지난번 채팅 클라이언트에 이어 서버에 대해서 정리하겠습니다.
서버는 그래도 서버니까 클라이언트에 비해 복잡도가 높습니다. 코드로는 약 100여 줄 더 많습니다. 하지만 클라이언트와 겹치는 코드가 대부분이라 생각보다 쉽게 읽힌다고 느끼실 것입니다. 서버 코드를 읽기 전 클라이언트 코드를 꼭 먼저 학습하는 것을 권장합니다. (Client Code)
Rust 채팅 서버는 클라이언트에서 소개한 것처럼, 접속 상한선을 두지 않았습니다. 따라서 Tcp 연결만 가능하다면, 한계점까지 연결될 것입니다.
또 채팅 가능한 글자수 제한이 존재합니다. 이는 스트림에서 받은 데이터의 크기를 검증하는 과정에 사용하는 Buffer의 크기가 결정되어 있기 때문입니다. 해당 버퍼의 크기는 현재 512byte로 설정되어 있습니다. 패킷에서 정의한 길이 만큼 데이터를 전송 받지 못했다면, 이전 데이터를 버퍼에 임시 저장하는데 이때 사용하고 있습니다.
서버의 thread 개수는 연결되는 클라이언트 개수로 결정됩니다. 접속하는 클라이언트 개수를 n으로 치면 n + 2 개 입니다. 각각의 thread는 다음과 같습니다.
1. connection을 확인하는 main thread(1개)
2. Event Handling(chat event 처리) thread(1개)
3. 각 클라이언트가 보내는 메시지를 받는 thread(n개)
서버와 클라이언트의 결정적 차이는 thread간 통신입니다. 클라이언트는 Tcpstream에 읽기/쓰기가 독립적으로 수행되어도 괜찮았습니다. 반면, 서버는 Tcpstream에서 읽은 데이터로 송신 메시지를 만듭니다. 그 후 송신 메시지를 다시 Tcpstream에 쓰는 과정이 필요합니다. reading 작업 thread에서 send 작업 thread에 메시지가 전달 되어야 가능한 작업입니다.
Rust에서는 thread간 통신을 channel로 구현하고 있습니다. (Channel Document) channel은 tx(transmitter), rx(receive)로 구성되어 있습니다. transmitter는 asynchronous하게 동작하며, 발송 순서가 보장됩니다. receiver는 recv() 함수에서 block 대기하고 있으며, tx에서 메시지를 발송하면 처리합니다. Channel은 Rust Concurrency 프로그래밍의 핵심이라 할 수 있습니다.
Rust 채팅 서버에서 발생하는 모든 이벤트(클라이언트 접속, 접속 해제, 채팅 발송 등)은 모두 이벤트를 처리하는 thread에서 처리합니다. 이벤트 처리는 한 thread에서 한다고 해도, 이벤트 발생은 여러 thread에서 동시 다발적으로 진행됩니다. 따라서 발생한 이벤트를 이벤트 처리 thread로 전달해야되는데, 이때 채널을 사용합니다.
이벤트 thread에 채널 수신부를 두고, 나머지 thread 모두가 송신부를 가지고 있어 발생한 이벤트를 전송합니다. 이벤트 처리 thread는 발생한 이벤트를 순서대로 받아 이벤트에 맞게 해당 처리를 합니다. 서버가 동작하는 내내 같은 작업을 반복합니다.
채팅 서버 Work Flow
1. m) main 함수로 진입
2. m) 지정된 ip와 port를 TcpListener에 binding
3. m) 신규 Event Handler를 만들고(initialize), Event Handler에 있는 Channel 송신부(Sender)를 하나 Clone해 가져옴
4. m) Chat Event를 처리 하는 thread 생성(8번으로 이동)
5. m) TcpLister에 접속 요청이 들어오면 TcpStream을 만듦
6. m) 신규 TcpStream을 포함하는 새로운 Client 객체를 만들어 3번에서 준비한 Channel Sender에 newClient Signal 발송
7. m) 다음 접속 요청까지 대기 후 접속시 5번부터 반복
8. c) loop 돌며 chat event를 처리하는 cycle 함수 실행
9. c) cycle 함수는 Channel 수신부(receive)에서 송신부를 통한 내부 Signal을 기다림
10. c) 수신 받은 내부 Signal에 따라 각각의 프로세스 진행
11. c) NewClient Signal 경우 새로운 id를 발급해 클라이언트에 발송 및 Chat Group에 해당 클라이언틀 등록한 다음 read client stream thread 생성(14번으로 이동)
12. c) NewMessage Signal 경우 현재 Chat Group에 등록되어 있는 모든 클라이언트를 순회하며 메시지 발송
13. c) Close Signal 경우 Chat Group에 등록되어 있는 클라이언트 중 자신의 클라이언트를 찾아 제거
14. c) Event Handling Thread 반복
14. r) clinet cycle 함수(loop) 실행
15. r) read message 함수부터는 클라이언트의 read message와 동일
16. r) client read thread 반복
- thread tag
m : Main Thread
c : Chat Group Thread
r : Client Read Thread
코드 링크
Header (Github)