[스프링 MVC 3] 웹 애플리케이션 이해: 동시 요청 - 멀티 쓰레드

 

TCP/IP 커넥션 연결>서블릿 객체 호출

서블릿 객체는 쓰레드가 호출한다!

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• 쓰레드: 애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것
  • 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

 

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• 단일 요청 - 쓰레드 하나 사용

단일 요청 - 쓰레드 하나 사용

• 요청1이 오면 쓰레드를 할당하고,. 이 쓰레드를 가지고 서블릿 코드를 실행한다.
• 응답까지 되고나면 쓰레드 휴식

 

 

• 다중 요청 - 쓰레드 하나 사용

• 요청1이 오면 쓰레드를 할당하고, 이 쓰레드를 가지고 서블릿 코드를 실행한다.
• 요청1 처리가 지연되는 와중에 요청2가 오고, 요청2는 쓰레드를 쓰지못하여 기다려야 한다.
• 요청1,2 둘 다 죽는다. (타임아웃, 오류발생)

→쓰레드를 생성하면 해결된다!

 

 

• 요청 마다 쓰레드 생성

• 요청2가 오면(요청이 올때마다 신규 쓰레드 생성) 쓰레드 생성
• 이 쓰레드를 가지고 서블릿 코드 실행 후, 응답까지 되고나면 이 쓰레드는 날린다.

 

• 요청 마다 쓰레드 생성
  • 장점
    • 동시 요청을 처리할 수 있다
    • 리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가능
    • 하나의 쓰레드가 지연 되어도, 나머지 쓰레드는 정상 동작
  •  단점
    • 쓰레드는 생성 비용이 매우 비싸다
      • 고객의 요청이 올 때 마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
    • 쓰레드는 컨텍스트 스위칭 비용이 발생한다. (쓰레드가 많아질수록 이 비용이 커진다.)
    • 쓰레드 생성에 제한이 없다
      • 고객 요청이 너무 많이 오면, CPU, 메모리 임계점을 넘어서 서버가 죽을 수 있다.

→쓰레드풀로 단점 보완!

 

 

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• 쓰레드 풀
  • 쓰레드풀은 말그대로 쓰레드들이 있는 풀장(?), 쓰레드들을 미리 만들어 놓은 곳이다.

• 요청1, 2가 오면, 쓰레드풀한테 쓰레드를 요청한다.
• 만약 쓰레드가 200개라고 가정하면, 2개를 가져다써서 198개가 된다. 쓰레드 두개의 사용이 다 끝나면, 이 쓰레드를 쓰레드풀에 다시 반납하고, 쓰레드풀에는 쓰레드가 다시 200개가 된다. (빌려쓰고 다시 가져다놓는)

 

 

쓰레드 대기, 거절

• 서버가 최대 200개라고 설정을 해뒀는데,  200개보다 더 많은 요청이 오면, 대기하거나 거절
• 201개째 요청이 와서 쓰레드 풀에 쓰레드를 요청해도, 200개가 동시에 처리되고있으니 쓰레드가 없다. → 대기하거나 거절
  • 대기: 200개가 계속 사용중이진 않을테니, 쓰레드 한개가 돌아오면, 대기했던 사람이 와서 다시 요청할 수 있다.
  • 예) 10개까진 대기를 받는다 설정 가능 (11개부턴 거절)

 

 

• 특징
  • 필요한 쓰레드를 쓰레드 풀에 보관하고 관리
  • 쓰레드 풀에 생성 가능한 쓰레드의 최대치를 관리. 톰캣은 최대 200개 기본 설정 (변경 가능)
•  사용
  • 쓰레드가 필요하면, 이미 생성되어 있는 쓰레드를 쓰레드 풀에서 꺼내서 사용. 사용을 종료하면 쓰레드 풀에 해당 쓰레드를 반납.
  • 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 요청은 안전하게 처리할 수 있다.

 

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• 실무 팁
  • WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드(max thread) 수이다.
    
    • 이 값을 너무 높게 설정하면? 동시 요청이 많으면, CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버 다운 (서버가 죽으면 복구가 쉽지않다.)
    • 이 값을 너무 낮게 설정하면?  동시 요청이 많으면, 서버 리소스는 여유롭지만, 클라이언트는 금방 응답 지연
    • 예) 최대쓰레드 10개 설정했다(서버가 동시에 10개의 요청만 처리 가능)치면, 동시에 100개의 요청이 올 경우 10개만 실행중이고 90개는 기다린다.(응답지연) 요청만 계속 쌓이고 정상실행되는건 10개 뿐일 것이다. 근데 CPU 사용량이 5%밖에 안된다.(서버를 그만큼 더 썼다면 돈도 낭비된 것)   
  •  장애 발생시?
    • 클라우드면 일단 서버부터 늘리고, 이후에 튜닝
    • 클라우드가 아니면 열심히 튜닝

• 쓰레드 풀의 적정 숫자는 어떻게 찾을까?
  • 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

 

 

• WAS의 멀티 쓰레드 지원
  • 멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리
  • 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됨
    • 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발
  • 어쨌든 멀티 쓰레드 환경이므로 싱글톤 객체(서블릿, 스프링 빈)는 주의해서 사용

 

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[스프링 MVC 2] 웹 애플리케이션 이해: 서블릿 (tistory.com)

[스프링 MVC 2] 웹 애플리케이션 이해: 서블릿