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서론

고등학교 시절부터 코딩만 했지, 컴퓨터 지식이나 왜 이런 코드를 사용하는지, 코드가 어떻게 돌아가는지 등 전혀 알지 못했다.
이제는 확실히 이쪽 분야로 진로를 정했기 때문에 앞으로의 미래와 우선 직면해 있는 면접을 준비하기 위해 CS 및 현재 사용하고 있는 코드, 프레임워크 등 찾아보면서 많은 공부를 했다.
막상 면접이라 생각하고 공부한것들을 생각해 보니, 머리에 지식은 어느정도 들어있는데, 질문에 대한 답변이 쉽게 나오지 않아서, 정리할 겸 이 글을 작성한다.

Http Method

Http Method에는 GET, POST, PUT, DELETE가 있습니다.
GET은 클라이언트가 서버로부터 리소스를 요청하기 위해 사용하는 method이며, URL 형식으로 서버측에 리소스를 요청합니다.
서버에 전달하고 싶은 데이터는 query parameter를 통해 전달.
POST는 리소스를 생성/업데이트 하기 위해 서버에 데이터를 보내는 데 사용하는 method입니다. GET방식은 URL의 쿼리 파라미터를 데이터를 전달하지만, POST방식은 메시지 바디를 통해 데이터를 전달합니다.


Http 상태 코드

1xx는 요청이 수신되어 처리중, 2xx는 요청 정상 처리, 3xx는 요청 완료를 위해 추가 작업이 필요, 4xx는 클라이언트 오류, 5xx는 서버 오류로 나뉩니다.
가장 많이 사용하는 코드는 200, 404, 503등이 존재
200은 요청이 성공적으로 완료되었음을 알리며, 404는 요청받은 리소스를 찾을 수 없을 때, 503은 서버가 일시적인 과부하 또는 작업으로 요청을 처리할 수 없을 때 사용.


프로세스와 스레드의 차이

프로세스는 컴퓨터에서 실행중인 프로그램 즉, 메모리 상에서 실행중인 작업을 의미하며, 스레드는 프로세스 안에서 실행되는 여러 흐름 단위를 말합니다.
프로세스는 별도의 주소 공간과 자원을 할당받아 사용하지만, 스레드는 다른 스레드와 공간, 자원을 공유하면서 사용한다는 차이가 있습니다.

멀티 프로세스

하나의 응용프로그램을 여러 개의 프로세스로 구성하여 각 프로세스가 하나의 작업을 처리하도록 하는 것

멀티 스레드

하나의 응용프로그램을 여러 개의 스레드로 구성하고, 각 스레드가 하나의 작업을 처리하도록 하는 것

멀티 프로세스 대신 멀티 스레드를 사용하는 이유

우선 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역을 할당 해주기 때문에, 멀티 스레드를 사용함으로서 프로세스를 생성할때 자원을 할당하는 시스템 콜이 감소하여 자원의 효율적 관리가 가능하다.
또한, Context Switching 과정에서 캐시 메모리 초기화 등 무거운 작업이 진행되는데, 멀티 스레드는 Context Switching 시 Stack 영역만 처리하면 되기 때문에 비교적 가볍다.
그리고, 프로세스는 각각 독립된 메모리 영역을 할당 받아, 프로세스 사이에 공유하는 메모리가 없어, Stack 영역을 제외한 메모리를 공유하는 스레드보다 통신 비용이 비싸다.

Context Switching

동작중이던 프로세스가 대기하면서, 해당 프로세스의 상태를 보관하고, 대기하고 있던 다음 순번의 프로세스가 동작하면서 이전에 보관했던 프로세스의 상태를 복구하는 과정.
CPU가 이전 프로세스 상태를 PCB에 보관하고, 다른 프로세스가 실행될 때, PCB에서 프로세스의 정보를 읽어 레지스터에 적재하는 과정.

PCB

프로세스가 여러개 일 경우 CPU는 각 프로세스가 누구인지 알아야 관리가 가능한데, 이때 프로세스들의 특징을 가지고 있는 것이 Process MetaData이다.
PCB(Process Control Block)는 이 메타 데이터들을 저장해 놓는 곳이다.


RDB와 NoSQL의 차이

관계형 DB는 정해진 스키마가 존재하고, NoSQL은 정해진 스키마가 없다는 것이 가장 큰 차이점.
NoSQL은 정해진 스키마가 없기 때문에 관계형 DB처럼 여러 테이블에 나누어 담지 않고, 관련 데이터를 동일한 ‘컬렉션’에 넣는다.
NoSQL은 스키마가 없어서 유연하다는 장점이 있지만, 데이터 중복에 대한 문제가 발생한다는 단점이 존재합니다.


DB에서 인덱스를 사용 시 장점

DB 인덱스를 잘 사용하는 것은 데이터를 검색하는 시점에 큰 성능 차이가 존재합니다.
만약, 대용량 데이터를 담고 있는 DB에서 인덱스가 없을 경우 테이블 전체를 읽어야 하기에 데이터 조회 시간이 오래걸린다.
인덱스는 DB 데이터의 주소를 의미하며, 원하는 데이터를 빠르게 찾을 수 있다는 장점이 존재.

인덱스 단점

데이터 변경이 자주 일어나는 경우, Index를 재작성해야 하므로 성능에 영향을 준다.


GC

GC는 프로그래머가 동적으로 할당한 메모리 영역 중 더 이상 사용하지 않는 메모리 영역을 찾아서 해제하는 기능.
자바 메모리는 Young, Old, Permanent 세 영역으로 나뉘는데, 중요한 건 Young, Old 영역이다.
Young 영역은 생성된지 얼마 안된 객체들을 저장하는 장소고, Old 영역은 생성된지 오래된 객체들을 저장하는 장소로, Young 영역은 다시 eden과, survivor 두 영역으로 나뉜다.
Young 영역에서는 Minor GC, Old 영역에서는 Major GC가 발생.

Permanent 영역은 Java8부터 사라지고, MetaSpace 영역으로 전환되었다.

Minor GC

  • 자바 객체가 생성되면 eden 영역에 저장되는데, eden 영역이 가득 차게 되면 Minor GC가 발생.
  • 이때 참조되는 객체들은 Survivor 영역으로 이동하게 되고, 나머지 객체들은 eden Space가 clear될 때 반환.
  • Survivor 영역은 다시 Survivor1, Survivor2로 나뉘게 되는데, Minor GC가 발생하면 eden, Survivor1에서 참조되는 객체들을 Survivor2로 복사하고, age를 1씩 증가시킨다.
  • 나머지 객체들은 eden space, s1이 clear될 때 반환.
  • 이런 과정이 반복되고, Survivor 영역에서 오래된 객체 즉, 일정 age를 넘은 객체는 Old 영역으로 이동하게 된다.
  • Minor GC는 자주 일어나기 때문에, 시간이 짧은 알고리즘이 적합하다.

Major GC

  • Old 영역에서 발생하는 GC를 Major GC라고 하며, 사용되는 알고리즘을 Mark & Sweep라고 한다.
  • Mark & Sweep 알고리즘은 객체들의 참조 여부를 확인하면서 참조되지 않는 객체들을 표시한다.
  • 표시된 객체들을 제거하고, 메모리를 반환해준다.

Full GC

  • Heap 메모리 전체 영역에서 발생한다.
  • Old, Young 영역 모두에서 발생하는 GC이다.
  • Minor GC, Major GC 모두 실패했거나, Young 영역과 Old 영역 모두 가득 찼을 때 발생한다.
  • 대표적으로 Mark & Sweep & Compact 알고리즘을 사용한다.
  1. 전체 객체들의 참조를 확인하면서, 참조가 연결되지 않은 객체를 Mark한다.
  2. 1번의 작업이 끝나고, 표시된 객체를 Sweep한다.(메모리 해제)
  3. 메모리를 정리하여, 메모리 단편화를 해결할 수 있도록 한다.

GC 튜닝

Minor GC는 빠르게 진행되기 때문에 문제가 없지만, Major GC의 경우 Minor GC에 비해 10배 이상의 시간을 사용하기 때문에 stop-the-world 즉, GC를 실행하기 위해 자바 애플리케이션이 멈춰버리기 때문에 문제가 될 수 있다.
따라서, 원활한 서비스를 위해서는 stop-the-world의 시간을 줄이는 것이 관건이다.

방법

  • Major GC가 일어나는 횟수가 많아서 Old 영역을 늘려주면, Major GC가 일어나는 횟수는 줄어들지만, Major GC 수행 시간이 늘어나게 된다.
  • Major GC가 적게 일어나면서, 시간을 줄이려면 Old 영역을 줄이고, 여러 개의 인스턴스를 동시에 띄워서 로드 밸런싱을 해주면 된다.
  • 하나의 서버 인스턴스가 멈춰있는 동안 로드 밸런싱이 되는 다른 서버가 응답하고 있기 때문에 Major GC로 인하여 애플리케이션이 멈춰서 받는 영향을 최소화 할 수 있다.

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참고