[java] 자바 비동기 IO와 웹 서버 구현의 연계

04 Dec 2023

java

자바는 대표적인 객체지향 프로그래밍 언어로 널리 사용되고 있습니다. 자바를 이용하여 웹 서버를 구현하는 경우, 자바의 비동기 IO를 활용하면 높은 성능과 확장성을 갖는 서버를 만들 수 있습니다. 이번 글에서는 자바 비동기 IO를 이용하여 웹 서버를 구현하는 방법을 알아보겠습니다.

자바 비동기 IO란?

비동기 IO는 입출력 작업 중에 다른 작업을 수행할 수 있도록 하는 방식입니다. 기존의 동기 IO는 입출력 작업이 완료될 때까지 대기하여 다른 작업을 수행할 수 없었습니다. 하지만 자바의 비동기 IO는 입출력 작업이 완료되지 않아도 다른 작업을 수행할 수 있기 때문에 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

자바 웹 서버 구현을 위한 비동기 IO 활용

자바 비동기 IO를 활용하여 웹 서버를 구현하는 방법은 다음과 같습니다.

NIO 패키지의 Selector를 사용하여 비동기 IO 이벤트를 모니터링합니다.
ServerSocketChannel을 사용하여 소켓 연결을 수락합니다.
SocketChannel을 사용하여 클라이언트 요청을 처리합니다.
비동기 IO 이벤트 발생 시 해당 이벤트에 대한 콜백을 처리합니다.

아래는 간단한 예제 코드입니다. (자바 11 기준)

import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.*;
import java.util.Iterator;
import java.util.Set;

public class WebServer {
    private Selector selector;
    private ServerSocketChannel serverSocketChannel;
    
    public void start(int port) throws IOException {
        selector = Selector.open();
        serverSocketChannel = ServerSocketChannel.open();
        serverSocketChannel.configureBlocking(false);
        serverSocketChannel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
        serverSocketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
        
        while (true) {
            int readyChannels = selector.select();
            if (readyChannels == 0) {
                continue;
            }
            
            Set<SelectionKey> selectedKeys = selector.selectedKeys();
            Iterator<SelectionKey> keyIterator = selectedKeys.iterator();
            
            while (keyIterator.hasNext()) {
                SelectionKey key = keyIterator.next();
                
                if (key.isAcceptable()) {
                    SocketChannel socketChannel = serverSocketChannel.accept();
                    socketChannel.configureBlocking(false);
                    socketChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
                }
                
                if (key.isReadable()) {
                    SocketChannel socketChannel = (SocketChannel) key.channel();
                    ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocate(1024);
                    buffer.clear();
                    int bytesRead = socketChannel.read(buffer);
                    buffer.flip();
                    // 클라이언트 요청 처리 로직 작성
                }
                
                keyIterator.remove();
            }
        }
    }
}

위 예제 코드는 웹 서버의 핵심 동작을 보여주기 위한 간단한 예시입니다. 실제로는 클라이언트 요청을 파싱하고 처리하는 로직이 추가되어야 합니다.

자바 비동기 IO란?

자바 웹 서버 구현을 위한 비동기 IO 활용

참고 자료