이 포스트는 실제 서버 동작에 필요한 쿠키와 세션 처리, 요청 주소별 라우팅 방법에 대해 알아본다.

소스는 assu10/nodejs.git 에 있습니다.

요청과 응답
REST 와 라우팅
쿠키와 세션
https 와 http2
cluster

1. 요청과 응답

서버는 요청을 받는 부분과 응답을 보내는 부분이 있어야 한다.
요청과 응답은 이벤트 방식이라고 생각하면 된다.
클라이언트로부터 요청이 왔을 때 어떤 작업을 수행할 지 이벤트 리스터를 미리 등록해두어야 한다.

이제 이벤트 리스너를 가진 노드 서버를 만들어보도록 하자.

createServer.js

const http = require('http');

http.createServer((req, res) => {
  // 응답 콜백
});

http 서버가 있어야 웹 브라우저의 요청을 처리할 수 있으므로 http 모듈을 사용한다.
http 모듈에는 createServer 메서드가 있는데 인수로 요청에 대한 콜백 함수를 넣을 수 있으며, 요청이 올 때마다 콜백 함수가 실행된다.

이제 응답을 보내는 부분과 서버에 연결하는 부분을 추가해보자.

server1-1.js

const http = require('http');

http
  .createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
    res.write('hello');
    res.end('END');
  })
  .listen(8080, () => {
    // 서버 연결
    console.log('waiting 8080 port...');
  });

waiting 8080 port...

localhost:8080

createServer 메서드 뒤에 listen 메서드를 붙여 클라이언트에 공개할 포트 번호와 포트 연결 완료 후 실행될 콜백 함수를 넣는다.

res.writeHead
- 헤더에 기록되는 정보
res.write
- body 에 기록되는 정보
- 클라이언트에 보낼 데이터
res.end
- 응답을 종료하는 메서드
- 인수가 있다면 그 데이터도 클라이언트로 보내고 응답을 종료

80 포트를 사용하면 주소에서 포트 생략이 가능하다.
https 의 경우 443 포트 생략이 가능하다.
리눅스/맥의 경우 1024번 이하의 포트에 연결 시엔 관리자 권한이 필요하기 때문에 1024 이하의 포트 사용 시 sudo node server1 로 실행하여야 한다.

위의 listen 메서드에 콜백 함수를 넣는 대신 서버에 listening 이벤트 리스너를 붙여서 사용할 수도 있다.

server1-2.js

const http = require('http');

const server = http.createServer((req, res) => {
  res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
  res.write('hello');
  res.end('END');
});
server.listen(8080);

server.on('listening', () => {
  console.log('waiting 8080 port...');
});

server.on('error', err => {
  console.error(err);
});

한 번에 여러 서버를 실행할 수도 있다.

server1-3.js

const http = require('http');

http
  .createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
    res.write('hello');
    res.end('END');
  })
  .listen(8080, () => {
    // 서버 연결
    console.log('waiting 8080 port...');
  });

http
  .createServer((req, res) => {
    res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
    res.write('hello');
    res.end('END');
  })
  .listen(8081, () => {
    // 서버 연결
    console.log('waiting 8081 port...');
  });

waiting 8080 port...
waiting 8081 port...

res.write, res.end 에 일일이히 HTML 을 적는 대신 HTML 을 미리 만들어 두고 그 파일을 fs 모듈로 읽어서 전송하도록 해보자.

server2.js

const http = require('http');
const fs = require('fs').promises;

http
  .createServer(async (req, res) => {
    try {
      const data = await fs.readFile('server2.html');
      res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
      res.end(data); // 저장된 버퍼를 그대로 클라이언트로 전달
    } catch (err) {
      console.error(err);
      res.writeHead(500, { 'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' });
      res.end(err.message);
    }
  })
  .listen(8080, () => {
    console.log('wait 8080 port...');
  });

2. REST 와 라우팅

REST 에 관한 내용은 따로 구글링하여 찾아보세요. ^^

GET 메서드의 경우 브라우저에서 캐싱할 수도 있으므로 같은 주소로 GET 요청을 할 때 서버에서 가져오는 것이 아니라 캐시에서 갸져올 수도 있다.

res.end() 를 호출한다고 해서 함수가 종료되는 것은 아니다.

노드도 일반적인 자바스크립트 문법을 따르므로 return 을 붙이지 않는 한 함수가 종료되지 않는다.
return 을 붙이지 않아서 res.end 같은 메서드가 여러 번 실행되면 Error: Can't set headers after they are sent to the client. 에러가 발생한다.

const data = await fs.readFile('restFront.html');
res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
return res.end(data);

req, res 모두 내부적으로는 Stream (readStream, writeStream) 으로 되어있기 때문에 요청/응답의 데이터가 Stream 형식으로 전달된다.

// 요청 body 를 stream 형식으로 받음
req.on('data', data => {
  body += data;
});
// 요청 body 다 받은 후 실행
return req.on('end', () => {
  console.log('POST body: ', body);
  const { name } = JSON.parse(body);
  const id = Date.now();
  users[id] = name;
  res.writeHead(201, { 'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' });
  res.end('ok');
});

3. 쿠키와 세션

쿠키는 요청의 헤더(Cookie) 에 담겨 전송되고, 브라우저는 응답의 헤더(Set-Cookie) 에 따라 쿠키를 저장한다.

const http = require('http');

http
  .createServer((req, res) => {
    console.log(req.url, req.headers.cookie);
    res.writeHead(200, { 'Set-Cookie': 'mycookie=test' });
    res.end('쿠키 완료');
  })
  .listen(8080, () => {
    console.log('8080...');
  });

8080...
/ undefined
/ mycookie=test

쿠키는 name=assu;age=20 처럼 세미콜론으로 구분된 문자열이다.

또한 응답의 헤더에 쿠키를 기록해야 하므로 res.writeHead 메서드를 사용한다.

아래는 쿠키와 세션을 사용한 예이다.

cookie2.js

const http = require('http');
const fs = require('fs').promises;
const url = require('url');
const qs = require('querystring');

// 문자열의 쿠키를 { aa: bb } 형태의 객체 형식으로 변환
const parseCookies = (cookie = '') =>
  cookie
    .split(';')
    .map(v => v.split('='))
    .reduce((acc, [k, v]) => {
      acc[k.trim()] = decodeURIComponent(v);
      return acc;
    }, {});

const session = {};

http
  .createServer(async (req, res) => {
    const cookies = parseCookies(req.headers.cookie); // {mycookie: 'test}

    if (req.url.startsWith('/login')) {
      const { query } = url.parse(req.url);
      const { name } = qs.parse(query);
      const expires = new Date();
      // 쿠키 유효 시간을 현재시간 + 5분으로 설정
      expires.setMinutes(expires.getMinutes() + 5);

      const uniqueInt = Date.now();
      session[uniqueInt] = {
        name,
        expires,
      };
      res.writeHead(302, {
        Location: '/',
        'Set-Cookie': `session=${uniqueInt}; Expires=${expires.toGMTString()}; HttpOnly; Path=/`,
      });
      res.end();
      // 세션 쿠키가 존재하고, 만료 기간 전인 경우
    } else if (
      cookies.session &&
      session[cookies.session].expires > new Date()
    ) {
      res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' });
      res.end(`${session[cookies.session].name} 님~`);
    } else {
      try {
        const data = await fs.readFile('cookie2.html');
        res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
        res.end(data);
      } catch (err) {
        res.writeHead(500, { 'Content-Type': 'text/plain; charset=utf-8' });
        res.end(err.message);
      }
    }
  })
  .listen(8080, () => {
    console.log('waiting 8080...');
  });

아래 부분을 보면 HTTP 응답 코드를 302 로 보낸다.
브라우저는 이 응답 코드를 보고 이 페이지를 해당 주소로 리다이렉트 한다.
헤더에는 한글을 설정할 수 없으므로 한글이 있다면 encodeURIComponent 메서드로 인코딩해야 한다.
Set-Cookie 의 값으로는 제한된 ASCII 코드만 들어가야 하므로 줄바꿈은 넣으면 안된다.

res.writeHead(302, {
  Location: '/',
  'Set-Cookie': `session=${uniqueInt}; Expires=${expires.toGMTString()}; HttpOnly; Path=/`,
});

// 한글이 있는 경우는
es.writeHead(302, {
  Location: '/',
  'Set-Cookie': `name=${encodeURIComponent(
          name,
  )}; Expires=${expires.toGMTString()}; HttpOnly; Path=/`,
});

쿠키명=쿠키값
Expires=날짜
- 기본값은 클라이언트가 종료될 때 까지임
Max-age=초
- Expires 와 비슷하지만 날짜 대신 초를 입력, Expires 보다 우선함
Domain=도메인명
- 쿠키가 전송될 도메인을 특정함, 기본값은 현재 도메인.
Path=URL
- 쿠키가 전송될 URL 을 특정함, 기본값은 / 이고, 이 경우 모든 URL 에서 쿠키 전송 가능
Secure
- true: HTTPS 일 경우에만 쿠키 전송
- false: HTTPS 가 아닌 환경에서도 쿠키 전송
HttpOnly
- 설정 시 자바스크립트에서 쿠키에 접근할 수 없음(즉, 클라이언트에서 쿠키 확인 불가), 쿠키 조작 방지를 위해 설정하는 것이 좋음

위처럼 하는 방식이 세션이다.
서버에 사용자 정보를 저장하지 않고 클라이언트와는 세션 아이디로만 소통한다.
세션을 위해 사용하는 쿠키를 세션 쿠키 라고 한다.

세션 쿠키에 대한 상세한 내용은 Node.js - Express (1): 미들웨어 의 2.5. express-session 을 참고하세요.

실제 운영 서버에서는 세션을 위처럼 변수에 저장하지 않는다.
서버가 멈추거나 재시작되면 메모리에 저장된 변수가 초기화되고, 서버의 메모리가 부족하면 세션을 저장하지 못하는 문제도 생긴다.
따라서 보통은 레디스나 맴캐시 드 같은 DB 에 저장한다.

위의 코드는 쿠키를 악용한 여러 위협에 방어하지 못하므로 개념만 익혀두는 용도로 보고 절대 실제 서비스에 사용해서는 안된다.

실제 서비스에 사용할 수 있는 쿠키와 세션은 Node.js - Express (1): 미들웨어 의 2.5. express-session 을 참고하세요.

4. https 와 http2

https 모듈은 웹 서버에 SSL 암호화를 추가한다.

http2 모듈은 SSL 암호화와 더불어 최신 HTTP 프로토콜인 http/2 를 사용할 수 있게 한다.
http/2 는 요청 및 응답 방식이 기존 http/1.1 보다 개선되어 훨씬 효율적으로 요청을 보내어 웹의 속도도 많이 개선된다. (한번에 여러 리소스 요청 가능)

5. cluster

cluster 모듈은 기본적으로 싱글 프로세스로 동작하는 노드가 CPU 코어를 모두 사용할 수 있도록 해주는 모듈이다.

포트를 공유하는 노드 프로세스를 여러 개 둘 수 있으므로 요청이 많이 들어왔을 대 병렬로 실행된 서버의 개수만큼 요청이 분산되게 할 수 있다.

메모리를 공유하지 못하는 단점이 있으므로, 세션을 메모리에 저장하고 있다면 레디스 등의 서버를 도입하는 방식을 고려해보아야 한다.

직접 cluster 모듈로 클러스터링을 구현할 수도 있지만 실무에서는 pm2 등의 모듈로 cluster 기능을 사용한다.
아래 예시는 기본 노드 문법을 보는 정도로만 가볍게 보도록 하자.

cluster.js

const cluster = require('cluster');
const http = require('http');
const numCPUs = require('os').cpus().length;

if (cluster.isMaster) {
  console.log(`마스터 프로세스 아이디: ${process.pid}`);
  // CPU 개수만큼 워커를 생산
  for (let i = 0; i < numCPUs; i += 1) {
    cluster.fork();
  }
  // 워커가 종료되었을 때
  cluster.on('exit', (worker, code, signal) => {
    console.log(`${worker.process.pid}번 워커가 종료되었습니다.`);
    console.log('code', code, 'signal', signal);
    cluster.fork();
  });
} else {
  // 워커들이 포트에서 대기
  http
    .createServer((req, res) => {
      res.writeHead(200, { 'Content-Type': 'text/html; charset=utf-8' });
      res.write('<h1>Hello Node!</h1>');
      res.end('<p>Hello Cluster!</p>');
      setTimeout(() => {
        // 워커 존재를 확인하기 위해 1초마다 강제 종료
        process.exit(1);
      }, 1000);
    })
    .listen(8086);

  console.log(`${process.pid}번 워커 실행`);
}

마스터 프로세스 아이디: 70017
70020번 워커 실행
70018번 워커 실행
70019번 워커 실행
70021번 워커 실행
70022번 워커 실행
70026번 워커 실행

본 포스트는 조현영 저자의 Node.js 교과서 2판을 기반으로 스터디하며 정리한 내용들입니다.

Node.js - http 모듈로 서버 생성

1. 요청과 응답

2. REST 와 라우팅

3. 쿠키와 세션

4. https 와 http2

5. cluster

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1. 요청과 응답

2. REST 와 라우팅

3. 쿠키와 세션

4. https 와 http2

5. cluster

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