[Spring]Connection Pool과 DataSource

JANG SEONG SU·2023년 10월 30일

Sping

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1. Connection Pool(커넥션 풀)

1-1. DB Connection 획득

어플리케이션 로직은 DB Driver를 통해 Connection을 조회

DB Driver는 TCP/IP로 DB와 커넥션 연결 (이 과정에서 3-way handshake와 같은 동작이 발생한다.)

DB Driver는 USERNAME/URL/PW 와 같은 부가정보를 DB에 전달한다.

DB는 부가 정보를 바탕으로 내부 인증을 완료하고, DB 세션을 생성한다.

DB는 DB Driver에게 커넥션 생성 완료 응답을 전송한다.

DB Driver는 커넥션 객체를 생성해서 클라이언트에게 반환한다.

위 과정처럼 커넥션을 생성하면서 획득하는 과정으 복잡하고 비용도 많이 든다. 만약 웹 서버에서 DB에 접속할 때마다 위와 같은 과정이 일어나면 비효율적이다.

이를 해결하기 위해 Connection Pool의 개념이 나왔다.

1-2. Connection Pool 방식

커넥션 초기화

어플리케이션이 시작하는 시점에 Connection Pool은 필요한 만큼 Connection을 미리 확보해서 Pool에 보관하는 방식
Pool에 있는 Connection들은 TCP/IP로 모두 DB와 커넥션이 연결되어 있는 상태이므로, 언제든지 DB에 SQL을 전달할 수 있다.

커넥션 획득

어플리케이션 로직은 DB Driver를 통해 매번 새로운 Connection을 획득하는 것이 아닌, Connection Pool에서 이미 연결되어 있는 커넥션을 꺼내 쓴다.

커넥션 반환

Connection 사용 후 종료하는 것이 아닌, 다음에 다시 사용할 수 있도록 Connection Pool에 반환한다.

1-3 참고.

각 어플리케이션마다의 Connection Pool의 Connection 개수는 서버 스펙, DB 스펙에 따라 다르기 때문에, 성능 테스트를 통해서 결정해야한다.

대표적으로는 commons-DBCP2 tomcat-jdbc pool HicariCP 등이 있고, Spring 2.0 부터는 기본으로 HicariCP를 제공한다.

2. DataSource

위 그림과 같이 DB Connection을 획득하기 위해서는 생성 방식 Connection Pool 방식 등이 있다.

하지만 만약 기존에 DriverManager로 커넥션 생성 방식을 사용하고 있다가, DBCP2 나 HikariCP와 같은 Pool 방식으로 교체한다고 하면, 많은 어플리케이션 코드도 수정되어야 할 것이다.

이러한 문제를 해결하기 위해, DataSource가 등장한다!!

2-1. Connection 획득 방법의 추상화

위 그림과 같이, DBCP2 HikariCP DriverManager 등 Connection 획득 방법을 추상화한다면, 어떤 Connection 획득 방법을 사용하든지 상관 없다. 왜냐하면 우리는 DataSource라는 추상화된 인터페이스에만 의존하면 되기 때문이다.

public interface DataSource  extends CommonDataSource, Wrapper {
    Connection getConnection() throws SQLException;
}

자바는 javax.sql.DataSource라는 인터페이스를 제공
DataSource에는 Connection을 반환하는 getConnection()메소드가 존재
즉, 즉, DBCP2 HikariCP에 직접 의존하는 것이 아닌, DataSource 인터페이스에만 의존

2-2. DriverManager와 DriverManagerSource

사실 DriverManager는 DataSource 인터페이스를 사용하지 않는다. 그렇다면 어떻게 DriverManager를 사용하는 DataSource의 구현체는 무엇일까?

바로 DriverManager도 DataSource를 통해 사용할 수 있도록 DriverManagerSource라는 클래스가 존재한다.

정리하자면, DriverManagerDataSource를 통해서 DriverManager 를 사용하다가 HikariCP를 사용하더라도 애플리케이션 로직은 변경하지 않아도 된다!!

코드

/* DriverManager를 통한 Connection 획득 */
@Test
void driverManager() throws SQLException {
    Connection con1 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
    Connection con2 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
}

/* DriverManagerDataSource를 통한 커넥션 획득 */
@Test
void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
    DataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);	//설정
    useDataSource(dataSource);						//사용	
}


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());
}

DriverManagerDataSource 내부에서 DriverManager사용
DriverManager는 getConnection()을 통해 커넥션을 획득할 때마다 URL, USERNAME, PASSWORD와 같은 파라미터를 계속 넘겨주어야 한다
DriverManagerDataSource는 처음 객체를 생성할 때만 파라미터를 넘겨주고, 커넥션을 획득할 때는 dataSource.getConnection()만 호출