소켓흐름

NOTE

서버/클라이언트 소켓 통신의 함수 호출 흐름, 연결 유지 방식(fork), 그리고 Java에서의 소켓 처리(NIO 포함) 정리. 원문을 AI가 검토·보강함(사실 확인 권장).

📌 개념

소켓 통신 흐름

sequenceDiagram
    participant S as 서버
    participant C as 클라이언트

    S->>S: socket()
    S->>S: bind()
    S->>S: listen()
    Note over S: accept() 호출, 연결 수락까지 block

    C->>S: socket() → connect() (3-way handshake)
    activate S
    S-->>C: accept() 반환 (연결 수립)
    deactivate S

    C->>S: write() (요청 송신)
    S->>S: read() (요청 수신)
    S->>C: write() (응답 송신)
    C->>C: read() (응답 수신)

    C->>S: close()
    S->>S: close()

• 서버: socket() → bind() → listen() → accept() → read() → write() → close()
  • accept(): 연결 수락까지 block(블로킹) 처리
  • read(): 클라이언트 요청 수신 / write(): 서버 응답 송신
• 클라이언트: socket() → connect() → write() → read() → close()
  • connect(): 3-way handshake로 커넥션 수립(이때 서버는 accept에서 block)
  • write(): 요청 송신 / read(): 서버 응답 수신

소켓 연결 유지 방법

• fork(): 자식 프로세스 생성
  • accept()가 반환하는 세션 소켓(client-server)을 새 자식 프로세스에서 독립적으로 처리하도록 지정
• 단점
  • 동기(멀티프로세스) 방식이라 소규모 연결은 무방하나 대규모 처리 시 성능 이슈 발생
  • 대안(비동기 방식): select(), epoll(), iocp() 등

Java 소켓 처리

• InputStream: 들어오는 값(해당 서버) 읽기 / OutputStream: 나가는 값(해당 서버) 쓰기
• 두 스트림은 단방향 통신(또는 SocketChannel 사용)
• Thread.start(): 스레드를 생성·시작하며 내부적으로 run() 호출(실제 실행 로직은 run()에 오버라이딩)

NOTE

fork()는 운영체제(OS) 레벨에서 프로세스를 복제하는 방식

• C에서 fork()를 호출하면 새 자식 프로세스가 생성되어 독립적으로 실행된다.
• 반면 Java는 기본적으로 멀티프로세스를 지원하지 않고 멀티스레드 기반 실행을 권장한다.

NOTE

Java는 이벤트 기반 처리(epoll())나 상태 변화 감지(select()) 대신 NIO를 사용한다.

• 프로세스: Runtime.exec() 또는 ProcessBuilder로 Java 프로세스를 띄울 수는 있으나 일반적이지 않음(멀티스레드 권장).
• NIO의 Selector로 epoll()/select()를 유사하게 구현 가능.
• NIO 프레임워크 Netty로 고성능 처리 가능(내부적으로 epoll 사용).

📎 기타

트러블슈팅

• InputStream/OutputStream의 세션을 close()하면 소켓도 close()된다.

NOTE

Socket의 getInputStream()/getOutputStream()은 소켓 내부 스트림을 참조하는 객체를 반환한다. 이 스트림들은 소켓과 강하게 연결되어 있어, 스트림이 닫히면 소켓도 닫히도록 구현되어 있다.

관련 문서

• (학습/프레임워크/Netty) [Java] 01. Netty 아키텍처와 이벤트 루프 스레드 모델 (EventLoop, Boss·Worker, Bootstrap) — Thread-per-Connection 모델의 한계와 Netty가 NIO로 이를 극복하는 Multi-Reactor 구조를 실무 서버 예시로 설명