[SPRING] 동시 요청 - 멀티 쓰레드
들어가기 전에…
위와 같이 클라이언트가 요청을 하면 tcp/ip 커넥션을 맺고, 서블릿을 호출해준다.
이때, 서블릿을 누가 호출할까?
쓰레드
- 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것을 쓰레드라고 한다.
- 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행된다.
- 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능하다.
- 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행한다.
- 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성한다.
쓰레드 하나 사용
단일 요청
- 클라이언트의 요청이 오면,
- 쓰레드를 할당하여 서블릿을 호출한다.
- 서블릿이 응답하고 난 뒤에 쓰레드는 휴식 상태가 된다.
다중 요청
- 클라이언트에게서 요청1이 들어왔을 때, 서블릿에서 처리가 지연되어 쓰레드를 계속 잡고 있다고 가정하자.
- 이때 다른 클라이언트에게 요청2가 들어온다면,
- 단일 쓰레드가 요청1을 처리중이기 때문에 요청2는 쓰레드를 대기한다.
- 위 상황에서 요청1과 요청2 모두 지연되다가 timeout이 발생할 수 있다.
요청 마다 쓰레드 생성
- 위 상황과 마찬가지로 요청1이 지연이 되고 있을 때, 요청 2가 들어온다고 하자.
- 요청2가 들어왔을 때 신규 쓰레드를 생성한다면,
- 해당 쓰레드가 서블릿을 호출함으로써 요청2에 대한 응답2는 무사히 전달될 수 있다.
- 사용한 쓰레드는 kill 한다.
장단점
장점
- 동시 요청을 처리할 수 있다.
- 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때까지 처리 가능
- 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.
단점
- 쓰레드는 생성 비용이 매우 비싸다.
- 고객의 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.- 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다.
- 쓰레드 생성에 제한이 없다.
- 고객 요청이 너무 많이 오면 CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.
쓰레드 풀
- 요청이 올 때마다 쓰레드 풀에서 쓰레드를 가져다 사용한다.
- 사용한 쓰레드는 풀에 다시 반납한다.
- 쓰레드 풀에 쓰레드가 없다면 대기를 받거나 거절할 수 있다.
- 쓰레드를 생성하고 죽이는게 아니라, 빌려쓰고 반납하는 방식
특징
- 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다.
- 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본 설정 (변경 가능)
사용
- 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 풀에서 꺼내서 사용한다.
- 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
- 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면?
- 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다.
장점
- 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠르다.
- 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.
실무 팁 💡
- WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.
- 이 값을 너무 낮게 설정하면?
- 동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만 클라이언트는 금방 응답 지연 - 이 값을 너무 높게 설정하면?
- 동시 요청이 많으만, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운 - 장애 발생시?
- 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
- 클라우드가 아니면 열심히 튜닝
쓰레드 풀의 적정 숫자
- 적정 숫자는 어떻게 찾나요?
- 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다름
- 성능 테스트
- 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트 시도
- 툴: 아파치 ab, 제이미터, nGrinder
WAS의 멀티 쓰레드 지원
핵심
- 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리
- 개발자가 멀티 쓰래드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨
- 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발
- 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용
💛 개인 공부 기록용 블로그입니다. 👻