[안드로이드스튜디오] 10. 서버에 데이터 요청하고 응답받기

1. 네트워킹이란?

네트워킹은 인터넷에 연결되어 있는 원격지의 서버 또는 원격지의 단말과 통신해서 데이터를 주고받는 동작들을 포함합니다. 이를 이용하면 단말의 데이터뿐만 아니라 멀리 떨어져 있는 서버나 다른 사람의 단말의 데이터를 조회할 수도 있습니다.

 

서버에 데이터를 저장할 때

(1) 먼저 인터넷을 통해 데이터 통신이 가능한지를 알아본 후 (2) 데이터를 주고받는 과정을 실행합니다. 

 

데이터를 주고받는 과정은 상당히 복잡하지만, 인터넷에 연결되어 있는 여러 단말을 동시에 사용할 수 있어서 다양한 데이터 자원을 효율적으로 사용할 수 있습니다. 

 

네트워크 연결방식 이해하기

• '2-tier C/S(Client/Server)' 연결 방식

2-tier C/S 연결 방식

2-tier C/S 연결 방식은 가장 많이 사용하는 네트워킹 방식으로 클라이언트와 서버가 일대일로 연결하는 방식입니다. 

대부분 클라이언트가 서버에 연결되어 데이터를 요청하고 응답받는 단순한 개념으로 이해할 수 있습니다. 

  예) 웹 페이지를 볼 때 사용하는 HTTP 프로토콜, 파일 전송을 위한 TFP 프로토콜, 메일을 주고받는 POP3 프로토콜

 

• 3-tier 연결 방식

3-tier 연결방식

3-tier 연결 방식을 사용하여 응용 서버와 데이터 서버로 나누어 서버를 구성하면 데이터베이스를 분리할 수 있어 중간에 비즈니스 로직(Business Logic)을 처리하는 응용 서버가 좀 더 다양한 역할을 할 수 있다는 장점이 있습니다. 

 

단말 간의 통신이 일반화되며 클라이언트와 서버의 관계는 peer-to-peer 통신으로 불리는 P2P 모델로 변형되어 사용되기도 합니다. 

 

• P2P 모델

P2P 방식과 서버 연결 방식의 비교

서버를 두지 않고 단말끼리 서버와 클라이언트 역할을 합니다. 

  예) 정보 검색, 파일 송수신

 

메신저 서비스, 인터넷 전화에 사용되는 SIP 프로토콜 기반의 서비스들은 서버가 존재하지만 P2P 모델의 특성을 가지고 있습니다. 

 

2. 소켓 사용하기

IP주소로 목적지 호스트를 찾아내고 포트로 통신 접속점을 찾아내는 소켓 연결은 TCP와 UDP 방식으로 나눌 수 있습니다.

일반적인 프로그래밍에서는 대부분 TCP 연결을 사용합니다. 

 

HTTP 프로토콜과 소켓

HTTP 프로토콜은 웹서버에 연결한 후에 요청을 전송하고 응답을 받은 다음 연결을 끊습니다. - 비연결성(Stateless)

 

실시간으로 데이터를 처리하는 앱은 응답속도를 높이기 위해 연결성이 있는 소켓 연결을 선호했습니다. 

지금은 인터넷의 속도가 빨라져 HTTP 프로토콜을 사용하는 웹이 일반적이 되었고 결국 속도가 그렇게 느리지 않으면서도 국제 표준을 따를 수 있다는 장점을 가진 웹서버로 많은 서버가 만들어지게 되었습니다. 

 

안드로이드는 표준 자바에서 사용하던 java.net 패키지의 클래스들을 그대로 사용하여 소켓 연결을 아주 쉽게 구현할 수 있습니다. 

 

단, 안드로이드는 소켓 연결 등을 시도하거나 응답을 받아 처리할 때 스레드를 사용해야 합니다.

(스레드를 사용하지 않으면 네트워킹 기능 자체가 동작하지 않습니다. )

 

네트워킹 실습 - 클라이언트와 서버 소켓 만들기 (SampleSocket Project)

[조건]

 - 최상위 레이아웃은 LinearLayout, orientation 속성 값은 vertical

 - 메인 화면의 위 쪽은 클라이언트 영역, 아래 쪽은 서버 영역

 - 리니어 레이아웃을 두 개 추가하고 위쪽 공간과 아래쪽 공간 나누어 가짐

     -> layout_height 속성 값은 0dp, layout_weight 속성 값은 1dp로 설정

 - 위쪽 레이아웃에는 입력 상자와 버튼 하나씩 추가, 스크롤뷰에 포함된 텍스트뷰 배치

 - 아래쪽 레이아웃에는 버튼 하나, 스크롤뷰에 포함된 텍스트뷰 배치

 - 위쪽 레이아웃의 버튼은 '전송', 아래쪽 레이아웃의 버튼은 '서버 시작'

 - 위쪽 레이아웃의 색은 밝은 파랑, 아래쪽 레이아웃의 색은 오랜지색으로 설정

 

[activity_main.xml]

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:weightSum="2"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity">

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1"
        android:background="#0099ff"
        android:orientation="vertical">

        <EditText
            android:id="@+id/editText"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:ems="10"
            android:inputType="textPersonName"
            android:text="" />

        <Button
            android:id="@+id/button"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="전송" />

        <ScrollView
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent">

            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:orientation="vertical" >

                <TextView
                    android:id="@+id/textView"
                    android:layout_width="match_parent"
                    android:layout_height="wrap_content"
                    android:text="" />
            </LinearLayout>
        </ScrollView>
    </LinearLayout>

    <LinearLayout
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        android:layout_weight="1"
        android:background="#ffcc66"
        android:orientation="vertical">
        <Button
            android:id="@+id/button2"
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:text="서버 시작" />

        <ScrollView
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="match_parent">

            <LinearLayout
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content"
                android:orientation="vertical" >

                <TextView
                    android:id="@+id/textView2"
                    android:layout_width="match_parent"
                    android:layout_height="wrap_content"
                    android:text="" />
            </LinearLayout>
        </ScrollView>
    </LinearLayout>
</LinearLayout>

 

[화면 레이아웃]

 

[MainActivity.java]

package org.techtown.socket;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;
import android.util.Log;

import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.InetAddress;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    EditText editText;

    TextView textView;
    TextView textView2;

    Handler handler = new Handler();


    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        editText = findViewById(R.id.editText);
        textView = findViewById(R.id.textView);
        textView2 = findViewById(R.id.textView2);

        Button button= findViewById(R.id.button);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View v){
                final String data = editText.getText().toString();
                new Thread(new Runnable(){
                    @Override
                    public void run(){
                        send(data);
                    }
                }).start();
            }
        });

        Button button2 = findViewById(R.id.button2);
        button2.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View v){
                new Thread(new Runnable(){
                    @Override
                    public void run(){
                        startServer();
                    }
                }).start();
            }
        });
    }

    public void printClientLog(final String data){
        Log.d("MainActivity", data);    //import android.util.Log
        handler.post(new Runnable(){
            @Override
            public void run(){
                textView.append(data+"\n");
            }
        });
    }
    public void printServerLog(final String data){
        Log.d("MainActivity", data);

        handler.post(new Runnable(){
            @Override
            public void run(){
                textView2.append(data + "\n");
            }
        });
    }

    public void send(String data){
        try{
            int portNumber = 5001;
            Socket sock = new Socket("localhost", portNumber);
            printClientLog("소켓 연결함. ");

            ObjectOutputStream outstream = new ObjectOutputStream(sock.getOutputStream());
            outstream.writeObject(data);
            outstream.flush();
            printClientLog("데이터 전송함. ");

            ObjectInputStream instream = new ObjectInputStream(sock.getInputStream());
            printClientLog("서버로부터 받음: " + instream.readObject());
            sock.close();
        } catch(Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    public void startServer(){
        try{
            int portNumber = 5001;

            ServerSocket server = new ServerSocket(portNumber);
            printServerLog("서버 시작함: " + portNumber);

            while(true){
                Socket sock = server.accept();
                InetAddress clientHost = sock.getLocalAddress();
                int clientPort = sock.getPort();
                printServerLog("클라이언트 연결됨: " + clientHost + " : " + clientPort);

                ObjectInputStream instream = new ObjectInputStream(sock.getInputStream());
                Object obj = instream.readObject();
                printServerLog("데이터 받음: " + obj);

                ObjectOutputStream outstream = new ObjectOutputStream(sock.getOutputStream());
                outstream.writeObject(obj + " from Server. ");
                outstream.flush();
                printServerLog("데이터 보냄. ");

                sock.close();
            }
        } catch(Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

[실행 결과]

앱을 실행하고 '서버 시작' 버튼을 누르면 서버가 시작되었다는 로그가 화면 하단에 출력됩니다. 

화면 상단에 있는 입력상자에 글자를 입력하고 '전송'을 누르면 그 글자가 서버로 전송되었다가 다시 클라이언트쪽으로 전달되는 것을 확인할 수 있습니다. 

 

3. 웹으로 요청하기

일반적인 HTTP 프로토콜은 비연결성(Stateless)이므로 페이지 정보를 요청할 때마다 소켓을 새로 연결하고, 응답을 받은 후에는 소켓의 연결을 끊습니다. 

소켓이 연결 되었을 때 해당 연결에서 HTTP에 맞는 요청을 보내고 응답을 받아 처리합니다. 

 

HTTP로 웹 서버에 접속하기

HTTP로 웹 서버에 접속하는 것도 표준 자바의 방식을 그대로 사용합니다.

 

자바에서 HTTP 클라이언트를 만드는 가장 간단한 방법은

(1) URL 객체를 만들고 (2) 이 객체의 openConnection() 메서드를 호출하여 (3) HttpURLConnection 객체를 만드는 것입니다. 

 

URL 객체에 들어 있는 문자열이 "http://"를 포함하면 HTTP 연결을 위한 객체를 만들게 되므로 Connection() 메서드가 리턴하는 URLConnection 객체를 HttpURLConnection으로 형변환하여 사용할 수 있습니다. 

 

HttpURLConnection 객체로 연결할 경우 GET과 POST와 같은 요청 방식과 함께 요청을 위한 파라미터를 설정할 수 있습니다. 

 

요청 방식을 지정하는 메서드

• public void setRequestMethod(String method)
• public void setRequestProperty(String field, Stirng newValue)

setRequestMethod() : GET이나 POST 문자열을 파라미터로 전달

setRequestPriority() : 요청 시 헤더에 들어가는 필드 값 지정

 

GET 방식을 사용하여 웹페이지 주소를 입력하면 해당 페이지의 내용 가져오기 (SampleHttp)

[조건]

 - 최상위 레이아웃은 리니어 레이아웃, oorientation 속성 값은 vertical

 - 입력상자, 버튼을 넣고 스크롤 뷰를 추가한 후 텍스트 뷰 추가

 - 입력상자에 사이트 주소 입력, 버튼을 누르면 그 사이트로부터 응답 데이터를 가져와 아래 쪽의 텍스트 뷰에 보여줌

 - 버튼은 '요청하기' 글자가 보이게 하고, 입력상자에는 '사이트 주소 입력'이라는 글자가 안내글로 나타나도록 hint속성 설정

 

[activity_main.xml]

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".MainActivity" >

    <EditText
        android:id="@+id/editText"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:ems="10"
        android:hint="사이트 주소 입력"
        android:inputType="textPersonName" />

    <Button
        android:id="@+id/button"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="요청하기" />

    <ScrollView
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent">

        <LinearLayout
            android:layout_width="match_parent"
            android:layout_height="wrap_content"
            android:orientation="vertical" >

            <TextView
                android:id="@+id/textView"
                android:layout_width="match_parent"
                android:layout_height="wrap_content" />
        </LinearLayout>
    </ScrollView>

</LinearLayout>

 

[화면 레이아웃]

 

[MainActivity.java]

package org.techtown.http;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

import static java.sql.DriverManager.println;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    EditText editText;
    TextView textView;

    Handler handler = new Handler();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        editText = findViewById(R.id.editText);
        textView = findViewById(R.id.textView);

        Button button = findViewById(R.id.button);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View v){
                final String urlStr = editText.getText().toString();
                new Thread(new Runnable(){
                    @Override
                    public void run(){
                        request(urlStr);
                    }
                }).start();
            }
        });
        /*
        버튼을 누르면 사용자가 입력한 사이트 주소 이용해 request() 메서드 호출
        request() 메서드에서 인터넷을 사용하므로 스레드 안에서 동작하도록 함
         -> 스레드 객체 생성하고 그 안에서 request() 메서드 호출
         스레드에서 처리한 결과물을 화면에 표시하도록 핸들러 객체를 만들어 변수에 할당
         */
    }
    public void request(String urlStr){ //응답 결과물을 모아 화면에 출력
        StringBuilder output = new StringBuilder();
        try{
            URL url = new URL(urlStr);

            HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection)url.openConnection();   //HttpURLConnection 객체만들기
            if(conn != null) {
                conn.setConnectTimeout(10000);  //10초간 연결 대기
                conn.setRequestMethod("GET");
                conn.setDoInput(true);  //객체에 입력 가능

                int resCode = conn.getResponseCode();   //내부적으로 웹 서버에 페이지 요청(GET 방식)
                BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(conn.getInputStream())); //입력 데이터를 받기 위한 Reader객체 생성
                String line = null;
                while (true) {
                    line = reader.readLine();
                    if (line == null) {
                        break;
                    }

                    output.append(line + "\n");
                }
                reader.close();
                conn.disconnect();
            }
        } catch (Exception ex){
            println("예외 발생함: "+ ex.toString());
        }
        println("응답-> " + output.toString());
    }

    public void println(final String data) {
        handler.post(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                textView.append(data + "\n");
            }
        });
    }
}

 

[app>manifests>AndroidManifet.xml]

인터넷 권한 사용하므로 manifest 파일에 권한 추가

 -> application 태그에 android:userCleartextTraffic="true"

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="org.techtown.http">

    <application
        android:usesCleartextTraffic="true"
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:roundIcon="@mipmap/ic_launcher_round"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme">
        <activity android:name=".MainActivity">
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

 

[실행 결과]

 입력 상자에

http://www.kobis.or.kr/kobisopenapi/webservice/rest/boxoffice/searchDailyBoxOfficeList.json?key=430156241533f1d058c603178cc3ca0e&targetDt=20120101

 위의 주소 입력 후 요청하기 버튼을 누르면

에러로 결과가 나오지 않는다. (해결 : 인터넷 접근 권한 설정 (manifest파일) + println함수 handler 객체 이용해 재정의)

입력한 주소는 영화 정보를 받아올 수 있도록 오픈되어있는 주소 중 하나입니다. 주소 안의 key값은 직접 사이트에 등록하여 발급받을 수 있습니다. 

응답 결과물의 포멧은 JSON 문자열입니다. 

 

4. Volley 사용하기

웹서버에 요청하고 응답을 받을 때 HttpURLConnection 객체를 사용할 수 있지만,

요청과 응답에 필요한 코드의 양이 많고, 스레드를 사용하면서 넣어야 하는 코드의 양도 많습니다.

또한 핸들러에 대한 이해가 없다면 앱이 비정상 종료될 수도 있습니다. 

 

이러한 문제를 해결하기 위해 만들어진 라이브러리가 Volley입니다. 

Volley 라이브러리는 웹 요청과 응답을 단순화 하기 위해 만들어진 라이브러리 입니다. 

 

Volley를 사용하려면

먼저 (1) 요청(Request) 객체를 만들고 (2) 이 요청 객체를 요청 큐(RequestQueue)에 넣어주면 됩니다.

그러면 요청 큐가 알아서 웹서버에 요청하고 응답까지 받아줍니다. 

이 응답을 받을 수 있도록 지정된 메스드를 만들어두기만 하면 응답이 왔을 때 메서드가 자동 호출 됩니다. 

Volley를 이용한 요청과 응답 처리

Volley 라이브러리를 이용하면 스레드를 신경 쓰지 않아도 됩니다. 

요청 큐의 내부에서 스레드를 만들어 웹 서버에 요청하고 응답받는 과정을 진행하고, 응답을 처리할 수 있는 메서드를 호출할 때는 메인 스레드에서 처리하기 때문입니다. 

따라서 스레드를 사용할 필요가 없고 화면에 결과를 표시할 때 핸들러를 사용할 필요도 없습니다. 

 

Volley 사용해서 웹 요청과 응답 처리하기 (SampleRequest)

[조건]

 - Volley 라이브러리 추가 : Volley는 외부 라이브러리 이므로 build.gradle 파일에 정보를 추가해야 사용 가능함

   -> /app/Gradle Scripts 폴더 안의 build.gradle(Module:app) 파일을 열고 dependencies 중괄호 안에 라이브러리 정보를 추가하고 [Sync Now] 링크를 클릭 하면 자동으로 라이브러리 추가

 implementation 'com.android.volley:volley:1.1.0'

 - manifests의 application 태그에 usesCleartextTraffic 속성 추가

 - SampleHttp와 같은 레이아웃 사용

 

[volley 라이브러리 추가]

 

[Internet 권한 추가]

 

[MainActivity.java]

package org.techtown.request;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.EditText;
import android.widget.TextView;

import com.android.volley.AuthFailureError;
import com.android.volley.Request;
import com.android.volley.RequestQueue;
import com.android.volley.Response;
import com.android.volley.VolleyError;
import com.android.volley.toolbox.StringRequest;
import com.android.volley.toolbox.Volley;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

import static java.sql.DriverManager.println;

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    EditText editText;
    TextView textView;

    static RequestQueue requestQueue;   //요청 큐는 한 번만 만들어 계속 사용 : static

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        editText = findViewById(R.id.editText);
        textView = findViewById(R.id.textView);

        Button button = findViewById(R.id.button);
        button.setOnClickListener(new View.OnClickListener(){
            @Override
            public void onClick(View v){
                makeRequest();
            }
        });
        if(requestQueue==null){
            requestQueue = Volley.newRequestQueue(getApplicationContext());
        }
    }
    public void makeRequest(){
        String url = editText.getText().toString();

        StringRequest request = new StringRequest(Request.Method.GET, url,
                new Response.Listener<String>(){
            @Override
                    public void onResponse(String response){
                println("응답-> " + response);
            }
                },
        new Response.ErrorListener(){
            public void onErrorResponse(VolleyError error){
                println("에러-> " + error.getMessage());
            }
        }
        ){
            @Override
            protected Map<String, String> getParams() throws AuthFailureError {
                Map<String, String> params = new HashMap<String, String>();

                return params;
            }
        };
        request.setShouldCache(false);
        requestQueue.add(request);
        println("요청 보냄.");
    }

    public void println(String data){
        textView.append(data + "\n");
    }
}

 

 [실행 결과]

스레드나 핸들러를 사용하지 않아도 웹 사이트 요청, 응답이 문제없이 진행되는 것을 확인할 수 있습니다. 

 

5. JSON 데이터 다루기

JSON의 약자는 JavaScript Object Notation으로 자바 스크립트 객체 포맷을 데이터를 주고받을 때 사용할 수 있도록 문자열로 표현한 것을 말합니다. 

속성의 이름과 문자열에 큰따옴표를 사용한다는 정도의 차이를 제외하면 자바스크립트 객체 포맷과 거의 비슷합니다. 

 

JSON은 자바 스크립트 객체 포맷이므로 중괄호를 사용해서 객체를 만들 수 있습니다.

중괄호 안에 콤마(,)로 각 속성값들을 구분할 수 있고, 각각의 속성 자체는 속성 이름과 속성 값이 콜론(:) 기호로 구분되면서 한 쌍을 이룹니다. 

콜론 뒤에 들어가는 값은 문자열이나 숫자와 같은 기본 자료형이나 중괄호로 싸인 객체가 올 수도 있습니다. 

배열을 사용하고 싶다면 대괄호를 사용하고 원소들을 쉼표로 구분합니다. 

 

웹 응답으로 받은 JSON 결과물을 처리하는 방법 : Gson

 

Gson은 자바스크립트에서처럼 JSON 문자열을 객체로 변환할 수 있도록 합니다. 즉, JSON 문자열이 자바 객체로 만들어질 수 있습니다. 

 

Volley를 사용해서 웹 서버로부터 JSON응답을 받았따면 Gson을 이용해 자바 객체로 바꾸고, 그 객체 안에 들어있는 데이터를 접근해 사용합니다. 

Gson의 역할

Gson도 외부 라이브러리이기 때문에 먼저 라이브러리를 추가해야 사용할 수 있습니다. 

 

Gson으로 응답 데이터를 처리하기 (SampleRequest2)