- 일반적인 커넥션
- 데이터베이스 커넥션을 획득할 때는 다음과 같은 복잡한 과정을 거친다.
1. 애플리케이션 로직은 DB 드라이버를 통해 커넥션을 조회한다.
2. DB 드라이버는 DB와 TCP/IP 커넥션을 연결한다. 물론 이 과정에서 3 way handshake 같은 TCP/IP 연결을 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
- 커넥션을 미리 생성해두고 사용하는 커넥션 풀이라는 방법이 다. 커넥션 풀은 이름 그대로 커넥션을 관리하는 풀(수영장 풀을 상상하면 된다.)이다
- 애플리케이션을 시작하는 시점에 커넥션 풀은 필요한 만큼 커넥션을 미리 확보해서 풀에 보관한다. 보통 얼 마나 보관할 지는 서비스의 특징과 서버 스펙에 따라 다르지만 기본값은 보통 10개이다
- 커넥션 풀에 들어 있는 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.
- 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.
- 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 커 넥션을 그대로 커넥션 풀에 반환하면 된다. 여기서 주의할 점은 커넥션을 종료하는 것이 아니라 커넥션이 살 아있는 상태로 커넥션 풀에 반환해야 한다는 것이다.
- DataSource 이해
- 커넥션을 얻는 방법은 앞서 학습한 JDBC DriverManager 를 직접 사용하거나, 커넥션 풀을 사용하는 등 다양한 방법이 존재한다
- 자바에서는 이런 문제를 해결하기 위해 javax.sql.DataSource 라는 인터페이스를 제공한다.
- DataSource 는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화 하는 인터페이스이다.
- 이 인터페이스의 핵심 기능은 커넥션 조회 하나이다. (다른 일부 기능도 있지만 크게 중요하지 않다.)
- DataSource 예제1 - DriverManager
- ConnectionTest - 드라이버 매니저
@Slf4j
public class ConnectionTest {
@Test
void driverManager() throws SQLException {
Connection con1 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
Connection con2 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
log.info("connection={}, class={}", con1, con1.getClass());
log.info("connection={}, class={}", con2, con2.getClass());
}
}
- 스프링이 제공하는 DataSource 가 적용된 DriverManager 인 DriverManagerDataSource
- ConnectionTest - 데이터소스 드라이버 매니저 추가
@Slf4j
public class ConnectionTest {
@Test
void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
//DriverManagerDataSource - 항상 새로운 커넥션 획득
DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
useDataSource(dataSource);
}
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());
}
}
- 기존 코드와 비슷하지만 DriverManagerDataSource 는 DataSource 를 통해서 커넥션을 획득할 수 있다.
- DriverManager 는 커넥션을 획득할 때 마다 URL , USERNAME , PASSWORD 같은 파라미터를 계속 전달해 야 한다. 반면에 DataSource 를 사용하는 방식은 처음 객체를 생성할 때만 필요한 파리미터를 넘겨두고, 커넥션을 획득할 때는 단순히 dataSource.getConnection() 만 호출하면 된다.
- DataSource 예제2 - 커넥션 풀
- ConnectionTest - 데이터소스 커넥션 풀 추가
@Slf4j
public class ConnectionTest {
@Test
void dataSourceConnectionPool() throws SQLException, InterruptedException {
//커넥션 풀링: HikariProxyConnection(Proxy) -> JdbcConnection(Target)
HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
dataSource.setJdbcUrl(URL);
dataSource.setUsername(USERNAME);
dataSource.setPassword(PASSWORD);
dataSource.setMaximumPoolSize(10);
dataSource.setPoolName("MyPool");
useDataSource(dataSource);
Thread.sleep(1000); //커넥션 풀에서 커넥션 생성 시간 대기
}
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());
}
}- HikariCP 커넥션 풀을 사용한다. HikariDataSource 는 DataSource 인터페이스를 구현하고 있다.
- 커넥션 풀 최대 사이즈를 10으로 지정하고, 풀의 이름을 MyPool 이라고 지정했다.
- 커넥션 풀에서 커넥션을 생성하는 작업은 애플리케이션 실행 속도에 영향을 주지 않기 위해 별도의 쓰레드 에서 작동한다. 별도의 쓰레드에서 동작하기 때문에 테스트가 먼저 종료되어 버린다. 예제처럼 Thread.sleep 을 통해 대기 시간을 주어야 쓰레드 풀에 커넥션이 생성되는 로그를 확인할 수 있다.
- 커넥션풀로부터 커넥션을 받아온 것을 확인 할 수 있다.
- 지정한 10개 중 나머지 8개의 커넥션이 커넥션 풀에 생성된 것을 확인 할 수 있다.
- HikariConfig
1. HikariCP 관련 설정을 확인할 수 있다. 풀의 이름( MyPool )과 최대 풀 수( 10 )을 확인할 수 있다.
- MyPool connection adder
1. 별도의 쓰레드 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채우고 있는 것을 확인할 수 있다. 이 쓰레드는 커넥션 풀에 커넥션을 최대 풀 수( 10 )까지 채운다.
2. 그렇다면 왜 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채우는 것일까? 커넥션 풀에 커넥션을 채우는 것은 상대적으로 오래 걸리는 일이다. 애플리케이션을 실행할 때 커넥션 풀을 채울 때 까지 마냥 대기하고 있다면 애플리케이션 실행 시간이 늦어진다. 따라서 이렇게 별도의 쓰레드를 사 용해서 커넥션 풀을 채워야 애플리케이션 실행 시간에 영향을 주지 않는다.
- 커넥션 풀에서 커넥션 획득
1. 커넥션 풀에서 커넥션을 획득하고 그 결과를 출력했다. 여기서는 커넥션 풀에서 커넥션을 2개 획득하고 반 환하지는 않았다. 따라서 풀에 있는 10개의 커넥션 중에 2개를 가지고 있는 상태이다. 그래서 마지막 로그를 보면 사용중인 커넥션 active=2 , 풀에서 대기 상태인 커넥션 idle=8 을 확인할 수 있다.
MyPool - After adding stats (total=10, active=2, idle=8, waiting=0)- DataSource 적용
- MemberRepositoryV1
/*
* JDBC - DataSource 사용, JdbcUtils 사용
* */
@Slf4j
public class MemberRepositoryV1 {
private final DataSource dataSource;
public MemberRepositoryV1(DataSource dataSource) {
this.dataSource = dataSource;
}
public Member save(Member member) throws SQLException {
String sql = "insert into member(member_id, money) values(?,?)";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, member.getMemberId());
pstmt.setInt(2, member.getMoney());
pstmt.executeUpdate(); // 쿼리가 실제 데이터베이스에 실행된다.
return member;
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, null);
}
}
public Member findById(String memberId) throws SQLException {
String sql = "select * from member where member_id = ?";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
ResultSet rs = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
rs = pstmt.executeQuery();
if (rs.next()) {
Member member = new Member();
member.setMemberId(rs.getString("member_id"));
member.setMoney(rs.getInt("money"));
return member;
} else {
throw new NoSuchElementException("member not found memberId=" + memberId);
}
} catch (SQLException e) {
log.info("error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, rs
);
}
}
public void update(String memberId, int money) throws SQLException {
String sql = "update member set money=? where member_id=?";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setInt(1, money);
pstmt.setString(2, memberId);
int resultSize = pstmt.executeUpdate();
log.info("resultSize={}", resultSize);
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, null);
}
}
public void delete(String memberId) throws SQLException {
String sql = "delete from member where member_id=?";
Connection con = null;
PreparedStatement pstmt = null;
try {
con = getConnection();
pstmt = con.prepareStatement(sql);
pstmt.setString(1, memberId);
pstmt.executeUpdate();
} catch (SQLException e) {
log.error("db error", e);
throw e;
} finally {
close(con, pstmt, null);
}
}
private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
JdbcUtils.closeResultSet(rs);
JdbcUtils.closeStatement(stmt);
JdbcUtils.closeConnection(con);
}
private Connection getConnection() throws SQLException {
Connection con = dataSource.getConnection();
log.info("get connection={}, class={}", con,con.getClass());
return con;
}
}- DataSource 의존관계 주입
1. 외부에서 DataSource 를 주입 받아서 사용한다. 이제 직접 만든 DBConnectionUtil 을 사용하지 않 아도 된다.
2. DataSource 는 표준 인터페이스 이기 때문에 DriverManagerDataSource 에서 HikariDataSource 로 변경되어도 해당 코드를 변경하지 않아도 된다.
- JdbcUtils 편의 메서드
1. 스프링은 JDBC를 편리하게 다룰 수 있는 JdbcUtils 라는 편의 메서드를 제공한다.
2. JdbcUtils 을 사용하면 커넥션을 좀 더 편리하게 닫을 수 있다.
- MemberRepositoryV1Test
@Slf4j
class MemberRepositoryV1Test {
MemberRepositoryV1 repository;
@BeforeEach
void beforeEach(){
//기본 DriverManager - 항상 새로운 커넥션을 획득
// DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
//커넥션 풀링
HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
dataSource.setJdbcUrl(URL);
dataSource.setUsername(USERNAME);
dataSource.setPassword(PASSWORD);
repository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
}
@Test
void crud() throws SQLException {
//save
Member member = new Member("memberV1", 10000);
repository.save(member);
//findById
Member findMember = repository.findById(member.getMemberId());
log.info("findMember={}", findMember);
log.info("member == findMember {}", member == findMember);
log.info("member equals findMember {}", member.equals(findMember));
assertThat(findMember).isEqualTo(member);
//update : money : 10000 -> 20000
repository.update(member.getMemberId(), 20000);
Member updateMember = repository.findById(member.getMemberId());
assertThat(updateMember.getMoney()).isEqualTo(20000);
// //delete
repository.delete(member.getMemberId());
Assertions.assertThatThrownBy(() -> repository.findById(member.getMemberId()))
.isInstanceOf(NoSuchElementException.class);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
- DriverManagerDataSource를 사용하게 되면 계속해서 새로운 커넥션이 생성되는 것을 확인할 수 있다.
- 커넥션 풀 사용시 conn0 커넥션이 재사용 된 것을 확인할 수 있다.
- 테스트는 순서대로 실행되기 때문에 커넥션을 사용하고 다시 돌려주는 것을 반복한다. 따라서 conn0 만 사 용된다.
- 웹 애플리케이션에 동시에 여러 요청이 들어오면 여러 쓰레드에서 커넥션 풀의 커넥션을 다양하게 가져가는 상황을 확인할 수 있다.
출처 : 인프런 - 우아한 형제들 기술이사 김영한의 스프링 완전 정복 (스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리)
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