Spring Boot Application의 DB의 연결과 커넥션 풀(HikariCP)

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Spring Boot Application과 DB 연결

Spring Boot 애플리케이션이 데이터베이스와 연결되는 과정은 일반적으로 애플리케이션이 시작될 때, 즉 애플리케이션이 초기화될 때 발생합니다. 이때 Spring Boot는 DB 연결을 설정하고, 애플리케이션이 실행될 준비가 되면 클라이언트 요청을 처리하기 위해 DB와의 연결을 사용할 수 있습니다.

1. 애플리케이션 시작 시 DB 연결 설정

• Spring Boot는 @SpringBootApplication 어노테이션이 적용된 클래스를 실행할 때, DataSource 설정을 로드하고, 데이터베이스 연결을 설정합니다.
• 이 연결은 Spring Boot의 자동 구성(Auto Configuration)을 통해 처리되며, HikariCP(기본 커넥션 풀)을 사용하여 DB 연결을 관리합니다.

2. 데이터베이스와 연결 후 요청 처리

• 애플리케이션이 시작되고 DB 연결이 성공적으로 이루어지면, 클라이언트가 보내는 HTTP 요청에 대해 처리할 준비가 됩니다.
• 각 요청에 대해 JPA(Java Persistence API)나 JDBC를 사용하여 데이터베이스와 쿼리 요청을 주고받습니다.

3. 요청 시 DB 쿼리 실행

• 클라이언트가 HTTP 요청을 보내면, Spring Boot 애플리케이션은 해당 요청에 대응하는 컨트롤러 메서드를 실행합니다.
• 이때 **서비스 계층(Service Layer)**에서 DB에 쿼리를 보내는 작업을 하게 되며, DB에서 데이터를 가져오거나, 데이터를 수정하는 등의 작업을 수행합니다.
• DB 연결은 자동 커넥션 풀링을 통해 재사용되며, 필요한 경우 새로운 커넥션을 설정합니다.

4. DB 연결 종료

• 애플리케이션 종료 시, Spring Boot는 **@PreDestroy**나 @Bean으로 등록된 콜백 메서드를 통해 DB 커넥션을 종료하고, 자원을 해제합니다.

이러한 과정은 Spring Boot의 자동화된 설정에 의해 대부분 관리되며, 개발자는 데이터베이스와의 연결을 위한 구체적인 설정을 직접 신경 쓸 필요 없이, 설정 파일을 통해 간단하게 연결 정보를 제공하고 애플리케이션을 실행할 수 있습니다.

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HikariCP란?

HikariCP는 Java 데이터베이스 커넥션 풀(Connection Pool) 중 하나로, 데이터베이스와 애플리케이션 간의 연결을 효율적으로 관리하고 최적화하는 라이브러리입니다. Spring Boot에서는 기본적으로 HikariCP를 사용하여 DB 연결을 관리합니다.

1. 커넥션 풀 (Connection Pool)

• 커넥션 풀은 데이터베이스에 대한 연결을 미리 만들어 놓고 필요할 때마다 가져다 쓰는 방식입니다. 이를 통해 매번 새 연결을 생성하고 종료하는 오버헤드를 줄여 성능을 개선할 수 있습니다.

• 커넥션 풀은 애플리케이션과 데이터베이스 간의 커넥션을 재사용하는 방식으로 성능을 극대화하며, 여러 사용자가 동시에 데이터베이스에 접근할 수 있게 도와줍니다.

• 자동 커넥션 풀 관리: 애플리케이션에서 요청이 들어올 때마다 HikariCP는 커넥션 풀에서 사용 가능한 커넥션을 제공하며, 요청이 끝나면 커넥션을 풀에 반환합니다.

3. HikariCP의 동작

• 애플리케이션이 시작되면 HikariCP는 지정된 데이터베이스와의 커넥션을 일정 수 생성합니다.
• 클라이언트가 데이터베이스에 접근하려면 HikariCP에서 커넥션을 가져오고, 작업이 끝난 후에는 다시 풀로 반환됩니다.
• 필요 시 HikariCP는 풀에서 새로운 커넥션을 생성하거나, 커넥션이 충분히 남지 않으면 커넥션 수를 늘려주는 방식으로 동작합니다.

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HikariCP 디폴트 연결 수 및 적정 값 설정

1. 디폴트 커넥션 풀 설정

• HikariCP의 기본 설정에서 최대 커넥션 수는 10입니다. 즉, 기본적으로 애플리케이션이 실행될 때 HikariCP는 최대 10개의 커넥션을 풀에 유지하며, 데이터베이스와의 연결을 관리합니다.
• 최소 커넥션 수는 기본적으로 10으로 설정되어 있지만, 풀의 크기가 줄어들지 않도록 관리됩니다.

디폴트 설정:

• maximumPoolSize: 10 (최대 커넥션 수)
• minimumIdle: 10 (최소 커넥션 수)

2. 적정 커넥션 수 설정

커넥션 풀의 적정 크기는 여러 가지 요인에 따라 달라지며, 설정 시 다음과 같은 요소들을 고려해야 합니다:

• 서버의 성능: 서버의 CPU, 메모리, 네트워크 대역폭에 따라 적정 커넥션 수는 달라집니다. 서버가 처리할 수 있는 최대 커넥션 수를 넘어서는 커넥션을 생성하면 서버의 성능 저하나 연결 실패가 발생할 수 있습니다.
• 동시 사용자 수: 애플리케이션에 동시 요청을 보내는 사용자의 수에 따라 커넥션 풀의 크기를 조정해야 합니다. 동시 요청이 많을 경우, 풀의 크기를 늘려야 합니다.
• 데이터베이스의 처리 능력: 데이터베이스가 동시에 처리할 수 있는 연결 수를 고려해야 합니다. 너무 많은 커넥션을 데이터베이스에 생성하면, DB 자체의 성능 문제가 발생할 수 있습니다.

권장 사항:

• 일반적으로 최대 커넥션 수는 서버 성능과 데이터베이스의 처리 능력에 맞춰 설정해야 합니다.
• 초과 설정된 커넥션 수는 성능 저하를 초래할 수 있으며, 과도한 연결로 인해 리소스 낭비나 데이터베이스 과부하가 발생할 수 있습니다.
• 예를 들어, 웹 애플리케이션에서 하루 수천 건의 요청이 처리되는 시스템이라면, 커넥션 풀의 크기를 20~50개로 설정하는 것이 적정할 수 있습니다. 실제 부하 테스트를 통해 최적의 커넥션 수를 조정하는 것이 좋습니다.

3. HikariCP 커넥션 풀 관련 주요 설정

HikariCP에서는 다음과 같은 설정을 통해 커넥션 풀의 크기를 조정할 수 있습니다:

• maximumPoolSize: 풀에서 유지할 최대 커넥션 수 (기본값: 10)
• minimumIdle: 최소로 유지할 유휴 커넥션 수 (기본값: 10)
• idleTimeout: 커넥션이 유휴 상태로 유지될 최대 시간 (기본값: 600,000ms / 10분)
• connectionTimeout: 커넥션을 가져올 때의 최대 대기 시간 (기본값: 30,000ms / 30초)

적절한 커넥션 수와 기타 설정을 통해 애플리케이션의 성능을 최적화할 수 있습니다.