본 프로젝트 자료는 김영한님의 스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리을 참고 제작됐음을 알립니다.
커넥션 풀 이해
데이터베이스 커넥션을 획득할 때는 다음과 같은 복잡한 과정을 거친다.
- 애플리케이션 로직은 DB 드라이버를 통해 커넥션을 조회한다.
- DB 드라이버는 DB와 TCP/IP 커넥션을 연결한다. 물론 이 과정에서 3 way handshake 같은 TCP/IP
연결을 위한 네트워크 동작이 발생한다. - DB 드라이버는 TCP/IP 커넥션이 연결되면 ID, PW와 기타 부가정보를 DB에 전달한다.
- DB는 ID, PW를 통해 내부 인증을 완료하고, 내부에 DB 세션을 생성한다.
- DB는 커넥션 생성이 완료되었다는 응답을 보낸다.
- DB 드라이버는 커넥션 객체를 생성해서 클라이언트에 반환한다.
이러한 과정은 사용자가 매번 사용할 때 마다, SQL 실행 과 커넥션을 새로 만드는 과정 때문에 응답 속도 느려진다.
사용할 때 마다 실행과 생성을 해야하는 문제를 해결하기 위해 커넥션 풀이라는게 나왔는데 커넥션 풀이 뭔지 알아보자.
커넥션 풀
사용자가 요청할 때 마다 매번 실행과 생성하는게 아니라 미리 풀이라는 곳에 커넥션들을 생성 놓고 요청이 올 때 바로 응답할 수 있게 만드는 메커니즘이다.
그럼 자연스레 커넥션의 단점을 보안할 수 있다.
위 사진처럼 미리 생성된 커넥션은 DB 와 연결이 되어있기에 언제든 요청이 들어오면 바로 SQL 응답이 가능하게 설계되어 있다.
동작 원리
위 설명대로 사용자가 요청하면 풀에서 대기하고 있던 커넥션이 애플리케이션에 응답을 하고,
사용이 끝난 커넥션은 소멸이 아닌 다시 풀로 돌아와 재활용을 할 수 있다.
그래서 설계할 때 반환했을 때 종료를 하는게 아니라 살아있는 상태로 반환하도록 만들어야 한다.
DataSource 이해
커넥션을 얻는 방법은 JDBC DriverManager 을 사용하는 등 다양한 방법이 존재한다.
DriverManager를 통해 커넥션 획득
만약 위에 사진처럼 직접 커넥션을 획득하다가 풀에 대한 효율이 좋다고 생각해 변경을 할 경우 문제점이 생길 수 있다.
다음과 같이 애플리케이션 코드를 변경해야 하는 상황이 발생하게 된다. 의존관계가 DriverManager 에서 HikariCP 로 변경이 되었기 때문이다. 당연히 풀 마다 사용법이 조금씩 다르다.
하지만 DB 라이브러리 처럼 하나의 인터페이스에 획득하는 방법을 추상화를 시키면 문제점이 해결된다.
자바에서는 이런 문제를 해결하기 위해 javax.sql.DataSource 라는 인터페이스를 제공한다. 방금 말한 하나의 인터페이스에 추상화 시키는 역할이 DataSource 다.
DataSource 는 이미 대부분의 커넥션 풀에 대한 인터페이스가 구현되어 있다. 커넥션 풀들을 DataSource 인터페이스에만 의존하도록 애플리케이션 로직을 잘 설계하면 쉽게 풀들을 갈아끼우듯이 교환할 수 있다.
DataSource 예제1 - DriverManager
예제를 통해 DataSource 를 알아보자.
먼저 기존에 개발했던 DriverManager 를 통해서 커넥션을 획득하는 방법을 확인해보자.
ConnectionTest - 테스트 생성
DriverManagerDataSource 는 DataSource 를 통해서 커넥션을 획득하는걸 확인 할 수 있다.
참고로 DriverManagerDataSource 는 스프링이 제공하는 코드이다.
일단 첫 번째 테스트 코드와 두 번째 테스트 코드의 차이 점은 파라미터 차이가 있다.
- 첫 번째는 커넥션을 획득할 때 마다 URL , USERNAME , PASSWORD 같은 파라미터를 계속 전달해야 한다.
- 하지만 DataSource 를 사용하는 두 번째 방식은 처음 객체 생성할 때만 필요한 파리미터를 남겨두고, 커넥션을 획득할 때는 단순 dataSource.getConnection() 만 호출한다.
DataSource 예제2 - 커넥션 풀
이번에는 DataSource 를 통해 커넥션 풀을 사용하는 예제를 알아보자.
ConnectionTest - 테스트 코드 추가
데이터소스 커넥션 풀 추가
- HikariCP 커넥션 풀도 DataSource 인터페이스를 구현하고 있다.
- 커넥션 풀 최대 사이즈를 10으로 지정하고, 풀의 이름을 MyPool 이라고 지정했다.
- 지연시간을 안해두면 순식간에 끝나기에 로그가 생략될 수 있어 보기 편하게 1초의 지연시간을 걸어 로그를 확인해보자.
로그 출력
실행시켜보면 최대 10개의 풀이 전부 동작된거를 확인할 수 있다.
정리
왜 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채우는 것일까?
커넥션 풀에 커넥션을 채우는 것은 상대적으로 오래 걸리는 일이다. 애플리케이션을 실행할 때 커넥션 풀을 채울 때 까지 마냥 대기하고 있다면 애플리케이션 실행 시간이 늦어진다. 따라서 이렇게 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀을 채워야 애플리케이션 실행 시간에 영향을 주지 않는다.
그리고 커넥션 풀에서 커넥션을 2개 획득하고 반환하지는 않았다. 따라서 풀에 있는 10개의 커넥션 중에 2개를 가지고 있는 상태이다. 그래서 마지막 로그를 보면 사용중인 커넥션 active=2 , 풀에서 대기 상태인 커넥션 idle=8 을 확인할 수 있다.
DataSource 적용
이번에는 애플리케이션에 DataSource 를 적용해보자.
MemberRepositoryV1 - 생성
MemberRepositoryV0 에서 V1 으로 넘어오면서 2가지 추가 및 수정했다.
//save()...
//findById()...
//update()....
//delete()....
MemberRepositoryV1Test - 생성
로그 출력
- 커넥션 풀 사용 시 conn0 커넥션이 재사용 된 것을 확인 할 수 있다.
- 테스트는 순서대로 실행되기 때문에 커넥션을 사용하고 다시 돌려주는 것을 반복한다. 따라서 conn0 만 사용된다.
- 웹 애플리케이션에 동시에 여러 요청이 들어오면 여러 쓰레드에서 커넥션 풀의 커넥션을 다양하게 가져가는 상황을 확인할 수 있다.
DI
DriverManagerDataSource HikariDataSource 로 변경해도 MemberRepositoryV1 의 코드는 전혀 변경하지 않아도 된다.
MemberRepositoryV1 는 DataSource 인터페이스에만 의존하기 때문이다. 이것이 DataSource 를 사용하는 장점이다.(DI + OCP)
