 처리하고 클라이언트의 요청을 Http11Processor로 전달
6	stop	서버를 정지시키고 ServerSocket을 닫음

? Runnable vs Thread

Thread를 구현할 수 있는 두가지 방법 중 , 왜 Runnable을 선택했을까?

• Runnable 인터페이스를 구현하게되면 재사용성이 높고, 코드의 일관성을 유지할 수 있어서 Thread보다 더 효율적인 방법이라 할 수 있다.
• Thread도 run을 구현해야 한다는 점은 같지만 추상 메서드가 아니라 단순 메서드 오버라이딩으로 구현한다.
• Thread는 상속을 받아 사용해야 하기 때문에 다른 클래스를 상속받아 사용할 수 없다는 단점이 있다. 따라서 일반적으로는 Runnable 인터페이스를 구현해서 스레드를 사용한다.

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private final ServerSocket serverSocket 의 TCP/IP 통신에서의 역할

1. Server vs Server Socket

클래스 | 역할 -- | -- ServerSocket | - 서버 프로그램에서 사용되는 소켓
- 지정한 포트를 통해 연결 요청이 오기를 대기
- 요청이 오면 클라이언트와 연결을 맺고 해당 클라이언트와 통신하는 새 소켓을 생성 Socket | - 서버 프로그램으로 연결 요청하는 클라이언트 소켓
- 서버와의 데이터 전송을 담당

2. 소켓 연결 과정

서버 | 방향 | 클라이언트 -- | -- | -- 클라이언트의 요청을 받기 위한 준비를 한다.(ServerSocket) |   |   클라이언트의 요청을 받아 들인다. (accept) | <- | 서버에 접속 요청을 한다. (Socket) 클라이언트가 보낸 데이터를 출력 한다. (BufferedReader) | <- | 서버에 메시지를 보낸다. ( BufferedWriter ) 클라이언트에 메시지를 보낸다. ( BufferedWriter ) | -> | 서버가 보낸 메시지를 출력한다. ( BufferedReader ) 종료 한다. ( socket.close() ) |   | 종료 한다. ( socket.close() )

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private final ExecutorService executorService 의 스레드 생성 시 역할

• ExecutorService에 Task만 지정해주면 ThreadPool을 이용해서 Task를 실행하고 관리한다.

Q ) Task는 뭐로 관리가 되나?

• Queue로 관리된다.
• ThreadPool에 있는 Thread수보다 Task가 많으면, 미실행된 Task는 Queue에 저장되고,
• 실행을 마친 Thread로 할당되어 순차적으로 수행된다.

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• ExecutorService에 작업을 submit하면, 내부에서 해당 작업을 스케쥴링 하면서 적절하게 일을 처리한다. ( submit() : Task를 할당하고 Future 타입의 결과값을 받는다. 결과 리턴이 되어야해서 Callable을 구현한 Task를 인자로 준다.)
• ThreadPool에 있는 쓰레드들이 각자 본인의 Task를 가지고 작업을 처리하여, 개발자 입장에서는 쓰레드들의 생명주기를 따로 관리할 필요가 없다.

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현재 Tomcat 버전에서는 NIO Connector 방식

Acceptor (socket fd) 에서 멀티플렉싱 방식으로 준비가 완료된 socket connection이 있다면, 이 connection 을 poller (큐) 에서 꺼내서, thread 에게 지정해준다.

BIO VS NIO

• BIO : 한 스레드 - 한 커넥션 : idle 한 시간이 많다.
• NIO : 한 스레드 - 여러 커넥션 할당 가능