[Spring DB] 커넥션 풀, DataSource

애플리케이션이 데이터베이스와 통신하려면 먼저 연결 통로인 커넥션(Connection)을 획득해야 한다.

하지만 사용자의 모든 요청에 대해 매번 새로운 커넥션을 생성하는 방식은 비효율적이며, 서비스 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있다.

이를 해결하기 위해 등장한 기술이 바로 커넥션 풀과 DataSource다.

 

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🧩 커넥션 풀: 미리 만들어두고 재사용하는 커넥션들

 

데이터베이스 커넥션을 새로 만드는 과정은 생각보다 복잡하고 비용이 많이 든다.

                      애플리케이션 로직
              (커넥션 요청) ↓     ↑ (커넥션 생성 후 반환)
                        DB 드라이버 
(TCP/IP 연결, 인증 정보 전달) ↓     ↑ (세션 생성 완료 응답)
                         데이터베이스
                      (인증 후 세션 생성)

1. 애플리케이션이 DB 드라이버를 통해 커넥션을 요청한다.
2. DB 드라이버는 데이터베이스와 TCP/IP 네트워크 연결을 맺는다.
3. ID/PW 등 인증 정보를 전달하고, 데이터베이스 내부에서 인증 과정을 거친다.
4. 데이터베이스는 내부에 세션을 생성하고, 연결이 완료되었음을 응답한다.
5. DB 드라이버는 이 정보를 바탕으로 커넥션 객체를 생성하여 반환한다.

 

🐌 사용자 요청이 있을 때마다 위 과정을 반복하면 응답 속도가 느려질 수밖에 없다.

이 문제를 해결하기 위한 아이디어가 바로 커넥션 풀(Connection Pool)이다.

 

💦 커넥션 풀은 이름 그대로 커넥션을 관리하는 풀(Pool)이다.

• 애플리케이션 시작 시점에, 필요한 만큼의 커넥션을 미리 생성해서 풀에 보관해 둔다.
• 애플리케이션 로직은 필요할 때마다 이 풀에서 이미 생성된 커넥션을 빌려 쓰고,
• 사용이 끝나면 커넥션을 닫는(close) 대신, 풀에 반납(return)하여 재사용한다.

// 1. 커넥션 풀 초기화
                      { 커넥션 풀 }
              (커넥션 요청) ↓   ↑ (커넥션 생성 후 반환)
                        DB 드라이버 
(TCP/IP 연결, 인증 정보 전달) ↓   ↑ (세션 생성 완료 응답)
                        데이터베이스
                     (인증 후 세션 생성)


// 2. 커넥션 풀 사용
                     애플리케이션 로직
              (커넥션 대여) ↑   ↓ (커넥션 반납)
                      { 커넥션 풀 }

 

👍 이 방식은 매번 커넥션을 새로 만드는 비용을 없애주어 애플리케이션 성능을 획기적으로 향상시키고,

서버가 감당할 수 있는 최대 커넥션 수를 제한하여 데이터베이스를 보호하는 효과도 있다.

 

실무에서는 HikariCP와 같은 검증된 오픈소스 커넥션 풀을 사용하는 것이 일반적이다. (스프링 부트도 이를 기본 커넥션 풀로 제공한다.)

 

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🧩 DataSource: 커넥션 획득 방법의 추상화

 

과거에는 DriverManager를 통해 직접 커넥션을 얻었지만, 지금은 HikariCP와 같은 커넥션 풀을 사용한다.

 

🚨 만약 DriverManager를 사용하던 코드에서 HikariCP를 사용하도록 변경하면,

기존의 커넥션을 얻는 코드 전체를 수정해야 하는 문제가 발생한다.

 

👉 이러한 의존성 문제를 해결하기 위해 자바는 DataSource라는 표준 인터페이스를 제공한다.

 

DataSource는 커넥션을 획득하는 방법을 추상화하는 인터페이스다.

이 인터페이스의 핵심 기능은 getConnection()이라는 단 하나의 메서드다.

// javax.sql.DataSource
public interface DataSource  extends CommonDataSource, Wrapper {

    Connection getConnection() throws SQLException;
    
    Connection getConnection(String username, String password) throws SQLException;
    
    ...
}

 

📜 HikariCP와 같은 대부분의 커넥션 풀은 이미 DataSource 인터페이스를 구현해두었다. (예: HikariDataSource)

스프링은 DriverManager조차도 DataSource를 통해 사용할 수 있도록 DriverManagerDataSource라는 구현 클래스를 제공한다.

애플리케이션 로직 (커넥션 요청)  →  DataSource (커넥션 반환)
                              /      \
               HikariDataSource      DriverManagerDataSource

 

👉 이제 애플리케이션 로직은 DriverManager나 HikariDataSource 같은 구체적인 클래스에 의존하는 대신,

DataSource라는 표준 인터페이스에만 의존하면 된다.

 

이 덕분에 DriverManagerDataSource를 사용하다가 HikariDataSource로 커넥션 풀 기술을 변경하더라도,

DataSource 인터페이스를 사용하는 애플리케이션 로직은 단 한 줄도 변경할 필요가 없다.

 

 

👍 또한 DataSource를 사용하면 다음과 같이 설정과 사용의 책임이 명확하게 분리되는 큰 장점이 있다.

• 설정: DataSource 객체를 생성할 때, DB 접속 정보(URL, USERNAME, PASSWORD)나 커넥션 풀 속성(최대 풀 크기 등)을 한 곳에서 설정한다.
• 사용: DataSource를 사용하는 코드(예: Repository)는 이러한 구체적인 설정 정보를 전혀 알 필요 없이, 그저 주입받은 DataSource의 getConnection() 메서드만 호출하면 된다.

이러한 설계는 향후 기술 변경이나 설정 수정 시 유지보수를 매우 용이하게 만든다.

 

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📜 실제 코드 예시

@RequiredArgsConstructor
public class MemberRepositoryV1 {

    private final DataSource dataSource; // 외부에서 생성자로 주입받음

    ...

    // 커넥션 획득 (DataSource 사용)
    private Connection getConnection() throws SQLException {
        // DriverManager 대신 DataSource를 통해서 커넥션 획득
        return dataSource.getConnection();
    }
    
    // 역순으로 리소스 정리 (스프링의 JdbcUtils 사용)
    private void close(Connection connection, Statement statement, ResultSet resultSet) {
        JdbcUtils.closeResultSet(resultSet);
        JdbcUtils.closeStatement(statement);
        JdbcUtils.closeConnection(connection);
    }
}

 

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📜 테스트 코드 예시

class MemberRepositoryV1Test {

    MemberRepositoryV1 memberRepository;

    @BeforeEach
    void beforeEach() {
        // 1. DriverManager 사용 (매번 새로운 커넥션을 획득)
        // conn0, conn1, conn2, ...
//        DriverManagerDataSource dataSource = new DriverManagerDataSource(URL, USERNAME, PASSWORD);

        // 2. 커넥션 풀 사용 (이미 만들어진 커넥션 재사용)
        // HikariProxyConnection@246826139 wrapping conn0, ...
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource();
        dataSource.setJdbcUrl(URL);
        dataSource.setUsername(USERNAME);
        dataSource.setPassword(PASSWORD);

        // 의존관계 주입 (생성자 주입)
        memberRepository = new MemberRepositoryV1(dataSource);
    }

    @Test
    void crud() throws SQLException {
        // save
        Member member = new Member("memberV1", 10000);
        memberRepository.save(member);

        // findById
        Member foundMember = memberRepository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(foundMember).isEqualTo(member);

        // update
        memberRepository.update(member.getMemberId(), 20000);
        Member updatedMember = memberRepository.findById(member.getMemberId());
        assertThat(updatedMember.getMoney()).isEqualTo(20000);

        // delete
        memberRepository.delete(member.getMemberId());
        assertThatThrownBy(() -> memberRepository.findById(member.getMemberId()))
                .isInstanceOf(NoSuchElementException.class);
    }
}