동시 요청 - 멀티 쓰레드 (쓰레드 풀)

쓰레드

• 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것은 쓰레드
• 자바 메인 메서드를 처음 실행하면 main이라는 이름인 쓰레드가 실행
• 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션 실행 불가능
• 쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행
• 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성

쓰레드가 하나면 하나의 쓰레로 여러명이 사용을 해야하기 때문에 첫 번째 클라이언트가 쓰레드를 사용하다 오류가 나면 계속해서 밀리게 된다.

 

해결하는 방안은 요청마다 쓰레드를 생성해주면 된다.

클라이언트의 요청이 있을 때마다 쓰레드를 새로 만들어주면 고유의 쓰레드를 만들고 요청이 끝나면 쓰레드를 없애면 된다.

 

요청마다 쓰레드 생성의 장단점

 

장점

• 동시 요청 처리 가능
• 리소스가(CPU, 메모리)가 허용될 때까지 처리가능
• 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작

단점

• 쓰레드 생성 비용이 비쌈 (고객의 요청이 올 때마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 느려짐)
• 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생
• 쓰레드 생성에 제한이 없음 (고객 요청이 너무 많으면 CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 가능성)

 

쓰레드 풀

요청 마다 쓰레드 생성하는 쓰레드 활용의 단점을 보완

 

 

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 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용
• 다 사용하면 쓰레드 풀에 반납
• 최대 쓰레드가 모두 사용중이어서 쓰레드 풀에 쓰레드가 없다면 기다리는 요청은 거절하거나 대기열을 만들어서 대기시킴

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 요청은 안전하게 처리할 수 있다.

 

쓰레드 풀 실무에서 활용

- WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.

 

- 이 값을 너무 낮게 설정하면?

• 동시 요청이 너무 많으면 서버 리소스는 여유롭지만 클라이언트는 계속해서 대기만 하게 됨

 

- 이 값을 너무 높게 설정하면?

• 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버가 다운된다.

 

- 장애 발생시?

• 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
• 클라우드가 아니면 바로 튜닝

 

쓰레드 풀의 개수인 최대 쓰레드를 적절하게 설정하는 것이 중요하다.

 

 

쓰레드 풀의 적정 숫자

- 애플리케이션 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다름

- 성능 테스트

• 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트를 시도해 봐야한다.
• 성능 테스트 툴 : 아파치 ab, 제이미터, nGrinder

 

 

WAS의 멀티 쓰레드 지원의 핵심

• 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리해줌
• 개발자가 멀티 쓰레드 관련해서의 코드는 처리하지 않아도 됨
• 개발자는 싱글 쓰레드를 프로그래밍을 하는 것처럼 편한 소스 코드를 개발해도 됨
• 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용해야 함