스프링 DB 1편 - 데이터 접근 핵심 원리 (2)

커넥션풀과 데이터소스 이해

커넥션 풀 이해

 

데이터베이스 커넥션을 획득할 때는 복잡한 과정을 거친다.

1. 애플리케이션 로직은 DB 드라이버를 통해 커넥션을 조회한다.

2. DB 드라이버는 DB와 TCP/IP 커넥션을 연결한다.

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 완료 되었다는 응답을 보낸다.

6. DB 드라이버 커넥션 객체를 생성해서 클라이언트에 반환한다.

 

커넥션을 새로 만드는 것은 과정도 복잡하고 시간도 많이 소모되는 일이다.

이런 문제를 해결하기 위해 커넥션 풀이라는 방법이 있다.

커넥션풀은 커넥션을 관리하는 풀이다.

 

 

애플리케이션을 시작하는 시점에 커넥션 풀은 필요한 만큼 커넥션을 미리 확보해서 풀에 보관한다.

커넥션 풀에 들어 있는 커넥션은 TCP/IP로 DB와 커넥션이 연결되어 있는 상태이기 때문에 언제든지 즉시 SLQ을 DB에 전달할 수 있다.

 

 

애플리케이션 로직에서는 커넥션 풀을 통해 이미 생성되어 있는 커넥션을 객체 참조로 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 커넥션을 그대로 커넥션 풀에 반환하면 된다.

 

대표적인 커넥션 풀 오픈 소스는 commons-dbcp2 , tomcat-jdbc pool , HikariCP 등이 있다.

최근에는 스프링 부트 2.0 부터는 기본 커넥션 풀로 hikariCP를 제공한다.

 

DataSource 이해

JDBC로 개발한 애플리케이션 처럼 DriverManager를 통해서 커넥션을 획득하다가 커넥션 풀을 사용하는 방법으로 변경하면 커넥션을 획득하는 애플리케이션 코드도 함께 변경해야한다. 의존관계가 DrvierManager에서 HikariCP로 변경되기때문이다. 자바에서는 이런 문제를 해결하기 위해 java.sql.DataSource라는 인터페이스를 제공한다.

DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화 하는 인터페이스이다.

 

대부분 커넥션 풀은 DataSource 인터페이스를 이미 구현해두었다. 개발자는 DBCP2 커넥션 풀 , HikariCP 커넥션풀의 코드를 직접 의존하는 것이 아니라 DataSource 인터페이스만 의존하도록 애플리케이션 로직을 작성하면 된다.

DriverManager는 DataSource 인터페이스를 사용하지 않는다. 이런 문제를 해결하기 위해 스프링은 DriverManager도 DataSource를 통해서 사용할 수 있도록 DriverManagerDataSource라는 DataSource를 구현한 클래스를 제공한다.

 

DataSource 예제

@Test
void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
    //DriverManagerDataSource - 항상 새로운 커넥션을 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());
    }

 

DriverManagerDataSource는 DataSource 를 통해서 커넥션을 획득할 수 있다.

DriverManager는 커넥션을 획득할 때 마다 URL, USERNAME , PASSWORD 같은 파라미터를 계속 전달해야한다.

반면에 DataSource를 사용하는 방식은 처음 객체를 생성할 때만 필요한 파라미터를 넘겨두고, 커넥션을 획득할 때는 단순히 dataSoruce.getConnection()만 호출하면 된다.

 

설정과 분리

설정: DataSource를 만들고 필요한 속성들을 사용해서 URL, PASSWORD , USERNAME 같은 부분을 입력하는 것을 말한다. 

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

 

Repository는 DataSource만 의존하고, 이런 속성을 몰라도 된다.

애플리케이션을 개발해보면 보통 설정은 한 곳에서 하지만, 사용은 수 많은 곳에서 하게 된다.

 

DataSource 예제

@Test
void dataSourceConnectionPool() throws SQLException, InterruptedException {
    //커넥션 풀링
    HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
    dataSource.setJdbcUrl(URL);
    dataSource.setUsername(USERNAME);
    dataSource.setPassword(PASSWORD);
    dataSource.setMaximumPoolSize(10);
    dataSource.setPoolName("MyPool");

    useDataSource(dataSource);
    Thread.sleep(1000);

}

 

HikariCP 커넥션 풀을 사용한다. HikariDataSource는 DataSource 인터페이스를 구현하고 있다.

커넥션 풀 최대 사이즈를 10으로 지정하고, 풀의 이름을 MyPool 이라고 지정했다.

 

 

별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채우고 있는 것을 확인할 수 있다.

별도의 쓰레드를 사용하는 이유는 애플리케이션을 실행할 때 커넥션 풀을 채울 때 까지 마냥 대기하고 있다면 애플리케이션 실행 시간이 늦어진다. 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀을 채워야 애플리케이션 실행 시간에 영향을 주지 않는다.

 

DataSource 적용

private final DataSource dataSource;

public MemberRepositoryV1(DataSource dataSource) {
    this.dataSource = dataSource;
}

private Connection getConnection() throws SQLException {
    Connection con = dataSource.getConnection();
    log.info("get connection={} class={}",con, con.getClass());
    return con;
}

private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
    JdbcUtils.closeResultSet(rs);
    JdbcUtils.closeStatement(stmt);
    JdbcUtils.closeConnection(con);
}

 

외부에서 DataSource를 주입받아서 사용한다.

JdbcUtils 메서드

스프링은 JDBC를 편리하게 다룰 수 있는 JdbcUtils라는 편의 메서드를 제공한다.

JdbcUtils를 사용하면 커넥션을 좀 더 편리하게 닫을 수 있다.

 

package hello.jdbc.repository;

import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import hello.jdbc.domain.Member;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.junit.jupiter.api.BeforeEach;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.jdbc.datasource.DriverManagerDataSource;

import java.sql.SQLException;
import java.util.NoSuchElementException;

import static hello.jdbc.connection.ConnectionConst.*;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThat;
import static org.assertj.core.api.Assertions.assertThatThrownBy;

@Slf4j
class MemberRepositoryV1Test {

    MemberRepositoryV1 repository;

    @BeforeEach
    void beforeEach() {
        //기본 DriverManager - 항상 새로운 커넥션을 획득
//        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);
//        repository = new MemberRepositoryV1(dataSource);

        //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("memberV100", 10000);
        repository.save(member);

        //findById
        Member findMember = repository.findById(member.getMemberId());
        log.info("findMember={}", 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());
        assertThatThrownBy(() -> repository.findById(member.getMemberId()))
                .isInstanceOf(NoSuchElementException.class);

        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

 

 

커넥션 풀 사용시 conn0 커넥션이 재사용된 것을 확인할 수 있다.

테스트는 순서대로 실행되기 때문에 커넥션을 사용하고 다시 돌려주는 것을 반복한다. 

그래서 conn0만 사용된다.

 

DI

DriverManagerDataSource -> HikariDataSource 로 변경해도 MemberRepositoryV1의 코드는 전혀 변경하지 않아도 된다.

MemberRepositoryV1는 DataSource 인터페이스만 의존하기 때문이다.

이것이 DataSource를 사용하는 장점이다 ( DI + OCP )

 

 

 

 

출처

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