[Spring] 커넥션 풀 이해하기

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 연결
   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.

이렇게 커넥션을 새로 만드는 것은 복잡하고 시간도 많이 소모되는 일이다. DB는 물론이고 애플리케이션 서버에서도 TCP/IP 커넥션을 새로 생성하기 위한 리소스를 매번 사용해야 한다. 문제는 사용자가 애플리케이션을 사용할 때, SQL을 실행하는 시간뿐만 아니라 커넥션을 새로 만드는 시간이 추가되기 때문에 결과적으로 응답 속도에 영향을 준다.

데이터베이스마다 커넥션을 생성하는 시간은 다르다.
시스템 상황마다 다르지만 MySQL 계열은 수 ms 정도로 매우 빨리 커넥션을 확보할 수 있다.
반면에 수십 밀리초 이상 걸리는 데이터베이스도 있다.

이런 문제를 한 번에 해결하는 아이디어가 바로 커넥션을 미리 생성해두고 사용하는 커넥션 풀이라는 방법이다. 커넥션 풀은 이름 그래도 커넥션을 관리하는 풀이다.

애플리케이션을 시작하는 시점에 커넥션 풀은 필요한 만큼 커넥션을 미리 확보하여 풀에 보관한다. 서비스 특징과 서버 스펙에 따라 다르겠지만 기본 값은 보통 10개이다.

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

커넥션 풀에 커넥션을 요청하면 커넥션 풀은 자신이 가지고 있는 커넥션 중에 하나를 반환한다. 애플리케이션 로직에서 DB 드라이버를 통해서 매번 새로운 커넥션을 획득하는 것이 아닌, 커넥션 풀을 통해 이미 생성되어 있는 커넥션을 객체 참조로 그냥 가져다 사용하기만 하면 된다.

애플리케이션 로직은 커넥션 풀에서 받은 커넥션을 사용해서 SQL을 데이터베이스에 전달하고 그 결과를 받아서 처리한다. 커넥션을 모두 사용하고 나면 커넥션을 종료하는 것이 아니라, 다음에 다시 사용할 수 있도록 해당 커넥션을 그래도 커넥션 풀에 반환하면 된다.(커넥션을 종료하는 것이 아니라 커넥션이 살아 있는 상태로 커넥션 풀에 반환해야 한다.)

대표적인 커넥션 풀 오픈소스는 commons-dbcp2, tomcat-jdbc pool, HikariCP 등이 있지만, 스프링 부트 2.0 부터는 기본 커넥션 풀 로 hikariCP 를 제공한다. 성능, 사용의 편리함, 안정성 측면에서 이미 검증이 되었기 때문에 커넥션 풀을 사용할 때는 고민하지 않고 hikariCP를 사용하면 된다.