[SERVLET] 🗃️ CP(Connection Pool)를 사용하여 Connection 객체 얻어오기

 저번 포스팅에서 JDBC Driver를 사용하여 PostgreSQL과 Eclipse를 연결해 보았습니다.

 이번에는 Connection Pool을 사용해 Connection객체를 얻어오는 방법을 포스팅해 보도록 하겠습니다.

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1. 🛀 Connection Pool의 개요

 저번 포스팅에서는 JDBC와의 연동을 다루어보았습니다. JDBC를 연동하기 위해서는 드라이버를 로드하고 JDBC URL로 접속하여 Connection 객체를 얻어오는 단계를 거쳐야합니다.

 여기서 알아볼 커넥션 풀은 데이터베이스와 연결된 Connection 객체를 미리 생성하여 풀(Pool) 속에 저장해두고 필요할 때마다 이 풀에 접근하여 Connection 객체를 사용하고, 작업이 끝나면 다시 반환하는 것을 말합니다.

 사용자가 웹사이트에 요청을 하는데 이 때마다 매번 Connection 객체를 생성하여 연결한다면 매우 비효율적일 것입니다. 즉 메모리에 Connection 객체가 너무 많이 생성되게 됩니다.

 반면 커넥션 풀을 사용하면 풀 속에 미리 커넥션이 생성되어 있기 때문에 커넥션을 생성하는데 드는 연결 시간이 소비되지 않습니다.

 또한 현재 다른 사용자가 사용하지 않는 커넥션을 재사용이 가능하기 때문에 사용자가 접속할 때마다 계속해서 커넥션을 생성할 필요가 없습니다. 즉, 커넥션 풀을 사용한다면 프로그램 효율과 성능이 전체적으로 증가하게 됩니다.

 위 그림은 커넥션 풀이 사용되는 구조입니다.

 사용자가 웹사이트에 접속한 후 데이터베이스 관련 작업을 요청하면 서버는 커넥션 풀에서 커넥션 객체를 얻어와서 데이터베이스에 접속하여 데이터베이스 작업을 수행합니다.

 수행을 완료하였다면 커넥션 객체를 다시 커넥션 풀로 반환하는 작업을 합니다. 이때 반환된 커넥션 객체는 데이터베이스 작업을 요청한 다른 사용자에 의해 사용될 수 있습니다.

 커넥션 풀은 이 같은 구조로 이루어져있기 때문에 웹 사이트 접속 시 매번 커넥션 객체를 만들어 사용하는 것보다 효율적입니다.

 CP(Connection Pool)를 사용하는 것은 데이터베이스 관련 어플리케이션을 개발할 때는 필수적입니다.

 어플리케이션에서 CP(Connection Pool)를 사용하지 않으면 메모리에 너무 큰 부담이 발생하므로 서버는 얼마 버티지 못하고 서비스가 중지될 것입니다. 일반적으로 서버가 터졌다고도 표현합니다.

2. 🏷️ JNDI의 개요

 JNDI(Java Naming and Directory Interface)란 명명 서비스 및 디렉토리 서비스에 접근하기 위한 API를 말합니다.

 즉 특정 자원에 접근하기 위한 이름으로 사용됩니다.

3. 📦 Tomcat의 CP를 위한 DBCP API로 DB사용

 Tomcat에서는 다음 그림과 같이 Tomcat 설치 경로의 lib 디렉토리에 CP(Connection Pool) 기능을 제공하기 위해 DBCP API를 제공합니다.

1) context.xml 생성

 postgreSQLconnect/src/main/webapp/META-INF 디렉토리 밑에 context.xml 파일을 생성해서 서버에 공유할 리소스를 정의합니다.

META-INF 파일에서 오른쪽 마우스 클릭 후 NEW > Other...를 선택해 줍니다.

Wizards: 칸에 아래 그림처럼 xml 을 검색한 후 XML File 을 선택하고 Next를 눌러줍니다.

File name: 에 context 를 입력 후 Finish를 눌러 xml파일 생성을 마무리 해 줍니다.

이렇게 생성이 된 context.xml 파일이 보인다면 성공입니다.

context.xml 파일

<Context> 
	<Resource name="jdbc/postgres"
	auth="Container"
	type="javax.sql.DataSource"
	username="postgres"
	password="1234"
	driverClassName="org.postgresql.Driver"
	factory="org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.BasicDataSourceFactory"
	url="jdbc:postgresql://localhost/postgres"
	maxActive="500"
	maxIdle="100"/>  
</Context>

• 코드 분석

<Context>
: context.xml 파일의 최상위 엘리먼트는 <Context>로 정해져 있습니다.
  
<Resource>
: 공유하는 리소스의 이름을 지정하는 부분입니다.
  클라이언트에서 정의하는 리소스를 얻어갈 때는 여기서 name 속성으로 정의한 리소스명을 사용해야 합니다.
  
auth="Container"
: 클라이언트에서 리소스를 얻어갈 때 인증은 톰캣 컨테이너에서 하겠다는 의미입니다.

type="javax.sql.DataSource"
: 공유할 리소스의 타입을 DataSource로 지정하는 부분입니다. 클라이언트에서는
  공유된 DataSource의 getConnection() 메소드를 사용하여 Connection 객체를 얻어갈 수 있습니다.

username="postgres"
password="1234"
: 연동할 PostgreSQL 의 계정과 비밀번호를 지정하는 부분입니다.
  
factory="org.apache.tomcat.dbcp.dbcp2.BasicDataSourceFactory"
: DBCP API를 사용해서 클라이언트에 공유할 DataSource를 생성하도록 지정하는 부분입니다. 자바 API 클래스 중
  이름이 Factory로 끝나는 클래스들은 특정 객체를 생성하여 반환하는 역할을 하는 클래스들입니다.
  
url="jdbc:postgresql://localhost/postgres"
: 연동할 PostgreSQL url을 지정하는 부분입니다.
  
maxActive="500"
: 동시에 제공할 수 있는 최대 Connection 개수를 지정하는 부분입니다.

maxIdle="100"
: 현재 서비스되고 있는 Connection 객체를 제외한 CP(Connection Pool)에 여유로 남길 수 있는
  최대 Connection 개수를 지정한 부분입니다.

2) dbcpAPITest.jsp 코드 작성

 아래와 같이 webapp아래 경로에 dbcpAPITest.jsp파일을 생성 후 코드를 작성해 줍니다.

WEB-INF 파일 밑에 생성하지 않도록 조심!

dbcpAPITest.jsp 파일

<%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"%>
<%@ page import="java.sql.*"%>
<%@ page import="javax.sql.*" %>
<%@ page import="javax.naming.*" %>

<%
 	Connection conn = null; 
	
	try {
  		Context init = new InitialContext();
        //dpcpAPITest.jsp 페이지가 실행되는 Tomcat 자체의 Context를 얻어오는 부분
        //Context란 각종 환경 설정 정보를 의미함
        
  		DataSource ds = (DataSource) init.lookup("java:comp/env/jdbc/postgres");
        //Tomcat 서버에 공유되어 있는 DataSource 객체 리소스를 얻어오는 부분
        //java:comp/env JNDI는 정해져있는 이름이며 Resource 정의 Context까지 접근하는 JNDI임
        //즉, context.xml에 정의된 리소스에 접근하려면 java.comp/env라는 이름의 Context까지는
        //반드시 접근해야 함
        //jdbc/postgres JNDI 이름은 context.xml에서 리소스명으로 정의한 이름
        
  		conn = ds.getConnection();
        //DataSource에서 제공하는 getConnection() 메소드를 사용하면
        //Tomcat 서버의 CP(Connection Pool)에서 제공하는 Connection 객체를 얻어올 수 있음
  		
  		out.println("<h3>연결되었습니다.</h3>");
	}catch(Exception e){
		out.println("<h3>연결에 실패하였습니다.</h3>");
		e.printStackTrace();
 	}
%>

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Insert title here</title>
</head>
<body>

</body>
</html>

3) dbcpAPITest.jsp 실행

 아래와 같이 연결되었습니다. 라는 메시지가 출력된다면 PostgreSQL가 제대로 연동된 것입니다. 만약 연결실패 메시지가 나온다면, 코드를 다시 한 번 확인하도록 합시다.

 context.xml 파일에 입력한 PostgreSQL 드라이버 이름과 접속 호스트 및 포트 번호, SID명을 확인하도록 합시다.

 context.xml 파일을 문제없이 작성하였다면 JSP 파일에서도 리소스 이름이 제대로 입력되었는지 확인해야 합니다.

 또한, 드라이버를 로딩하지 못하면 PostgreSQL 드라이버 라이브러리(postgresql-42.5.0.jar) 파일이 드라이버를 사용하는 프로젝트의 WEB-INF 안에 있는 lib 디렉토리에 제대로 복사되어 있는 지를 확인합니다.

 CP(Connection Pool) 기능은 톰캣 자체에서 제공되는 기능이기 때문에 드라이버 라이브러리(postgresql-42.5.0.jar) 파일이 프로젝트의 lib 디렉토리에 존재해야 합니다.

4. 🌀 Transaction

 Transaction이란 일 처리의 최소 단위를 의미합니다. Transaction은 데이터베이스 처리를 모두 일관되게 하기 위해 존재합니다.

 만약 데이터베이스에 2가지의 명령을 주었을 때 첫 번째 명령의 처리는 올바르게 되었지만 두 번째 명령의 처리가 올바르지 못하다면 이것은 일관되지 않은 것입니다.

 2가지 명령 중 하나라도 실패하면 원점으로 되돌릴 수 있어야 하며, 이러한 개념을 가진것이 Transaction입니다.

 테이블에 10000개의 데이터가 있고, 10000개의 데이터에 대해서 수정 작업을 하는데 5000개의 데이터에 수정 작업이 완료된 후 시스템에 문제가 발생한 경우 5000개만 수정된 상태에서 작업이 완료되면 데이터의 일관성이 깨지기 때문에 수정이 완료된 5000개의 데이터 작업도 취소시켜서 원래 데이터로 되돌려야 합니다.

 또한, 계좌이체 요청 시 인출 계좌에서 금액을 차감하는 작업은 성공하고, 이체대상 계좌의 금액을 증가하는 작업은 실패한 상황에서 계좌이체가 마무리되면 문제가 발생할 수 있기 때문에 두 개의 작업이 모두 성공했을 때만 계좌이체 작업을 마무리해 주어야 합니다.

 위의 그림은 Transaction의 기본 흐름도입니다.

 처음 데이터베이스 작업을 시작하기 전에는 Begin 으로 작업이 시작됩니다.

 Process 단계에서 각 데이터베이스 작업들을 처리하게 되며, 이 작업들이 오류 없이 모두 잘 작동한다면 Commit을 수행하게 됩니다.

 이로써 Transaction 처리가 마무리된 것입니다.

 하지만 여러 데이터베이스 작업들 중 하나의 작업이라도 문제가 발생하게 되면 Rollback을 실행하여 Begin 이후에 처리한 데이터베이스 작업은 모두 무효 처리됩니다.

 Process 단계에서 처리되는 작업들은 Commit이 실행되지 않는 한, 실제데이터베이스 파일에 업데이트 작업이 절대로 이루어지지 않습니다.

 이처럼 Transaction을 이용하면 하나의 Transaction으로 묶인 작업들을 전부 실행되든지 전부 취소되게 처리할 수 있습니다.

 Transaction 내용은 추후 포스팅에서 Transaction 관리 부분에서 조금 더 자세히 다루어보도록 하겠습니다.

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 여기까지 CP를 사용하여 Connection 객체를 얻어와 보는 포스팅이었습니다.

 다음에는 JDBC를 사용하여 Eclipse에서 DB작업을 해 보는 포스팅을 해보겠습니다.

감사합니다.