Java HTTP Server

Java 소켓 프로그래밍을 통해 HTTP 웹 서버를 직접 구현하는 학습 프로젝트

학습 목표

• Spring MVC, 톰캣, 서블릿 컨테이너가 내부적으로 어떻게 동작하는지 직접 구현하며 이해하는 것이 목표
• HTTP 요청/응답 구조 및 프로토콜 원리 이해
• 서블릿 컨테이너가 하는 일을 직접 구현하며 체득
• FrontController(DispatcherServlet) 패턴 이해
• 세션/쿠키 기반 인증 흐름 이해

기술 스택

• Java 21
• Gradle (Kotlin DSL)
• JUnit 5

실행 방법

# 빌드
./gradlew build

# 실행
./gradlew run

# 테스트
./gradlew test

서버 실행 후 브라우저에서 http://localhost:8080 접속

구현 계획

구현 계획은 초안으로 진행 상황에 따라 유동적으로 변경될 수 있습니다.

HTTP 서버 기초

• 환경 세팅 및 최소 HTTP 서버 구현

  • ServerSocket으로 연결 수락
  • 하드코딩된 HTTP 응답 전송

• HTTP 요청/응답 파싱

  • Request Line 파싱 (Method, Path, Version)
  • Header 파싱
  • Body 파싱 (POST)
  • HttpRequest / HttpResponse 클래스 설계
  • 단위 테스트 작성

• RequestHandler 구현

  • InputStream → HttpRequest
  • HttpResponse → OutputStream
  • 기본 요청 흐름 통합 테스트

서블릿 & MVC

• Servlet / ServletContainer

  • Servlet 인터페이스 정의
  • URL → Servlet 매핑
  • StaticResourceServlet 구현
  • 컨테이너와 서블릿 책임 분리

• FrontController & 라우팅

  • Controller 인터페이스 정의
  • RouteKey(HttpMethod + Path) 기반 라우팅 구조
  • FrontControllerServlet 구현
  • Spring MVC DispatcherServlet 구조 이해

• 로그인 & 세션

  • User / UserRepository 구현
  • SessionManager 구현 (Cookie 기반)
  • 회원가입, 로그인, PRG 패턴 적용
  • 로그인 여부 확인 로직

• 멀티스레드 서버

  • ExecutorService로 요청 병렬 처리
  • 공유 저장소 동시성 고려
  • thread-safe 자료구조 도입 (ConcurrentHashMap, AtomicLong)

• TODO LIST 기능 (간단 버전)

  • Todo / TodoRepository
  • TODO 목록 조회 (GET)
  • TODO 추가 (POST)
  • 사용자별 TODO 관리

JDBC & 트랜잭션

• JDBC Foundations

  • DataSource → Connection → PreparedStatement → ResultSet 흐름을 코드로 확인 (DataSource 인터페이스 대신 DriverManager 직접 사용, DatabaseConfig)
  • autoCommit=true/false 차이 재현 (부분 커밋 vs 원자성)
  • commit / rollback 직접 호출해 트랜잭션 경계 체감
  • close() 타이밍(commit 전/후, 예외 시) 차이 관찰
  • “트랜잭션 = Connection 상태”를 설명할 수 있다

• JDBC Repository (직사용 버전)

  • JdbcTodoRepository 구현 (CRUD 최소 세트) (JdbcTodoRepositoryV2가 직사용 버전, JdbcTodoRepository는 이후 JdbcExecutor기반 버전)
  • try/finally로 Statement/ResultSet/Connection 자원 해제 보장
  • SQLException을 Runtime 예외로 변환해 전파
  • 부분 커밋이 실제로 발생하는 유즈케이스를 서비스 레벨에서 재현

• Spring JDBC 책임 1: 실행 흐름 템플릿화 (JdbcTemplate)

  • JdbcTemplate#update(sql, PreparedStatementSetter) 구현
  • JdbcTemplate#query(sql, PreparedStatementSetter, RowMapper<T>) 구현
  • JdbcTemplate#queryForObject(...) 구현 (0건/2건 이상 정책 포함)
  • PreparedStatementSetter 도입 (파라미터 바인딩 책임 분리)
  • RowMapper<T> 도입 (ResultSet 매핑 책임 분리)
  • Repository에서 JDBC 반복 코드(획득/해제/예외 처리)를 제거

• Spring JDBC 책임 2: 트랜잭션-커넥션 동기화 (Connection Binding)

  • TransactionSynchronizationManager 구현 (ThreadLocal 리소스 바인딩) (ConnectionContext로 구현)
  • ConnectionHolder 구현 (Connection + 최소 상태 보관) (Connection을 ThreadLocal에 직접 바인딩)
  • DataSourceUtils#getConnection(DataSource) 구현 (ConnectionProvider로 구현)
    • 트랜잭션 중이면 바인딩된 Connection 반환
    • 아니면 새 Connection 반환
  • JdbcTemplate이 dataSource.getConnection() 대신 DataSourceUtils를 통해 커넥션을 얻도록 변경 (JdbcExecutor가ConnectionProvider 사용)
  • “같은 트랜잭션 = 같은 Connection” 재현 (여러 DAO 호출에서 동일 커넥션 사용)

• Spring JDBC 책임 3: 트랜잭션 경계 관리 (TransactionManager)

  • PlatformTransactionManager(최소 인터페이스) 정의 (인터페이스 없이 SimpleTransactionManager 단일 클래스로 구현)
  • DataSourceTransactionManager 구현 (SimpleTransactionManager로 구현)
    • begin: autoCommit=false + Connection 바인딩
    • commit/rollback
    • cleanup: 바인딩 해제 + close
  • 트랜잭션 유무에 따른 동작 차이 테스트
    • 트랜잭션 없음: 호출마다 새 Connection + 즉시 커밋
    • 트랜잭션 있음: 하나의 Connection 공유 + 마지막에 commit/rollback

• (Optional) 선언적 트랜잭션 맛보기

  • TransactionTemplate#execute(...) 형태로 경계 분리
  • (선택) 애노테이션 기반 프록시로 @Transactional 흐름 최소 재현
  • self-invocation / 스레드 경계(ThreadLocal)의 한계 설명 가능

Keep-Alive (HTTP/1.1)

• 연결 재사용 지원

  • 요청 1회 처리 후 소켓 유지
  • 동일 연결에서 다중 요청 처리

• 요청 경계 처리 강화

  • \r\n\r\n 기준 헤더 파싱 안정화
  • Content-Length 기반 바디 정확히 읽기
  • 남은 버퍼 재사용

• 연결 종료 정책

  • Connection: close 지원
  • keepAliveTimeout 적용
  • maxRequestsPerConnection 제한

• 응답 정합성 보장

  • Content-Length 정확히 설정
  • keep-alive / close 헤더 일관성 유지

• 통합 테스트

  • 동일 연결 다중 요청 성공
  • close / timeout 정상 동작 확인