데이터베이스 커넥션 풀 (Connetion Pool, DBCP)

커넥션 풀

커넥션 풀(Connection Pool)은 애플리케이션과 데이터베이스 간의 데이터베이스 연결(Connection)을 미리 생성해두고, 이를 재사용하는 기법을 말합니다. 데이터베이스에 접근할 때마다 새로운 연결을 생성하고 종료하는 대신, 미리 준비된 연결을 재사용함으로써 성능을 향상시키고 자원 사용을 최적화할 수 있습니다.

 

커넥션 풀의 주요 구성 요소

초기 풀 크기(Initial Pool Size), 최소 풀 크기(Minimum Pool Size), 최대 풀 크기(Maximum Pool Size), 연결 대기 시간(Connection Timeout)

 

데이터베이스 커넥션의 생애주기 :

1. 데이터베이스 드라이버를 사용하여 데이터베이스에 연결
2. 데이터 읽기/쓰기를 위한 TCP 소켓 열기
3. 소켓을 통한 데이터 읽기/쓰기
4. 연결 종료
5. 소켓 닫기

 

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

 

커넥션 풀 초기화

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

 

커넥션 풀의 연결 상태

 

커넥션 풀 사용 1

• 애플리케이션 로직에서 이제는 DB 드라이버를 통해서 새로운 커넥션을 획득하는 것이 아니다.
• 이제는 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

 

커넥션 풀 사용 2

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

 

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
• SpringBoot 2.0부터는 기본 커넥션 풀로 hicariCP 제공한다.

 

그럼 커넥션 풀 사이즈는 클 수록 좋나요?

커넥션을 사용하는 주체는 스레드(Thread)이기 때문에, 커넥션과 스레드를 연결지어 생각해야 합니다. 만약 커넥션 풀 사이즈가 스레드 풀 사이즈보다 크면, 스레드가 모두 사용하지 못해서 리소스가 낭비됩니다. 반대로 커넥션 풀 사이즈가 스레드 풀 사이즈보다 작으면, 스레드가 커넥션이 반환되기를 기다려야 하기 때문에 작업이 지연됩니다.

커넥션 풀 사이즈와 스레드 풀 사이즈의 균형이 맞더라도, 너무 큰 사이즈로 설정하면, 데이터베이스 서버, 애플리케이션 서버의 메모리와 CPU를 과도하게 사용하게 되므로 성능이 저하됩니다.

Connection Pool 코드

Connection conn = null;
PreparedStatement  pstmt = null;
ResultSet rs = null;

try {
    sql = "SELECT * FROM T_BOARD"

    // 1. 드라이버 연결 DB 커넥션 객체를 얻음
    connection = DriverManager.getConnection(DBURL, DBUSER, DBPASSWORD);

    // 2. 쿼리 수행을 위한 PreparedStatement 객체 생성
    pstmt = conn.createStatement();

    // 3. executeQuery: 쿼리 실행 후
    // ResultSet: DB 레코드 ResultSet에 객체에 담김
    rs = pstmt.executeQuery(sql);
    } catch (Exception e) {
    } finally {
        conn.close();
        pstmt.close();
        rs.close();
    }
}

 

DataSource

커넥션을 획득하는 방법을 추상화한 인터페이스

 

핵심 기능은 커넥션 조회

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

 

 

 

 

참고 자료

- 김영한 스프링 DB 1편