spring5 reactive 관련

2021, Feb 24    

** 2017년 스프링 캠프 발표영상 정리

프로세스와 스레드, NIO 그리고 리액티브 스트림

Thread 일반

  • 프로세스
    • 프로세스는 프로그램 실행시 code, data, stack, heap의 구조로 되어 있는 독립된 메모리 영역을 할당 받는다.
    • 쓰레드 + 메모리 공간 := 프로세스
    • OS의 스케줄러에 의해 time slice만큼 실행 (멀티프로세스)
  • 쓰레드의 장점
    • 위와 같은 멀티 프로세싱 방식은 동작 중인 프로세스가 대기를 타면서 해당 프로세스의 상태(context)를 보관하고 다시 돌아 이전에 보관했던 프로세스의 상태(Context)를 복구하게 된다. 이러한 과정을 Context Switching 이라고 하는데 이 과정은 비용이 많이 드는 작업임.
    • 쓰레드는 이런 context swiching 없이 프로세스내 힙 메모리 공간을 공유하면서 작동 단위를 별도로 실행 시키므로서 프로세스 하나를 통째로 만드는 것보다 가볍고 빠름.
    • 쓰레드 context switching 내부적으로 leve1 ~ leve3의 로컬 캐시를 사용함.
    • 쓰레드 풀 : 스레드를 미리 만들어 놓고 재사용하여, 쓰레드 생성 비용을 줄일 수 있음.
    • 이런 부분 때문에 멀티 프로세스보다 멀티 스레드가 각광 받게 됨.

JVM 내에서의 스레드 비용

  • 스레드 생성 비용(OS + JVM) - JVM의 래핑하는 비용 발생
  • 멀티스레드도 Context Switching 비용이 있음. (멀티 프로세스 비용보다는 낮지만 비용이 듬)
  • Garbage Collection 비용 발생

비동기가 필요한 상황

  • CPU expensive
    • CPU 자원을 많이 사용하는 코드들 중 분할 가능한 코드는 병렬화 해서 시간 단출
    • HDD, Nestwork등 I/O 자원의 실행은 느림.
    • I/O 작업을 요청한 스레드는 I/O 작업의 완료를 대기한다. -> 대기하면서 스레드 자원 낭비
  • 자바의 비동기 처리
    • JVM이 처음 작동을 할 때 main 메소드가 젤 먼저 실행 하게 된다. -> main thread가 됨.
    • 쓰레드를 새로 생성하게 되면 새로운 쓰레드가 생성 되는 것.
    • 단점
      • 실행 흐름을 한눈에 파악하기 어렵다.
      • 응답 결과를 알아 볼 수 없다.
  • 좀더 추상화된 기술 Future
    • Get 메소드를 제공하여, 기존에 wait, notify로 했던 작업을 하나로 추상화 해줬음.
    • 단일값만 처리 하기 때문에 복합적으로 구현하기 어렵다.
    • 쓰레드 풀에 대해서도 이해가 필요하다.
      • 쓰레드풀 내의 스레드가 전체 사용중인 경우 큐에 대기중인 요청들은 처리 시간이 이전 태스크가 끝나야 처리 되기 때문에 응답 시간이 지연 된다.
  • CompletableFuture
    • 기존 단일 작업 처리를 해결, 콜백 헬을 해결해줌.
    • Future, CompletionStage 두개를 구현
    • JAVA8에 도입되어 람다 적용 가능
    • 스레드간 조합 기능 제공
    • 단점을 찾아보자면, 싱글 variable 형태의 콜백 형태임.
    • 반복 되는 작업을 Collection에 넣고 이를 CompletableFutre 처럼 처리 할 수 있다면?

NIO

  • 스레드풀의 단점
    • 스레드풀에 스레드를 너무 많이 생성해 두었다가 사용하지 않으면 메모리 낭비
    • fork join을 하지 않는 경우 작업이 일찍 끝나지 않은 쓰레드 때문에 다른 쓰레드가 이미 작업이 끝났어도 대기해야 함.
  • nodeJs 처럼 하나의 쓰레드로 논블럭킹 처리하는 개념을 도입하게 됨.
  • 1.4, 1.7에 한차례식 도입 됏었음
  • New IO
    • Native IO
    • Nonblocking IO

서블릿에서 논블럭킹 제공

  • Servlet 3.0
    • AsyncServlet
  • Servlet 3.1
    • Nonblocking I/O
  • Spring MVC
    • DefferedResult

Reactive - Event Programming

  • 이벤트 발생 -> 처리
    • CompletableFuture.complete(“/xxx”)
    • thenApply(콜백) <– 결국 이벤트 처리 방식
  • Event Programming
    • 절차지향 프로그래밍과 비교 되는 이벤트 드리븐 패턴
    • 세상은 이벤트 형식으로 돌아가고 있는데 그간 절차형으로 처리 하려고 애쓴건 아닐까?
  • JAVA API
    • Observable, RxJava, Reactor, Soldium, JDK9 Flow, Vert.x core
  • 프레임워크
    • Spring5 MVC, AKKA-http, Vert.x Web, Playframework…
  • pub/sub 구조에 backpressure 개념 도입.
    • backpressure = 배강벨브
    • 수도 벨브의 수압을 조절해야 하는 것처럼 응답을 받는 쪽에서 소화할 수 있는 만큼 소비량을 조절할 수 있는 기능
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