[스프링 DB 접근 기술 1편] 2. 커넥션풀과 데이터소스 이해 - 이론

커넥션 풀 이해

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

• 이러한 과정처럼 커넥션을 새로 만드는 것은 과정도 복잡하고 시간도 많이 소모된다.
• 고객이 애플리케이션을 사용할 때, SQL을 실행하는 시간 뿐만 아니라 커넥션을 새로 만드는 시간이 추가 되기 때문에 결과적으로 응답 속도에 영향을 주고 이는 사용자 경험에 안좋은 영향을 준다.(데이터베이스마다 커넥션 생성 시간은 다르다)

애플리케이션을 시작하는 시점에 커넥션 풀은 필요한 만큼 커넥션을 미리 확보해서 풀에 보관한다. 보통 얼마나 보관할진 서비스 특징과 서버 스펙에 따라 다르지만 기본값은 보통 10개이다.

 

1부터 10까지의 커넥션은 TCP/IP로 DB와 커넥션이 연결되어 있는 상태이기 때문에 언제든지 즉시 SQL을 DB에 전달할 수 있다.

 

• 애플리케이션 로직에서 이제는 DB 드라이버를 통해서 새로운 커넥션을 획득하는 것이 아니다
• 커넥션 풀을 통해 이미 생성되어 있는 커넥션을 객체 참조로 그냥 가져다 쓰기만 하면 된다
• 커넥션 풀에 커넥션을 요청하면 커넥션 풀은 자신이 가지고 있는 커넥션 중에 하나를 반환한다

 

• 애플리케이션 로직은 커넥션 풀에서 받은 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달하고 그 결과를 받아 처리한다
• 커넥션을 모두 사용하고 나면 이제는 커넥션을 종료하는 것이 아닌, 다음에 다시 사용할 수 있도록 해당 커넥션을 그대로 커넥션 풀에 반환하면 된다. 여기서 주의할 점은 커넥션을 종료하는 것이 아닌, 커넥션이 살아있는 상태에서 커넥션 풀에 반환해야 한다는 것

• 성능 테스트를 통해 적절한 커넥션 풀 숫자를 정해야 한다.
• 커넥션 풀은 서버당 최대 커넥션 수를 제한할 수 있다. 따라서 DB에 무한정 연결이 생성되는 것을 막아줘 DB를 보호해주는 효과도 있다
• 실무에서 항상 기본으로 사용한다
• 커넥션 풀은 개념적으로 단순해서 직접 구현할 수는 있지만, 오픈소스 커넥션 풀이 사용도 편리하고 성능도 뛰어나 오픈소스를 사용하는 것이 좋다
• 대표적인 커넥션 풀 오픈소스는 commons-dbcp2, tomcat-jdbc pool, HikariCP
• 주로 HikariCP를 사용하고 스프링 부트 2.0부터는 기본 커넥션 풀로 hikariCP를 제공한다. 실무뿐만 아니라 레거시에서도 hikariCP를 사용한다

Datasource 이해

커넥션을 획득하는 다양한 방법

DriverManager를 통한 커넥션 획득

DriverManager를 통해 커넥션을 획득하다가 커넥션 풀로 변경 사 문제

애플리케이션 로직에서 DriverManager를 사용해서 커넥션을 획득하다가 HikariCP 같은 커넥션 풀을 사용하도록 변경하면 커넥션을 획득하는 애플리케이션 코드도 함께 변경해야 한다. 의존관계가 DriverManager에서 HikariCP로 변경되기 때문이다

 

문제에 대한 해결책 - 커넥션 획득하는 방법을 추상화하기

• 자바에서는 javax.sql.DataSource라는 인터페이스를 제공한다
• DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화하는 인터페이스이다
• 이 인터페이스의 핵심 기능은 커넥션 조회 하나이다. 

• 개발자는 DBCP2 커넥션 풀, HikariCP 커넥션 풀의 코드를 직접 의존하는 것이 아니라 DataSource 인터페이스에만 의존하도록 애플리케이션 로직을 작성하면 된다.
• 커넥션 풀 구현 기술을 변경하고 싶으면 해당 구현체로 갈아끼우기만 하면 된다
• DriverManager는 DataSource 인터페이스를 사용하지 않는다. 따라서 DriverManager는 직접 사용해야 한다. 따라서 DriverManager을 사용하다 Datasource 기반의 커넥션 풀을 사용하도록 변경하면 관련 코드를 다 고쳐야 한다. 이런 문제를 해결하기 위해 스프링은 DriverManager도 Datasource를 통해서 사용할 수 있도록 DriverManagerDataSource라는 Datasource를 구현한 클래스를 제공한다
• 이제 애플리케이션 로직은 Datasource인터페이스에만 의존하면 된다. 덕분에 DriverManagerDataSource를 통해 DriverManager를 사용하다가 커넥션 풀을 사용하도록 코드를 변경해도 애플리케이션 로직은 변경하지 않아도 된다

DriverManager을 사용 VS DriverManagerDataSource라는 Datasource를 구현한 클래스를 사용 : 

파라미터 차이 라는 큰 차이가 존재한다. 기존에는 커넥션을 획득할 때마다 URL, USERNAME, PASSWORD 같은 파라미터를 계속 전달해야한다. 반면에 DataSource를 사용하는 방식은 처음 객체 생성했을 때 필요한 파라미터를 넘겨두고 커넥션을 획득할 때는 단순히 datasource.getConnection()만 호출하면 된다

 

설정과 사용의 분리

설정 : DataSource를 만들고 필요한 속성들을 사용해 파라미터 부분을 입력하는 것을 말한다

사용 :  설정은 신경쓰지 않고, DataSource의 getConnection()만 호출해서 사용하면 된다

• DataSource를 사용하면 파라미터 값에 의존하지 않아도 되서 큰 차이를 만들어낸다
• 리포지토리는 DataSOurce만 의존하고, 이런 속성을 몰라도 된다.
• Datasource를 통해 객체를 설정하는 부분과 사용하는 부분을 좀 더 명확하게 분리할 수 있다.

DataSource를 사용하는 장점 중 하나는 DI + OCP : Repository의 코드를 전혀 변경하지 않아도 된다. repository는 datasource의 인터페이스에만 의존하기 때문이다.

 

참고할 점

• 커넥션 풀에서 커넥션을 생성하는 작업은 애플리케이션 실행 속도에 영향을 주지 않기 위해 별도의 쓰레드에서 작동한다. 별도의 쓰레드에서 작동하기 때문에 테스트가 먼저 종료되어 버려, 예제에선 Thread.sleep을 통해 대기시간을 주어 쓰레드 풀에 커넥션이 생성되는 로그를 확인한다.

 

 

출처: 

https://www.inflearn.com/course/%EC%8A%A4%ED%94%84%EB%A7%81-db-1

스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리 | 김영한 - 인프런