★ 동시 요청 - 멀티 쓰레드 정리

백엔드 개발자에게 중요한 지식이니, 자주 찾아봐야겠다!

 

 

클라이언트에서 서버 측으로 요청을 할 경우 아래와 같이 진행된다.

요청이 생길 경우 WAS에서는 서블릿 객체를 호출하는데, 그 역할은 쓰레드가 맡게된다.

쓰레드란?

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드

• 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행

• 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능

• 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행

• 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

 

쓰레드 덕분에 WAS안에서 서블릿 객체를 호출할 수 있게된다. 

처리요청 시, 진행방향은 아래와 같다.

 

단일요청 - 쓰레드 하나사용 에 대한 처리.

 

다중요청 - 쓰레드 하나사용 에 대한 처리.

 

요청마다 쓰레드 생성에 대한 처리.

 

다중 요청에 대한 처리를 가장 원활하게 할 수 있는 방식은 요청마다 쓰레드 생성방식인 것으로 보인다.

하지만 이와 같은 방법은 장단점이 아래와 같이 뚜렷하다. 

 

• 장점

      • 동시 요청을 처리할 수 있다.

      • 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능

      • 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.

• 단점

      • 쓰레드는 생성 비용은 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. (예: 수강신청)

 

 

위와 같은 문제를 해결하기 위해서 보통 WAS들은

쓰레드 풀이란 방식을 사용한다.

 

아래와 같이 일정 개수를 보유한 쓰레드 풀을 생성한 뒤,

요청이 있을 때마다 한개씩 할당하여 실행시킨다.

 

실행이 완료된 쓰레드는 쓰레드풀에 다시 반납되어 재사용이 가능하게 된다.

 

특징과 장점은 아래와 같다.

 

• 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 쓰레드 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 요청을 안전하게 처리한다.

 

 

쓰레드 풀 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 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운

 

• 장애 발생시?

     • 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝

     • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

 

그럼,

쓰레드 풀의 적정 숫자는?

• 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

 

핵심, WAS는 멀티 쓰레드를 지원한다!

WAS의 멀티 쓰레드 지원 핵심

• 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리

• 개발자가 멀티 쓰레드 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