DB Connection Pool에 대해

DB Connection Pooling이란?

스프링이 워낙 추상화가 잘 되어 있다 보니 스프링을 쓰는 사람들은 DB 그거 그냥 쿼리로 부르면 되는 거 아니야? 라고 생각하겠지만,

아무것도 없는 node나 기타 환경에서 개발해본 사람들은 db connection 관련 설정을 한 번쯤은 해 보았을 것이다.

 

애플리케이션이 DB에 접근하기 위해서는 우선 DB와의 connection을 열고 (우선 가야할 길을 닦고) DB에 접근해야 한다. (건물에 들어가야 한다)

 

그런데, 이 길을 닦는 일이 꽤나 비싼 처리여서 (집에서 마트에 가려고 매번 새로 아스팔트를 깔아야 하는 기분이려나)

DB에 접속할 때마다 커넥션을 맺어주는 건 부하가 크게 생길 수 있다.

 

그래서 connection pooling이라는 개념이 등장했는데,

미리 n개의 커넥션을 맺어두고 pool에 넣어 관리한다.

 

그리고 DB에 접근해야 할 일이 있을 때마다 새로 connection을 맺는 게 아닌, 이 pool에 커넥션 하나를 빌려줄 것을 요청한다.

당연히, 다 쓰고 나면 DB 커넥션을 끊어버리는 대신, pool에 다시 반환한다.

 

Connection Pooling; 이미지 출처: IBM

 

이렇게 하면 매번 connection을 생성하고 소멸시키는 것보다 훨씬 빠르게, 그리고 적은 리소스로 DB에 접근할 수 있다.

 

Connection Pool Size

그렇다면, pool에 커넥션을 일단 많이 열어둘수록 병목이 덜 생길 테니 좋은 게 아닐까?

 

아쉽게도, 아니다.

HikariCP wiki에서는 몇 개의 connection을 열어두면 좋을지에 대한 정확한 공식을 제공하고 있다.

https://github.com/brettwooldridge/HikariCP/wiki/About-Pool-Sizing

About Pool Sizing

 

 pool size = Tn x (Cm - 1) + 1

Tn - 최대 Thread 수
Cm - 하나의 Thread에 동시에 열리는 Connection 수 

 

이 공식은 어떻게 나온 걸까?

 

리소스 할당 문제에서 데드락을 방지하기 위해 고안된 수학적 접근 방식이다. 

쉽게 말해, 모든 스레드가 동시에 최대 커넥션을 요구할 때 시스템이 멈추지 않도록 보장하는 방식이다.

여기서 핵심은 '여유 커넥션'을 하나 더 확보하는 것이다. 

각 스레드가 최대로 필요한 커넥션보다 한 개 적은 수를 곱하고, 마지막에 1을 더함으로써 시스템에 최소한의 여유 공간을 만들어낸다.

예를 들어 3개의 스레드가 각각 4개의 커넥션을 필요로 한다면, 이론적으로는 12개의 커넥션이 필요할 것 같다. 

하지만 이 공식에 따르면 10개의 커넥션 풀에 1개의 여유 커넥션을 더해 총 11개를 확보하게 된다.

이렇게 함으로써 모든 스레드가 동시에 최대 커넥션을 사용하더라도 시스템이 Deadlock에 빠지지 않도록 설계된 것이다.