백엔드 개발자라면 멀티쓰레드를 알고 있어야 트래픽이 많은 서버를 잘 다룰 수 있다.
클라이언트가 서버에 요청을 하면,
이런 flow로 실행이 된다.
TCP/IP가 연결 후, 서블릿 객체를 호출한다
호출을 누가할까? 바로 쓰레드이다.
쓰레드란?
- 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행시켜주는 역할을 쓰레드라 한다
- 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행됨.
- 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행이 불가능(main이 없으면 안됨)
- 쓰레드는 한번에 하나의 코드라인만 수행(한번에 하나의 일만 수행할 수 있음)
- 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가 생성
단일요청 - 쓰레드 하나 사용
클라이언트에서 요청이 오면 WAS가 쓰레드를 할당하고 쓰레드가 서블릿 객체를 호출하고 작업한 뒤, 응답을 해준다.
다중 요청 - 쓰레드 하나 사용
- 요청 1을 처리하기 위해 쓰레드를 할당하고 처리중에 지연이 발생했다.
- 요청 2를 처리해야하는데 쓰레드는 이미 요청 1이 사용중이기때문에 요청2는 계속 기다려야한다.
- 그래서 결국 요청 1, 2 모두 죽어버리는 서비스가 되어버린다.
이 문제를 해결할 수 있는 방법 중 가장 단순한 방법으로는 요청 마다 쓰레드를 생성하면 된다.
이렇게 하면 동시 요청을 처리할 수 있고, 하나의 쓰레드에 문제가 발생해도 나머지 쓰레드에 전혀 영향을 주지 않는다.
하지만, 사용자가 요청을 할 때마다 쓰레드를 생성하게 된다면 어떤 문제가 발생할까?
만약 요청이 1만건이 온다고 가정해보자. 쓰레드는 생성에 제한이 없기 떄문에 당연히 CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.
결국은 요청마다 쓰레드를 생성하는 것은 좋은 방법이 아니다.
그래서 쓰레드 풀을 사용해 해결해야한다.
쓰레드 풀(Thread Pool)
동시 요청을 해결 하기 위해 WAS는 쓰레드 풀을 사용한다.
WAS는 쓰레드 풀안에 미리 쓰레드를 만들어 놓고, 요청이 올 때마다 쓰레드 풀에서 갖다 쓰고 사용이 끝나면 쓰레드 풀에 다시 반납을 하는 형식으로 동작한다.
쓰레드 풀 - 요청 마다 쓰레드 생성의 단점 보완
- 특징
- 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리한다.
- 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리한다. 톰캣은 최대 200개 기본설정(변경 가능)
- 사용
- 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용한다.
- 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납한다.
- 최대 쓰레드가 모두 사용중이여서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없으면?
- 기다리는 요청은 거절하거나 특정 숫자만큼만 대기하도록 설정할 수 있다.
- 장점
- 쓰레드가 미리 생성되어 있으므로, 쓰레드를 생성하고 종요하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답시간이 빠르다.
- 생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청은 안전하게 처리할 수 있다.
💡 쓰레드 풀의 실무 Tip
- WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드의 개수이다.
- 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
적정숫자를 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다르기 때문에 성능 테스트를 통해 적정 숫자를 찾아서 튜닝하는 것이 좋다.