[SpringBoot] 커넥션 풀의 이해

커넥션 풀의 이해

데이터베이스 커넥션을 획득할 때는 다음과 같은 복잡한 과정을 거친다.

1. 애플리케이션 로직은 DB 드라이버를 통해 커넥션을 조회한다.
2. DB 드라이버는 DB와 TCP/IP 커넥션을 연결한다. 물론 이 과정에서 3 way handshake 같은 TCP/IP
3. 연결을 위한 네트워크 동작이 발생한다.
4. DB 드라이버는 TCP/IP 커넥션이 연결되면 ID, PW와 기타 부가정보를 DB에 전달한다.
5. DB는 ID, PW를 통해 내부 인증을 완료하고, 내부에 DB 세션을 생성한다.
6. DB는 커넥션 생성이 완료되었다는 응답을 보낸다.
7. DB 드라이버는 커넥션 객체를 생성해서 클라이언트에 반환한다.
   
   

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커넥션 풀

• 이런 문제를 한번에 해결하는 아이디어가 바로 커넥션을 미리 생성해두고 사용하는 커넥션 풀이라는 방법이 다.
• 커넥션 풀은 이름 그대로 커넥션을 관리하는 풀(수영장 풀을 상상하면 된다.)이다.

• 애플리케이션을 시작하는 시점에 커넥션 풀은 필요한 만큼 커넥션을 미리 확보해서 풀에 보관한다.
• 보통 얼마나 보관할 지는 서비스의 특징과 서버 스펙에 따라 다르지만 기본 값은 보통 10개이다.

커넥션 동작 과정

1. 커넥션 조회
2. 커넥션 획득
3. 커넥션 획득
4. 커넥션 풀에 반환 → 커넥션을 닫으면 안된다.

정리

• 적절한 커넥션 풀 숫자는 서비스의 특징과 애플리케이션 서버 스펙, DB 서버 스펙에 따라 다르기 때문에 성능 테스트를 통해서 정해야 한다.
• 커넥션 풀은 서버당 최대 커넥션 수를 제한할 수 있다. 따라서 DB에 무한정 연결이 생성되는 것을 막아주어서 DB를 보호하는 효과도 있다.
• 이런 커넥션 풀은 얻는 이점이 매우 크기 때문에 실무에서는 항상 기본으로 사용한다. 커넥션 풀은 개념적으로 단순해서 직접 구현할 수도 있지만, 사용도 편리하고 성능도 뛰어난 오픈소스 커넥션 풀이 많기 때문에 오픈소스를 사용하는 것이 좋다.
• 대표적인 커넥션 풀 오픈소스는 commons-dbcp2 , tomcat-jdbc pool , HikariCP 등이 있다. 성능과 사용의 편리함 측면에서 최근에는 hikariCP 를 주로 사용한다. 스프링 부트 2.0 부터는 기본 커넥션 풀로 hikariCP 를 제공한다. 성능, 사용의 편리함, 안전성 측면에서 이미 검증이 되었기 때문에 커넥션풀을 사용할 때는 고민할 것 없이 hikariCP 를 사용하면 된다.
• 실무에서도 레거시 프로젝트가 아닌 이상 대부분 hikariCP 를 사용한다.

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DataSource의 이해

여러 방법으로 커넥션 획득

datasource

• 자바에서는 이런 문제를 해결하기 위해 javax.sql.DataSource 라는 인터페이스를 제공한다.
• DataSource 는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화 하는 인터페이스이다.
• 이 인터페이스의 핵심 기능은 커넥션 조회 하나이다. (다른 일부 기능도 있지만 크게 중요하지 않다.)

DataSource핵심 기능

public interface DataSource {
    Connection getConnection() throws SQLException;
}

 

정리

• 대부분의 커넥션 풀은 DataSource 인터페이스를 이미 구현해두었다. 따라서 개발자는 DBCP2 커넥션 풀 ,HikariCP 커넥션 풀 의 코드를 직접 의존하는 것이 아니라 DataSource 인터페이스에만 의존하도록 애플리케이션 로직을 작성하면 된다.
• 커넥션 풀 구현 기술을 변경하고 싶으면 해당 구현체로 갈아끼우기만 하면 된다.
• DriverManager 는 DataSource 인터페이스를 사용하지 않는다. 따라서 DriverManager 는 직접 사용해야 한다. 따라서 DriverManager 를 사용하다가 DataSource 기반의 커넥션 풀을 사용하도록 변경하면관련 코드를 다 고쳐야 한다. 이런 문제를 해결하기 위해 스프링은 DriverManager 도 DataSource 를 통해서 사용할 수 있도록 DriverManagerDataSource 라는 DataSource 를 구현한 클래스를 제공한다.
• 자바는 DataSource 를 통해 커넥션을 획득하는 방법을 추상화했다.
• 이제 애플리케이션 로직은DataSource 인터페이스에만 의존하면 된다. 덕분에 DriverManagerDataSource 를 통해서DriverManager 를 사용하다가 커넥션 풀을 사용하도록 코드를 변경해도 애플리케이션 로직은 변경하지 않아도 된다.

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Test

• dataSource 적용전 driverManager를 통해 커넥션을 얻는 과정 확인

@Slf4j
public class ConnectionTest {

    //dataSource 적용전 driverManager확인
    @Test
    void driverManager() throws SQLException {
        Connection con1 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
        Connection con2 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
        log.info("connection={}, class={}", con1, con1.getClass());
        log.info("connection={}, class={}", con2, con2.getClass());

    }
}

 

DataSource사용

@Test
    void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
        //DriverManagerDataSource - 항상 새로운 커넥션을 획득
        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
        useDataSource(dataSource);
    }

    private void useDataSource(DataSource dataSource) throws SQLException {
        Connection con1 = dataSource.getConnection();
        Connection con2 = dataSource.getConnection();
        log.info("connection={}, class={}", con1, con1.getClass());
        log.info("connection={}, class={}", con2, con2.getClass());
    }

• DataSource는 처음 객체를 생성할 때만 필요한 파라미터를 넘기면 되고, driverManager는 파라미터를 계속 넘겨야한다.

설정과 사용의 분리

• 설정: DataSource 를 만들고 필요한 속성들을 사용해서 URL , USERNAME , PASSWORD 같은 부분을 입력하는 것을 말한다.
  • 이렇게 설정과 관련된 속성들은 한 곳에 있는 것이 향후 변경에 더 유연하게 대처할 수 있다.
• 사용: 설정은 신경쓰지 않고, DataSource 의 getConnection() 만 호출해서 사용하면 된다.

 

강의정보

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