데이터베이스 커넥션 풀(Connection Pool)을 사용하지 않으면 어떤 문제가 발생할 수 있나요?

1. Connection Pool 이란?

 

애플리케이션이 데이터베이스와 통신을 하기 위해서는 Database Connection(데이터베이스 연결)이 필요하다. 

데이터베이스 연결 수명 주기는 아래와 같다. 

 

1. 데이터베이스 드라이버를 사용하여 데이터베이스에 연결하기
2. 데이터 읽기 / 쓰기를 위한 TCP 소켓 열기
3. 소켓을 통한 데이터 읽기 / 쓰기
4. 연결 종료
5. 소켓 닫기

 

 

데이터베이스 연결은 상당히 비용이 많이 드는 작업이다.

따라서, 가능하면 데이터베이스 연결을 최소한으로 줄여야 한다. 

커넥션 풀은 애플리케이션 서버가 시작될 때 미리 일정 수의 데이터베이스 연결을 생성하고,

이를 Pool에 보관하는 기술이다. 

이렇게 미리 생성된 연결들은 클라이언트의 요청이 있을 때 재사용된다.

 

1 - 1. 동작 방식

 

1. 애플리케이션 서버 시작 시 미리 정해진 수의 커넥션을 생성하여 Pool에 저장한다.
2. 클라이언트가 데이터베이스 연결을 요청하면, 풀에서 사용 가능한 커넥션을 제공한다.
3. 클라이언트가 작업을 마치면 해당 커넥션을 풀에 반환한다.

 

2. Connection Pool 의 이점

 

 

커넥션 풀의 가장 큰 장점은 애플리케이션의 성능을 크게 향상시킨다는 점이다. 데이터베이스 연결을 매번 새로 생성하는 대신, 미리 생성된 연결을 재사용함으로써, TCP 연결, 인증 등의 오버헤드를 줄일 수 있다. 또한, 사용 가능한 연결을 즉시 제공함으로써 애플리케이션의 전반적인 응답 시간을 단축시킨다. 결과적으로 자원 사용을 최적화할 수 있는 것이다.

 

3.  Connection Pool 은 무조건 크게 설정하면 좋을까? 

 

커넥션 객체는 메모리를 차지하므로, 불필요하게 많은, 스레드 수 보다 많은 커넥션을 유지하면 메모리 낭비가 발생한다. 따라서, 스레드 풀 크기보다 커넥션 풀 크기가 크면, 사용되지 않는 커넥션이 생겨 실질적으로 메모리만 차지하게 되는 것이다. 반대로 커넥션 풀 사이즈가 스레드 풀 사이즈보다 작으면, 스레드가 커넥션을 기다리는 상황이 발생하니 작업이 원활하지 수행되지 못하게 된다.

커넥션 풀 크기는 애플리케이션의 동시성 수준, CPU 코어 수, 대기 시간 비율 등을 고려하여 최적화된 크기로 결정해야 한다. 

 

References

https://www.maeil-mail.kr/question/88

https://www.baeldung.com/java-connection-pooling

https://velog.io/@mooh2jj/%EC%BB%A4%EB%84%A5%EC%85%98-%ED%92%80Connection-pool%EC%9D%80-%EC%99%9C-%EC%93%B0%EB%8A%94%EA%B0%80