[SpringDB1] DataSource

July 7, 2022 5 분 소요

DataSource 이해

커넥션을 얻는 방법은 앞서 학습한 JDBC DriverManager를 직접 사용하거나, 커넥션 풀을 사용하는 등 다양한 방법이 존재한다.

DriverManager를 통해 커넥션 획득

DriverManager를 통해 커넥션을 획득하다가, 커넥션 풀을 사용하는 방법으로 변경하려면 어떻게 해야할까?

DriverManager를 통해 커넥션을 획득하다가 커넥션 풀로 변경시 문제

예를 들어 애플리케이션 로직에서 DriverManager를 사용해서 커넥션을 획득하다가 HikariCP 같은 커넥션 풀을 사용하도록 변경하면 커넥션을 획득하는 애플리케이션 코드도 함께 변경해야 한다.
- 의존관계가 DriverManager에서 HikariCP로 변경되기 때문이다.

커넥션을 획득하는 방법을 추상화

자바에서는 이런 문제를 해결하기 위해 javax.sql.DataSource라는 인터페이스를 제공한다.
DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화하는 인터페이스이다.
이 인터페이스의 핵심 기능은 커넥션 조회 하나이다. (다른 일부 기능도 있지만 중요하지 않다.)

DataSource 핵심 기능

public interface DataSource {

    // 핵심 기능만 축약
    Connection getConnection() throws SQLException;
}

정리

대부분의 커넥션 풀은 DataSource 인터페이스를 이미 구현해두었기 때문에, 개발자는 커넥션 풀의 코드를 직접 의존하는 것이 아니라 DataSource 인터페이스만 의존하도록 애플리케이션 로직을 작성하면 된다.
커넥션 풀 구현 기술을 변경하고 싶다면 해당 구현체로 변경만 하면 된다.
DriverManager는 DataSource 인터페이스를 사용하지 않기 때문에 DriverManager는 직접 사용해야 한다. 따라서, DriverManager를 사용하다가 DataSource 기반의 커넥션 풀을 사용하도록 변경한다면 관련 코드를 모두 수정해야 한다.
- 이런 문제를 해결하기 위해 스프링은 DriverManager도 DataSource를 통해서 사용할 수 있도록 DriverManagerDataSource라는 DataSource를 구현한 클래스를 제공한다.
자바는 DataSource를 통해 커넥션을 획득하는 방법을 추상화했기 때문에, 애플리케이션 로직은 DataSource 인터페이스에만 의존하면 된다.

DataSource 예제1 - DriverManager

DriverManager

...

import static hello.jdbc.connection.ConnectionConst.*;

@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://..jdbc user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
connection=conn1: url=jdbc:h2:tcp://..jdbc user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection

DriverManagerDataSource

    @Test
    void dataSourceDriverManager() throws SQLException {
        // DriverManagerDataSource - 항생 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:..jdbc]
DriverManagerDataSource - Creating new JDBC DriverManager Connection to 
[jdbc:h2:tcp:..jdbc]
connection=conn0: url=jdbc:h2:tcp://..jdbc user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
connection=conn1: url=jdbc:h2:tcp://..jdbc user=SA, class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection

기존 코드와 비슷하지만 DriverManagerDataSource는 DataSource를 통해서 커넥션을 획득할 수 있다.

파라미터 차이

DriverManager는 커넥션을 획득할 때 마다 URL, USERNAME, PASSWORD 같은 파라미터를 계속 전달해야 하는 반면에 DataSource를 사용하는 방식은 처음 객체를 생성할 때만 필요한 파라미터를 넘겨두고, 커넥션을 획득할 때는 dataSource.getConnection()만 호출하면 된다.

설정과 사용의 분리

설정: DataSource를 만들고, 필요한 속성들을 사용해서 URL, USERNAME, PASSWORD같은 부분을 입력하는 것을 말한다. 이렇게 설정과 관련된 속성들은 한 곳에 있는 것이 향후 변경에 더 유연하게 대처할 수 있다.
사용: 설정은 신경쓰지 않고, DataSource의 getConnection()만 호출해서 사용하면 된다.
이 부분이 큰 차이를 만들어내는데, 필요한 데이터를 DataSource가 만들어지는 시점에 미리 다 넣어두게 되면, DataSource를 사용하는 곳에서는 dataSource.getConnection()만 호출하면 되므로, URL, USERNAME, PASSWORD같은 속성들에 의존하지 않아도 된다.
쉽게 얘기해서 Repository는 DataSource만 의존하고, 이런 속성을 몰라도 된다.
애플리케이션 개발은 보통 설정은 한 곳에서 하지만, 사용은 수 많은 곳에서 한다.
덕분에 객체를 설정하는 부분과 사용하는 부분을 더 명확하게 분리할 수 있다.

DataSource 예제2 - 커넥션 풀

HikariDataSource

@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); // 기본값
    dataSource.setPoolName("MyPool");

    useDataSource(dataSource);
}

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.

실행 결과(로그 수정)

#커넥션 풀 초기화 정보 출력
HikariConfig - MyPool - configuration:
HikariConfig - maximumPoolSize................................10
HikariConfig - poolName................................"MyPool"

#커넥션 풀 전용 쓰레드가 커넥션 풀에 커넥션을 10개 채움
[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 conn3: url=jdbc:h2:.. 
user=SA
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn4: url=jdbc:h2:.. 
user=SA
...
[MyPool connection adder] MyPool - Added connection conn9: url=jdbc:h2:.. 
user=SA

#커넥션 풀에서 커넥션 획득1
ConnectionTest - connection=HikariProxyConnection@446445803 wrapping conn0: 
url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/jdbc user=SA, class=class 
com.zaxxer.hikari.pool.HikariProxyConnection

#커넥션 풀에서 커넥션 획득2
ConnectionTest - connection=HikariProxyConnection@832292933 wrapping conn1: 
url=jdbc:h2:tcp://localhost/~/jdbc user=SA, class=class 
com.zaxxer.hikari.pool.HikariProxyConnection

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

HikariConfig
풀의 이름(MyPool)과 최대 풀 수(10)을 확인할 수 있다.

MyPool Connection adder
별도의 쓰레드를 사용해서 커넥션 풀에 커넥션을 채우고 있는 것을 확인할 수 있으며, 이 쓰레드는 커넥션 풀에 커넥션을 최대 풀 수(10)까지 채운다.

커넥션 풀에서 커넥션 획득
커넥션 풀에서 커넥션을 획득하고 그 결과를 출력. 여기서는 커넥션을 2개 획득하고 반환하지는 않았기 때문에, 풀에 있는 10개의 커넥션 중에 2개를 가지고 있는 상태이다.

[참고]
HikariCP 커넥션 풀 공식 사이트

DataSource 적용

애플리케이션에 DataSource 적용

MemberRepositoryV1

/**
 * JDBC - DataSource 사용, JdbcUtils 사용
 */
@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.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 DataSource를 주입 받아서 사용한다. 이제 직접 만든 DBConnectionUtil을 사용하지 않아도 된다.
- DataSource는 표준 인터페이스 이기 때문에 DriverManagerDataSource 에서 HikariDataSource로 변경되어도 해당 코드를 변경하지 않아도 된다.
JdbcUtils 편의 메서드
- 스프링은 JDBC를 편리하게 다룰 수 있는 JdbcUtils라는 편의 메서드를 제공한다.
- JdbcUtils를 사용하면 커넥션을 좀 더 편리하게 닫을 수 있다.

MemberRepositoryV1Test

@Slf4j
class MemberRepositoryV1Test {

    MemberRepositoryV1 repository;

    @BeforeEach
    void beforeEach() throws Exception {
        // 기본 DriverManager - 항생 새로운 커넥션 획득
        // DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);

        // 커넥션 풀링 : HikariProxyConnection -> JdbcConnection
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        dataSource.setJdbcUrl(URL);
        dataSource.setUsername(USERNAME);
        dataSource.setPassword(PASSWORD);

        repository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
    }

    @Test
    void crud() throws SQLException, InterruptedException {
        // save
        // findById
        // update : money = 10000 -> 20000
        // delete
    }
}

DriverManagerDataSource 사용

get connection=conn0: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
get connection=conn1: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
get connection=conn2: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
get connection=conn3: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
get connection=conn4: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection
get connection=conn5: url=jdbc:h2:.. user=SA class=class 
org.h2.jdbc.JdbcConnection

DriverManagerDataSource를 사용하면 conn0~5 번호를 통해서 항상 새로운 커넥션이 생성되어서 사용되는 것을 확인할 수 있다.

HikariDataSource 사용

get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx1 wrapping conn0: url=jdbc:h2:... 
user=SA
get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx2 wrapping conn0: url=jdbc:h2:... 
user=SA
get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx3 wrapping conn0: url=jdbc:h2:... 
user=SA
get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx4 wrapping conn0: url=jdbc:h2:... 
user=SA
get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx5 wrapping conn0: url=jdbc:h2:... 
user=SA
get connection=HikariProxyConnection@xxxxxxxx6 wrapping conn0: url=jdbc:h2:... 
user=SA

커넥션 풀 사용시 conn0 커넥션이 재사용 된 것을 확인할 수 있다.
테스트는 순서대로 실행되기 때문에 커넥션을 사용하고 다시 돌려주는 것을 반복한다. 따라서, conn0만 사용된다.

DI

DriverManagerDataSource -> HikariDataSource로 변경해도 MemberRepositoryV1의 코드는 수정하지 않아도 된다. 그 이유는 MemberRepositoryV1은 DataSource 인터페이스만 의존하기 때문이다.
이것이 DataSource를 사용할때의 장점이다.(DI + OCP)

<출처 : 인프런 - 스프링 DB 1편 : 데이터 접근 핵심 원리(김영한)>

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