5장 서버 프로그램 구현

개발 환경 구축

 

개발 환경 구축이란? 응용 소프트웨어 개발을 위해 개발 프로젝트를 이해하고 소프트웨어 및 하드웨어 장비를 구축하는 것

 

• 하드웨어 환경
  • 클라이언트 : 사용자와의 인터페이스 역할
    • PC, 스마트폰
  • 서버 : 클라이언트와 통신해 서비스 제공
    • 웹 서버(Web Server) : 클라이언트로부터 직접 요청을 받아 처리하는 서버. 저용량 정적 파일(ex)html, css) 제공
      • 기능
        • HTTP/HTTPS 지원 : 브라우저로부터 요청을 받아 응답할 때 사용하는 프로토콜
        • 통신 기록(Communication Log) : 처리한 요청들을 로그 파일로 기록
        • 정적 파일 관리(Managing Static Files) : HTML, CSS, 이미지 등 정적 파일들을 저장하고 관리
        • 대역폭 제한(Bandwidth Throtting) : 네트워크 트래픽 포화 방지하기 위한 응답 속도 제한
        • 가상 호스팅 : 하나의 서버로 여러 개 도메인 이름 연결
        • 인증(Authentication) : 사용자가 합법적 사용자인지 확인
    • 웹 어플리케이션 서버(WAS; Web Application Server) : 사용자에게 동적 서비스(사용자의 입력에 따라 다른 결과를 보여주는 서비스)를 제공하기 위해 웹 서버로부터 요청을 받아 데이터 가공 작업을 수행하거나, 웹 서버와 데이터베이스 서버 또는 웹 서버와 파일 서버 사이 인터페이스 역할을 수행하는 서버
    • 데이터베이스 서버 : 데이터베이스와 이를 관리하는 DBMS를 운영하는 서버
    • 파일 서버 : 데이터베이스에 저장하기에는 비효율적이거나, 서비스 제공을 목적으로 유지하는 파일들을 저장하는 서버
• 소프트웨어 환경
  • 시스템 소프트웨어 : 클라이언트와 서버 운영을 위함
    • 운영체제, 웹 서버 및 WAS 운용을 위한 서버 프로그램, DBMS
  • 개발 소프트웨어 : 개발에 사용
    • 요구사항 관리 도구 : 요구사항 수집과 분석, 추적 등을 편리하게 도와주는 소프트웨어
      • JIRA, IBM DOORS, inteGREAT, Reqtify, Trello 등
    • 설계 / 모델링 도구 : UML(통합 모델링 언어)을 지원하며 개발의 전 과정에서 설계 및 모델링을 도와주는 소프트웨어 
      • DB Designer, PlantUML, ArgoUML 등
    • 구현 도구 : 개발 언어를 통해 어플리케이션 실제 구현을 지원하는 소프트웨어
      • Eclipse, IntelliJ IDEA, Visual Studio, Netbeans, Node.js 등
      • 적정성, 효율성, 이식성, 친밀성, 범용성
    • 빌드 도구 : 구현 도구를 통해 작성된 소스 빌드 및 배포, 라이브러리 관리를 지원하는 소프트웨어
      • Ant, Gradle, Maven, Jenkins 등
    • 테스트 도구 : 모듈들이 요구사항에 적합하게 구현됐는지 테스트하는 소프트웨어
      • CppUnit, JUnit, HttpUnit, NUnit, SpringTest 등
    • 형상 관리 도구 : 산출물들을 버전별로 관리해 품질 향상을 지원하는 소프트웨어
      • GIT, CVS, Subversion, Mercurial 등

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모듈(Module)

 

모듈이란? 모듈화를 통해 분리된 시스템의 각 기능들이다. 서브루틴, 서브 시스템, 소프트웨어 내 프로그램, 작업 단위 등과 같은 의미로 사용된다.

결합도는 약하게 응집도는 강하게 모듈의 크기는 작게 만들어야 한다.

 

• 결합도(Coupling)
  • 모듈 간 상호 의존하는 정도 또는 두 모듈 사이 연관 관계를 의미한다.
  • 종류
    • 자료 결합도(Data) : 모듈 간 인터페이스가 자료 요소로만 구성될 때 결합도이다. 모듈 간의 내용을 전혀 알 필요가 없는 상태로, 한 모듈의 내용을 변경해도 다른 모듈에는 전혀 영향을 미치지 않는다.
    • 스탬프 결합도(Stamp) : 모듈 간 인터페이스로 배열이나 레코드 등의 자료 구조가 전달될 때의 결합도이다. 두 모듈이 동일한 자료 구조를 조회하는 경우의 결합도이며, 포맷이나 구조의 변화는 그것을 조회하는 모든 모듈 및 변화되는 필드를 실제로 조회하지 않는 모듈에까지 영향을 미치게 된다.
    • 제어 결합도(Control) : 어떤 모듈이 다른 모듈 내부의 논리적 흐름을 제어하기 위해 제어 신호를 이용해 통신하거나 제어 요소를 전달하는 결합도이다. 하위 모듈에서 상위 모듈로 제어 신호가 이동해 하위 모듈이 상위 모듈에게 처리 명령을 내리는 권리 전도현상이 발생하게 된다.
    • 외부 결합도(External) : 어떤 모듈에서 선언한 데이터를 외부의 다른 모듈에서 참조할 때의 결합도이다. 참조되는 데이터 범위를 각 모듈에서 제한할 수 있다.
    • 공통 결합도(Common) : 공유되는 공통 데이터 영역을 여러 모듈이 사용할 때의 결합도이다. 공통 데이터 영역을 조금만 변경해도 이를 사용하는 모든 모듈에 영향을 미쳐 모듈의 독립성을 약하게 만든다.
    • 내용 결합도(Content) : 한 모듈이 다른 모듈의 내부 기능 및 그 내부 자료를 직접 참조하거나 수정할 때의 결합도이다. 한 모듈에서 다른 모듈의 내부로 제어가 이동하는 경우에도 내용 결합도에 해당한다.
• 응집도 (Cohesion)
  • 정보 은닉 개념을 확장한 것으로, 명령어나 호출문 등 모듈이 독립적인 기능으로 정의되어 있는 정도를 의미한다.
    • 기능적 응집도(Functional) : 모듈 내부 모든 기능 요소들이 단일 문제와 연관되어 수행될 경우 응집도
    • 순차적 응집도(Sequential) : 모듈 내 하나의 활동으로부터 나온 출력 데이터를 그 다음 활동의 입력 데이터로 사용할 경우 응집도
    • 교환적 응집도(Communication) : 동일한 입*출력을 사용해 서로 다른 기능을 수행하는 구성 요소들이 모였을 경우 응집도
    • 절차적 응집도(Porcedural) : 모듈이 다수 관련 기능을 가질 때 모듈 안 구성 요소들이 그 기능을 순차적으로 수행할 경우의 응집도
    • 시간적 응집도 (Temporal) : 특정 시간에 처리되는 몇 개 기능을 모아 하나의 모듈로 작성할 경우 응집도
    • 논리적 응집도 (Logical) : 유사한 성격을 갖거나 특정 형태로 분류되는 처리 요소들로 하나의 모듈이 형성되는 경우 응집도
    • 우연적 응집도 (Coincidental) : 모듈 내부 각 구성 요소들이 서로 관련 없는 요소로만 구성된 경우 응집도

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팬인 / 팬아웃

 

팬인이란 모듈을 제어(호출)하는 모듈 수

팬아웃은 모듈에 의해 제어(호출)되는 모듈 수

 

시스템의 복잡도를 최적화하려면 팬인은 높게, 팬아웃은 낮게 설계해야 한다.

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공통 모듈

 

공통 모듈이란 여러 프로그램에서 공통적으로 사용할 수 있는 모듈을 의미한다.

 

• 공통 모듈을 구현할 때 명세 기법
  • 정확성(Correctness) : 시스템 구현 시 해당 기능이 필요하다는 것을 정확히 작성
  • 명확성(Clarity) : 해당 기능을 명확히 이해할 수 있도록 작성
  • 완전성(Completeness) : 시스템 구현을 위해 필요한 모든 것 기술
  • 일관성(Consistency) : 공통 기능들 간 상호 충돌이 발생하지 않도록 작성
  • 추적성(Traceability) : 기능에 대한 요구사항 출처, 관련 시스템 등의 관계를 파악할 수 있도록 작성

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재사용

 

재사용이란 비용과 개발 시간 절약을 위해 이미 개발된 기능을 파악하고 재구성해 새로운 시스템 또는 기능 개발에 사용하기 적합하도록 최적화 시키는 작업을 말한다.

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DBMS 접속

 

DBMS 접속은 사용자가 데이터를 사용하기 위해 응용 시스템을 이용해 DBMS에 접근하는 것을 의미한다.

 

• DBMS 접근 순서
  • 인터넷을 통해 구동되는 웹 응용 프로그램은 웹 응용 시스템(웹 서버 + WAS)을 통해 DBMS에 접근한다. 
• DBMS 접속 기술 : DBMS에 접근하기 위해 사용하는 API 또는 API의 사용을 편리하게 해주는 프레임워크를 의미0
  • JDBC(Java DataBase Connectivity)
    • Java 언어로 다양한 종류의 데이터베이스에 접속하고 SQL 문을 수행할 때 사용되는 표준 API이다. 
    • 접속하려는 DBMS에 대한 드라이버가 필요하다.
  • ODBC(Open DataBase Connectivity)
    • 데이터벵시ㅡ에 접근하기 위한 표준 개방형 API. 개발 언어에 관계 없이 이용 가능.
    • 마이크로소프트에서 출시했다.
    • DBMS의 종류를 몰라도 알아서 드라이버를 설치해준다.
  • MyBatis
    • JDBC 코드를 단순화해 사용할 수 있는 SQL Mapping 기반 오픈 소스 프레임워크이다.
    • SQL 거의 그대로 사용할 수 있다.
• 동적 SQL
  • SQL 구문을 다양한 조건에 따라 동적으로 변경해 처리할 수 있는 SQL 처리 방식.
  • 응용 프로그램을 실행시킨 후 입력란에 SQL을 직접 입력해 결과를 확인할 수 있는 것.
  • ex) Select 문장에서 조회되는 컬럼명이나  테이블, 조건절에서의 컬럼명등이 상황에 따라 변할 때 사용

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서버 개발

 

서버 개발은 웹 어플리케이션 로직을 구현할 서버 프로그램을 제작해 웹 어플리케이션 서버(WAS)에 탑재하는 것을 의미. 이는 웹 서버로부터 받은 요청을 처리해 결과를 반환하는 역할을 수행한다.

 

• 서버 개발 프레임워크
  • Spring
    • JAVA 기반 프레임워크. 전자정부 표준 프레임워크 기반 기술로 사용
  • Node.js
    • JavaScript 기반으로 만들어진 프레임워크. 비동기 입*출력 처리와 이벤트 위주 높은 처리 성능을 가져 실시간으로 입*출력이 빈번한 어플에 적합
  • Django
    • Python 기반 프레임워크. 컴포넌트 재사용과 플러그인화를 강조해 신속한 개발이 가능하도록 지원
  • Codeigniter
    • PHP 기반 프레임워크. 인터페이스가 간편해 서버 자원을 적게 사용.
  • Ruby on Rails
    • Ruby 기반 프레임워크. 테스트를 위한 웹 서버 지원. 데이터베이스 작업 단순화, 자동화시켜 개발 코드의 길이가 짧아 신속 개발 가능
• 서버 개발 과정(순서는 개발자 임의로 변경 가능. 소프트웨어 개발 보안 가이드 참고)
  • DTO(Data Transfer Object)/VO(Value Object) 구현
    • 데이터 교환을 위해 사용할 객체를 만드는 과정. 변수와 데이터를 저장하고 반환하는 메소드만 구현.
    • DTO는 데이터 교환을 위해 생성되는 객체. VO는 DTO와 동일하나 읽기만 가능. 변경 불가능.
  • SQL 구현
    • 데이터 삽입, 변경, 삭제 등의 작업을 수행할 SQL문 생성 과정.
    • 소스 코드 내 직접 입력하거나 별도 XML 파일로 저장해 관리.
  • DAO(Data Access Object)
    • 데이터베이스에 접근하고, SQL을 활용해 데이터를 실제로 조작하는 코드 구현 과정. 실제 SQL문이 작동하는 곳.
  • Service 구현
    • 사용자 요청에 응답하기 위한 로직 구현 과정
  • Controller 구현
    • 사용자 요청에 적절한 서비스를 호출해(위에서 구현한 Service 중 사용자 요청에 해당하는 Service) 그 결과를 사용자에게 반환하는 코드 구현

• 

  서버 각 구성 요소 진행 과정

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배치 프로그램(Batch Program)

 

배치 프로그램이란 사용자와 상호 작용 없이 여러 작업들을 미리 정해진 일련의 순서에 따라 일괄적으로 처리하는 것을 의미

 

• 수행되는 주기에 따른 배치 프로그램
  • 정기 배치 : 정해진 기간에 정기적 수행
  • 이벤트성 배치 : 특정 조건이 충족될 때만 수행
  • On-Demand 배치 : 사용자 요청 시 수행
• 배치 프로그램 필수 요소
  • 대용량 데이터 : 대량의 데이터를 가져오거나, 전달하거나, 계산하는 등의 처리가 가능해야 함.
  • 자동화 : 심각한 오류가 발생하는 상황 제외, 사용자 개입 없이 수행되어야 함.
  • 견고성 : 잘못된 데이터나 데이터 중복 등 상황으로 중단되는 일 없이 수행해야 함
  • 안전성 / 신뢰성 : 오류가 발생하면 오류 발생 위치, 시간 등을 추적 가능해야 함
  • 성능 : 다른 응용 프로그램 수행 방해하면 안되고, 지정된 시간 내 처리 완료되어야 함.
• 배치 스케쥴러(Batch Scheduler / Job Scheduler)
  • 일괄 처리(Batch Processing0 작업이 설정된 주기에 맞춰 자동으로 수행하도록 지원해주는 도구
  • 종류
    • Spring Batch
      • 스프링 프레임워크 특성을 그대로 가져와 스프링이 갖고 있는 다양한 기능 모두 사용 가능
        • DB나 파일 데이터 교환하는데 필요한 컴포넌트 제공
        • 로그 관리, 추적, 트랜잭션 관리, 작업 처리 통계, 작업 재시작 등 다양한 기능 제공 
      • 구성 요소
        • Job : 수행 작업 정의
        • Job Launcher : 실행 인터페이스
        • Step : Job 처리 위한 제어 정보
        • Job Repository : Step 제어 정보 포함 작업 실행을 위한 모든 정보 저장
    • Quartz
      • 스프링 프레임워크로 개발되는 응용 프로그램들의 일괄처리를 위한 다양한 기능을 제공하는 오픈소스 프레임워크
      • 수행할 작업(Job)과 수행 시간을 관리하는 요소(Trigger)들을 분리해 일괄 처리 작업에 유연성 제공
      • 구성 요소
        • Scheduler : 실행 환경 관리
        • Job : 수행 작업 정의
        • JobDetail : Job 상세 정보
        • Trigger : Job 실행 스케줄 정의
    • Cron
      • 리눅스 스케줄러 도구. crontab 명렁어를 통해 작업 예약.
      • 편집기에서 [분][시][일][월][요일]을 기준으로 수행 명령어 지정
      • 옵션
        • -e  : 편집기 호출. 작업 추가 및 수정
        • -l : 작업 목록 출력
        • -r : 작업 삭제
      • 작업 예약 형식
        • [분][시][일][월][요일][명령어]
        • * 입력 시 매 시기마다 수행
          • * * * * * /root/hello.sh -> 매월 매일 매시 매분마다 /root/hello.sh 실행하라.
        • 시기 우측에 /[단위] 입력하면 시기를 단위로 나눈 나머지가 0일 때마다 수행
          • * * * */3 * /root/hello.sh -> 매월 매시 매분 3일마다 /root/hello.sh 실행하라.
        • [시작 시기]-[종료 시기]를 통해 특정 구간에만 반복해 명령어 실행
          • * 18-23 * * * /root/hello.sh -> 매월 매일 오후 6시부터 11시 사이 매분마다 /root/hello.sh 실행하라.
        • [시기1], [시기2], [시기3], ... 을 통해 특정 시기에 명령 실행 가능
          •  15,30,45 * * * * /root/hello.sh -> 매월 매일 매시 15분, 30분, 45분에 /root/hello.sh을 실행하라.