Tread Pool(쓰레드 풀)이란?

클라이언트가 서버에 요청을 할 때 다음과 같은 동작 과정이 있습니다.

그런데 이 서블릿 객체는 누가 호출하는 걸 까요??

이 서블릿 객체는 바로 Tread(쓰레드)가 호출합니다.

Tread (쓰레드)

자바 Main 메서드를 실행하면 main이라는 이름의 쓰레드가 실행되는 것을 볼 수 있는데,

애플리케이션 코드를 하나하나 순차적으로 실행하는 것을 쓰레드라고 볼 수 있습니다.

만약 쓰레드가 없다면 자바 애플리케이션이 실행이 불가능합니다.

쓰레드는 한번에 하나의 코드 라인만 수행하며 동시 처리가 필요하면 쓰레드를 추가로 생성하게 됩니다.

단일 요청 - 쓰레드 하나 사용 시

WAS는 요청이 오면 쓰레드를 할당하고 그 쓰레드가 서블릿을 호출합니다.

서블릿은 쓰레드를 통해 서블릿 코드를 실행 후, 응답합니다.

다중 요청 - 쓰레드 하나 사용 시

WAS가 1번 요청을 받고 쓰레드를 할당하고 쓰레드가 서블릿을 호출했습니다.

하지만 1번 요청에 대한 처리에 지연이 발생한 상황입니다.

그런데 이 상황에서 또 다른 2번 요청이 오게 된다면 1번 요청의 처리가 끝날 때 까지 대기 상태로 기다리다가

Timeout 상태가와서 결국 1번 요청, 2번 요청 둘다 요청 수행이 되지 않은 상태로 죽게 됩니다.

이 문제에 대한 해결로 요청이 올 때마다 쓰레드를 생성하는 방법이 있는데 이 방법은 아래와 같은 장단점이 있습니다.

장점	동시 요청을 처리할 수 있다.
	리소스(CPU, 메모리)가 허용할 때 까지 처리가 가능하다.
	하나의 쓰레드가 지연되도, 나머지 쓰레드는 정상 동작한다.
단점	쓰레드의 생성 비용은 매우 비싸기 때문에 요청이 올 때마다 쓰레드를 생성하면, 응답 속도가 늦어진다.
	Context Switching 비용이 발생한다.
	쓰레드의 생성에 제한이 없다 => 요청이 너무 많으면, CPU, 메모리 임계점을 넘어 서버가 죽을 수 있다.

이러한 단점을 해결하기 위해 Tread Pool (쓰레드 풀)을 사용할 수 있습니다.

쓰레드 풀의 특징은 다음과 같습니다.

쓰레드 풀의 동작 방식

만약 쓰레드 풀의 모든 쓰레드가 사용중이라면 요청을 특정 숫자만큼 대기하도록 하거나 거절할 수 있습니다.

장점

쓰레드가 미리 생성되어 있으므로 쓰레드를 생성하고 종료하는 비용(CPU)이 절약되고, 응답 시간이 빠릅니다.

생성 가능한 쓰레드의 최대치가 있으므로 너무 많은 요청이 들어와도 기존 요청을 안전하게 처리할 수 있습니다.

쓰레드 풀의 최대 쓰레드의 수 설정에 대해

WAS의 주요 튜닝 포인트는 최대 쓰레드의 수입니다.

따라서 이 값을 어떻게 설정하느냐에 따라 서버에 영향이 가게 됩니다.

만약 최대 쓰레드의 수를 너무 낮게 설정한다면?	만약 최대 쓰레드의 수를 너무 높게 설정한다면?
동시 요청이 많을 시 서버 리소스는 여유롭지만 클라이언트는 금방 응답이 지연됩니다.	동시 요청이 많을 시 CPU, 메모리 리소스 임계점 초과로 서버가 다운됩니다.

그래서 쓰레드 풀의 적정 숫자를 찾는 것이 중요한데

애플리케이션의 로직의 복잡도, CPU, 메모리, IO 리소스 상황에 따라 모두 다르기 때문에 최적의 값을 바로 찾기는 힘듭니다.

그래서 최대한 실제 서비스와 유사하게 성능 테스트를 시도해봐야합니다. ( 관련 툴 : 아파치 ab, 제이미터, nGrinder )

WAS의 멀티 쓰레드 지원

멀티 쓰레드에 대한 부분은 WAS가 처리하기 때문에 다행히도 개발자가 멀티 쓰레드 관련 코드를 신경쓰지 않아도 됩니다.

그래서 개발자는 마치 싱글 쓰레드 프로그래밍을 하듯이 편리하게 소스 코드를 개발할 수 있습니다.

단, 멀티 쓰레드를 지원하는 Servlet, Spring Bean은 싱글톤으로 객채를 생성하기 때문에 멤버 변수가 공유되는 부분을 주의해야합니다.