[DB 접근 기술] 커넥션 풀과 데이터 소스 이해 - DataSource 이해

DataSource 이해

커넥션을 얻는 방법은 다양하다. 
JDBC DriverManager로 신규 커넥션을 생성하거나, HikariCP등의 커넥션 풀을 사용해도 된다. 
만약 JDBC DriverManager를 통해 커넥션을 획득하다가, 커넥션 풀을 사용하는 방법으로 변경하려면 어떻게 해야 될까?

의존관계가 DriverManager에서 커넥션 풀로 변경되었으므로 애플리케이션 코드도 함께 변경해야 한다. 둘의 사용법이 다르기 때문이다.

하지만 자바는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화하였다.

자바는 javax,sql.DataSource라는 표준 인터페이스를 제공한다.
이 DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화 하는 인터페이스다. 핵심 기능은 커넥션 조회뿐이다.

public interface DataSource {
 Connection getConnection() throws SQLException;
}

따라서 개발자는 DBCP2 커넥션 풀, HikariCP 커넥션 풀 등의 구체적인 코드를 의존하는 것이 아니라 DataSource 인터페이스에만 의존하도록 애플리케이션 로직을 작성하면 된다. 
이후 커넥션 풀 구현 기술을 변경하고 싶을때는 다른 변경 없이 구현체만 갈아끼우면 된다.

**단, DriverManager로 새 커넥션을 생성하는 코드는 DataSource를 사용하지 않으므로 직접 사용해야 한다. 
따라서 커넥션 풀 <-> DriverManager로 변경 시에는 애플리케이션에서 직접 관련 코드를 변경해야 할 것 같지만
자바는 DriverManagerDataSource라는 DataSource를 구현한 클래스를 제공한다.

만약 DriverManagerDataSource를 사용중이라면 모든 변경에서 자유로운 셈이다.

이제 예제를 통해 DataSource를 알아보자

 

DataSource - DriverManager 사용

DataSource 사용 전 DriverManager

@Slf4j
public class ConnectionTest {
 @Test
 void driverManager() throws SQLException {
 Connection con1 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
 Connection con2 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
 log.info("connection={}, class={}", con1, con1.getClass());
 log.info("connection={}, class={}", con2, con2.getClass());
 }
}

실행 결과
connection=conn0: url=jdbc:h2:tcp://..test user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
connection=conn1: url=jdbc:h2:tcp://..test user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection

이제 스프링이 제공하는 DataSource를 확장한 DriverManagerDataSource를 사용해보자.

@Slf4j
public class ConnectionTest {
     @Test // DataSource 없이 사용한 DriverManager(이전 코드)
     void driverManager() throws SQLException {
         Connection con1 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
         Connection con2 = DriverManager.getConnection(URL, USERNAME, PASSWORD);
         log.info("connection={}, class={}", con1, con1.getClass());
         log.info("connection={}, class={}", con2, con2.getClass());
     }
     
     @Test
     void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
         //DriverManagerDataSource - 항상 새로운 커넥션 획득
         DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL,
        USERNAME, PASSWORD);
         useDataSource(dataSource);
     }
     
     private void useDataSource(DataSource dataSource) throws SQLException {
         Connection con1 = dataSource.getConnection();
         Connection con2 = dataSource.getConnection();
         log.info("connection={}, class={}", con1, con1.getClass());
         log.info("connection={}, class={}", con2, con2.getClass());
     }
}

실행 결과
DriverManagerDataSource - Creating new JDBC DriverManager Connection to 
[jdbc:h2:tcp:..test]
DriverManagerDataSource - Creating new JDBC DriverManager Connection to 
[jdbc:h2:tcp:..test]
connection=conn0: url=jdbc:h2:tcp://..test user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
connection=conn1: url=jdbc:h2:tcp://..test user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection

기존 DriverManager 를 통해서 커넥션을 획득하는 방법과 DataSource 를 통해서 커넥션을 획득하는 방법에는 큰 차이가 있다.

DriverManager 는 커넥션을 획득할 때 마다 URL , USERNAME , PASSWORD 같은 파라미터를 계속 전달해야 한다.
반면에 DataSource 를 사용하는 방식은 처음 객체를 생성할 때만 필요한 파리미터를 넘겨두고, 커넥션을 획득할 때는 단순히 dataSource.getConnection() 만 호출하면 된다.(위의 두 메서드 비교)

즉, DataSource를 사용하는 방법은 설정(URL, ID, PASSWORD)과 사용이 분리되어 있어서 향후 변경에 더 유연하게 대처할 수 있다.

DataSource - Connection Pool 사용

@Test
void dataSourceConnectionPool() throws SQLException, InterruptedException {
 //커넥션 풀링: HikariProxyConnection(Proxy) -> JdbcConnection(Target)
 HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
 dataSource.setJdbcUrl(URL);
 dataSource.setUsername(USERNAME);
 dataSource.setPassword(PASSWORD);
 dataSource.setMaximumPoolSize(10);
 dataSource.setPoolName("MyPool");
 useDataSource(dataSource);
 Thread.sleep(1000); //커넥션 풀에서 커넥션 생성 시간 대기
}

HikariCP 커넥션 풀을 사용한다. HikariDataSource 는 DataSource 인터페이스를 구현하고 있다.
커넥션 풀 최대 사이즈를 10으로 지정하고, 풀의 이름을 MyPool 이라고 지정했다.

커넥션 풀에서 커넥션을 생성하는 작업은 애플리케이션 실행 속도에 영향을 주지 않기 위해 별도의 쓰레드에서 작동한다. 
--> 커넥션 풀에 커넥션을 채우는 것은 상대적으로 오래 걸리는 일이다. 애플리케이션을 실행할 때 커넥션 풀을 채울 때 까지 마냥 대기하고 있다면 애플리케이션 실행 시간이 늦어진다. 따라서 이렇게 별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀을 채워야 애플리케이션 실행 시간에 영향을 주지 않는다

별도의 쓰레드에서 동작하기 때문에 테스트가 먼저 종료되어 버린다. 예제처럼 Thread.sleep 을 통해 대기 시간을 주어야 쓰레드 풀에 커넥션이 생성되는 로그를 확인할 수 있다.

실행 결과
#커넥션 풀 전용 쓰레드가 커넥션 풀에 커넥션을 10개 채운다.
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn0: url=jdbc:h2:.. 
user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn1: url=jdbc:h2:.. 
user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn2: url=jdbc:h2:.. 
user=SA
...
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn9: url=jdbc:h2:.. 
user=SA

또 useDataSource() 메소드를 통해 커넥션 두개를 사용중이므로, 아래와 같은 상태 정보도 알 수 있다.

MyPool - After adding stats (total=10, active=2, idle=8, waiting=0)

 

DataSource의 사용법을 알았으니 애플리케이션에 적용해보도록 하겠다.

@Slf4j
public class MemberRepositoryV1 {
     private final DataSource dataSource;
     public MemberRepositoryV1(DataSource dataSource) {
     this.dataSource = dataSource;
 }
 //save()...
 //findById()...
 //update()....
 //delete()....
 
 private void close(Connection con, Statement stmt, ResultSet rs) {
 	//JdbcUtils 편의 메서드
     JdbcUtils.closeResultSet(rs);
     JdbcUtils.closeStatement(stmt);
     JdbcUtils.closeConnection(con);
 }
 
 private Connection getConnection() throws SQLException {
     Connection con = dataSource.getConnection();
     log.info("get connection={}, class={}", con, con.getClass());
     return con;
 }
}

• DataSource 의존관계 주입 외부에서 DataSource 를 주입 받아서 사용한다.
  이제 직접 만든 DBConnectionUtil 을 사용하지 않아도 된다. DataSource 는 표준 인터페이스 이기 때문에 DriverManagerDataSource 에서 HikariDataSource 로 변경되어도 해당 코드를 변경하지 않아도 된다.
  
  
• JdbcUtils 편의 메서드 스프링은 JDBC를 편리하게 다룰 수 있는 JdbcUtils 라는 편의 메서드를 제공한다.
  JdbcUtils 을 사용하면 커넥션을 좀 더 편리하게 닫을 수 있다.

DataSource 주입은 테스트 코드에서 아래와 같이 할 수 있다.

 @BeforeEach
 void beforeEach() throws Exception {
     HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
     dataSource.setJdbcUrl(URL);
     dataSource.setUsername(USERNAME);
     dataSource.setPassword(PASSWORD);
     repository = new MemberRepositoryV1(dataSource);  //주입!!
 }

 

@BeforeEach는 테스트 코드에서 각 메소드를 실행하기 전에 실행되는 코드이다.

테스트 코드에서 DriverManagerDataSource를 HikariDataSource 로 변경해도 MemberRepositoryV1의 코드는 전혀 변경하지 않아도 된다. MemberRepositoryV1 는 DataSource 인터페이스에만 의존하기 때문이다. 이것이 DataSource 를 사용하는 장점이다.(DI + OCP)