[Spring] HikariCP란?

HikariCP는 자바 애플리케이션에서 데이터베이스와 연결을 효율적으로 관리하기 위한 JDBC Connection Pool 라이브러리입니다.

HikariCP의 기본 개념과 왜 필요한지를 살펴보도록 하겠습니다. 😽

 

HikariCP란?

데이터베이스와 애플리케이션을 연결하는 방법인 JDBC는 요청이 많아지면 비효율적일 수 있습니다!

그 이유는 요청마다 새로운 커넥션을 열고 닫는 비용이 크기 때문입니다.

이 문제를 해결하기 위해 커넥션 풀(Connetion Pool)이라는 개념이 생겼습니다. 미리 여러 개의 커넥션을 만들어두고, 필요할 때 그 커넥션을 사용한 후 반환하는 방식입니다.

HikariCP는 그중에서도 성능이 뛰어난 커넥션 풀(Connetion Pool) 라이브러리입니다.

 

 

왜 HikariCP를 사용하는가?

일반적인 커넥션 풀이 있긴 하지만, HikariCP는 속도와 효율성에서 특히 우수합니다.

기존 커넥션 풀(Connetion Pool) 이 가진 문제점

일반적인 커넥션 풀은 커넥션을 생성하고 관리하지만, 다음과 같은 문제들을 자주 겪습니다.

• 커넥션 생성 및 반환 속도가 느리다.
  커넥션을 열고 닫는 작업 자체가 비싼 작업입니다. 애플리케이션에 요청이 많아지면 새로 커넥션을 생성하고 닫는 과정에서 지연이 발생할 수 있습니다.
• 리소스 낭비
  비효율적인 커넥션 풀이 관리하는 커넥션은 불필요하게 많은 메모리를 사용하거나, 커넥션을 적시에 반환하지 못해 성능 저하를 초래할 수 있습니다.
• 스케일 문제
  트래픽이 급격히 증가하면 풀에서 대기 상태가 늘어나거나, 풀 크기 제한을 넘어서면서 타임아웃과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.

HikariCP의 성능 우수성

HikariCP는 위 문제를 해결할 수 있는 최적화된 설계와 알고리즘을 가지고 있습니다.

• 빠른 커넥션 생성 및 반환
  HikariCP는 매우 효율적인 커넥션 관리 알고리즘을 사용하여 커넥션을 빠르게 생성하고 반환합니다.
  내부적으로 lightweigth object pooling 구조를 사용하기 때문에 불필요한 객체 생성을 최소화하여 속도를 극대화합니다.
  • HikariCP가 커넥션을 생성하고 반환할 때 다른 풀보다 빠른 이유는 내부 구조에서 커넥션을 최적화하여 대기 시간을 줄이기 때문입니다. 예를 들어, 사용 가능한 커넥션을 미리 대기 상태로 준비해 두고, 요청이 들어올 때마다 신속하게 반환합니다.
    또한, `FastList`라는 커스텀 리스트 구조를 사용하여 커넥션을 관리를 최적화합니다. 이 자료구조는 스레드 안전성이 필요하지 않은 단일 스레드 환경에서 빠른 성능을 발휘할 수 있도록 설계되어 있습니다.
• 낮은 메모리 소비
  HikariCP는 매우 가벼운 메모리 사용량으로 알려져 있습니다. 이는 내부적으로 필요한 객체만 생성하고 자원을 적절하게 관리하는 방식을 사용하기 때문입니다. 다른 풀들을 종종 과도한 리소스를 사용하거나, 메모리 누수를 방지하지 못해 성능 저하를 겪는데 HikariCP는 이런 문제를 방지합니다.
  이를 통해 HikariCP는 대규모 트래픽에서도 메모리 사용량을 효율적으로 유지할 수 있으며, Garbage Collection 부담이 적습니다.
• 짧은 대기 시간
  HikariCP는 높은 부하 상황에서도 짧은 대기 시간을 유지합니다. 이는 풀에 커넥션이 고갈되거나 대기 시간이 길어지는 상황을 방지하기 위한 적응형 커넥션 풀 전략을 사용하기 때문입니다.
  예를 들어, 풀 크기를 동적으로 관리하여 요청이 몰릴 때 유연하게 대처할 수 있습니다. 커넥션이 부족할 때 새로운 커넥션을 신속히 생성하고 불필요한 커넥션을 즉시 반환하여 대기 상태를 최소화합니다.

고부하 웹 서비스에서 HikariCP 활용

• 웹 서비스에서의 효율적인 리소스 관리
  많은 트래픽이 몰리는 웹서비스에서는 짧은 시간 동안 다수의 데이터베이스 연결 요청이 발생합니다. 이때 HikariCP는 요청을 빠르게 처리하고 리소스를 효율적으로 재사용해 서버의 성능 저하를 방지합니다. 다른 커넥션 풀은 부하가 급격히 증가하면 대기 시간이 길어지거나 커넥션 타임아웃이 발생할 수 있지만 HikariCP는 안정적인 성능을 유지할 수 있습니다.
  
  •  예를 들어, 전자상거래 사이트나 대규모 사용자 기반의 서비스에서는 데이터베이스 연결 요청이 매우 빈번합니다.
    이러한 상황에서 HikariCP는 다수의 사용자가 동시에 요청을 보내도 빠르게 커넥션을 할당하여 서비스 응답 속도를 높일 수 있습니다.
• 동시성 관리
  HikariCP는 멀티스레딩 환경에서 뛰어난 성능을 발휘합니다. 많은 사용자가 동시에 커넥션을 요청하더라도 내부적으로 스레드를 효과적으로 관리하여 성능 저하를 방지합니다.
  이를 통해 대규모 애플리케이션에서도 안정적인 동시성 처리르 보장할 수 있습니다.

HikariCP는 성능과 효율성 면에서 특히 뛰어난 커넥션 풀이며 대규모 트래픽이 요구되는 웹 서비스에서도 안정적으로 작동합니다.
빠른 커넥션과 생성과 반환, 적은 메모리 소비, 동시성 처리에서 강점을 가지고 있어 많은 개발자들이 선택하는 이유가 됩니다.

 

 

HikariCP 설정 예시

HikariConfig config = new HikariConfig();
config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");
config.setUsername("root");
config.setPassword("password");

HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);

이 코드는 HikariConfig를 사용해 MySQL 데이터베이스에 연결하는 가장 기본적인 설정을 보여줍니다.

HikariConfig 객체 생성

HikariConfig config = new HikariConfig();

• HikariConfig는 HikariCP의 설정 정보를 담는 객체입니다.
  커넥션 풀의 동작 방식과 데이터베이스 연결 정보를 설정하는 데 사용됩니다. 이 객체는 HikariCP가 효율적으로 커넥션을 관리할 수 있도록 필요한 설정을 제공합니다.
• HikariConfig()는 기본 생성자로 필요에 따라 설정을 추가할 수 있는 다양한 메서드를 제공하고 있습니다.

JDBC URL 설정

config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://localhost:3306/mydb");

• JDBC URL은 HikariCP가 데이터베이스에 연결하기 위한 필수 정보입니다. 각 데이터베이스는 고유한 JDBC URL 형식을 가지고 있으며, 이 예시에서는 MySQL 데이터베이스를 가리키고 있습니다.
  • `jdbc:mysql://localhost:3306/mydb`: URL은 로컬 서버의 3306 포트에서 실행 중인 MySQL 데이터베이스에 연결합니다.
  • `mydb`: 연결하려는 MySQL 데이터베이스의 이름입니다. 이 값을 사용자가 연결하려는 실제 데이터베이스 이름으로 바꿔야 합니다.
• HikariCP는 JDBC URL을 통해 데이터베이스에 접속하고 커넥션을 관리하기 때문에 정확한 URL 구성이 필요합니다. 데이터베이스 종류에 따라 URL 형식이 달라질 수 있습니다.

데이터베이스 사용자 정보 설정

config.setUsername("root");
config.setPassword("password");

• `setUsername("root")`: 데이터베이스에 접속하기 위한 사용자 계정입니다. root는 MySQL에서 기본 관리자 계정이지만 실제 애플리케이션 환경에서는 별도의 사용자 계정을 사용하는 것이 보안적으로 더 안전합니다.
• `setPassword("password")`:  해당 계정의 비밀번호를 설정합니다. 이 정보는 데이터베이스에 접근할 수 있는 권한을 확인하는 데 사용됩니다.

이 두 메서드는 HikariCP가 데이터베이스와의 인증을 처리하기 위해 필요한 설정입니다.

HikariDataSource 객체 생성

HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);

• `HikariDataSource`는 `HikariConfig` 설정을 기반으로 커넥션 풀을 관리하는 객체입니다.
  이 객체는 데이터베이스와의 커넥션을 풀링(pooling)하여 효율적으로 관리하고 필요할 때마다 재사용할 수 있도록 합니다.
• `HikariDataSource`를 통해 애플리케이션은 데이터베이스와 연결을 맺고 SQL 쿼리를 실행할 수 있게 됩니다.

HikariDataSource는 javax.sql.DataSource 인터페이스를 구현하고 있기 때문에, 일반적인 JDBC DataSource로 사용할 수 있습니다. 이를 통해 애플리케이션은 HikariCP를 투명하게 사용할 수 있습니다.

 

주요 설정 옵션

HikariCP는 기본 설정만으로 높은 성능을 보장하지만 상황에 따라 여러 가지 추가 설정을 적용할 수 있습니다.

• Connection Timeout: 커넥션을 얻기 위해 대기할 최대 시간. 기본값은 30초입니다.

config.setConnectionTimeout(30000);  // 30초

• Maximum Pool Size: 풀에 생성될 수 있는 커넥션 최대 개수입니다. 기본값은 10개로 설정되어 있습니다.

config.setMaximumPoolSize(10);

• Idle Timeout: 유후 상태의 커넥션이 얼마나 오랫동안 풀에 유지될 수 있는지 설정하는 옵션입니다. 이 시간이 지나면 해당 커넥션은 풀에서 제거됩니다.

config.setIdleTimeout(600000);  // 10분

• Minumum Idle: 풀에서 항상 유지할 최소 유후 커넥션 개수입니다. 설정된 값보다 적으면 HikariCP가 자동으로 커넥션을 추가합니다.

config.setMinimumIdle(5);

이런 설정들을 통해 HikariCP 커넥션 풀이 애플리케이션의 부하에 맞춰 동작할 수 있도록 최적화할 수 있습니다.

 

 

 

💡 HikariCP는 대규모 트래픽을 처리해야 하는 애플리케이션에서 자주 사용되며, 성능과 자원 효율성을 높이고자 할 때 탁월한 선택입니다.