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  • [HikariCP] idleTimeout 알아보기
    Java 2024. 7. 18. 06:08
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    - 목차

     

    idleTimeout 이란 ?

    HikariPool DataSource 는 maximumPoolSize 를 통해서 최대 Connection 의 갯수를 지정할 수 있습니다.

    만약에 maximumPoolSize 를 6개로 설정한다면 아래의 이미지처럼 하나의 Connection Pool 은 최대 6개의 Connection 을 보유합니다. 

     

    Connection Pool 이 데이터베이스와 맺는 이 Connection 은 사실상 TCP Network Connection 이며, 아래의 출력 결과와 같이 TCP Socket 이 생성되게 됩니다.

    ( lsof 명령어나 MySQL 의 show processlist; 명령어 등을 통해서 현재 생성된 TCP Socket 을 확인할 수 있습니다.  )

    lsof -i
COMMAND PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
java    736 root    9u  IPv6  80835      0t0  TCP fbbbd46ffc0b:44556->mysql.mysql:mysql (ESTABLISHED)
java    736 root   12u  IPv6  80838      0t0  TCP fbbbd46ffc0b:44572->mysql.mysql:mysql (ESTABLISHED)
java    736 root   13u  IPv6  81657      0t0  TCP fbbbd46ffc0b:44580->mysql.mysql:mysql (ESTABLISHED)
java    736 root   14u  IPv6  87099      0t0  TCP fbbbd46ffc0b:44588->mysql.mysql:mysql (ESTABLISHED)
java    736 root   16u  IPv6  85303      0t0  TCP fbbbd46ffc0b:44596->mysql.mysql:mysql (ESTABLISHED)
    show processlist;
+----+-----------------+------------------+-------+---------+------+------------------------+------------------+
| Id | User            | Host             | db    | Command | Time | State                  | Info             |
+----+-----------------+------------------+-------+---------+------+------------------------+------------------+
|  5 | event_scheduler | localhost        | NULL  | Daemon  | 8533 | Waiting on empty queue | NULL             |
| 68 | root            | localhost        | NULL  | Query   |    0 | init                   | show processlist |
| 69 | root            | 172.18.0.3:48106 | mysql | Sleep   |    1 |                        | NULL             |
| 70 | root            | 172.18.0.3:48112 | mysql | Sleep   |    1 |                        | NULL             |
| 71 | root            | 172.18.0.3:48120 | mysql | Sleep   |    1 |                        | NULL             |
| 72 | root            | 172.18.0.3:48130 | mysql | Sleep   |    1 |                        | NULL             |
| 73 | root            | 172.18.0.3:48138 | mysql | Sleep   |    1 |                        | NULL             |
+----+-----------------+------------------+-------+---------+------+------------------------+------------------+
7 rows in set (0.00 sec)

     

    이때에 어떠한 TCP Packet 도 전송되지 않는 Idle 상태의 Connection 은 사실상 시스템에 있어서 자원낭비에 해당합니다.

    OS 커널 입장에서도 Socket 을 관리해야하고, 이러한 소켓을 위한 별도의 메모리 공간도 필요하며,

    하나의 Process 가 가질 수 있는 FD 갯수도 제한적이기 때문에 Idle Connection 은 리소스가 낭비되는 상황이 됩니다.

    따라서 HikariPool 은 이러한 Idle Connection 에 Idle Timeout 을 적용하여 특정 시간동안 어떠한 TCP Packet 이 전송되지 않는 Connection 은 제거하게 됩니다.

     

    IdleTimeout 을 직접 적용해보기.

    아래의 코드는 IdleTimeout 은 10초로 설정하고, 2개의 Min Connection 과 5개의 Max Connection 을 가지는 Pool 을 생성합니다. 

    import com.zaxxer.hikari.HikariConfig;
import com.zaxxer.hikari.HikariDataSource;
import java.sql.Connection;
import java.sql.SQLException;

public class HikariPoolMonitor {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        // HikariCP 설정
        HikariConfig config = new HikariConfig();
        config.setJdbcUrl("jdbc:mysql://mysql:3306/mysql");
        config.setUsername("root");
        config.setPassword("1234");
        config.setMinimumIdle(2);
        config.setMaximumPoolSize(5);
        config.setIdleTimeout(10000);

        // Hikari DataSource 생성
        HikariDataSource dataSource = new HikariDataSource(config);
        try {
            Connection c1 = dataSource.getConnection();
            Connection c2 = dataSource.getConnection();
            Connection c3 = dataSource.getConnection();
            Connection c4 = dataSource.getConnection();
            Connection c5 = dataSource.getConnection();
            c1.close();
            c2.close();
            c3.close();
            c4.close();
            c5.close();
        } catch (SQLException e) {}

        // 5초 단위로 HikariCP 풀 상태를 출력하는 루프
        while (true) {
            printHikariPoolStatus(dataSource);
            Thread.sleep(5000); // 5초 대기
        }

        // 데이터소스 종료
        // dataSource.close();
    }

    // HikariCP 풀 상태 출력 함수
    private static void printHikariPoolStatus(HikariDataSource ds) {
        System.out.println("========== HikariCP Pool 상태 ==========");
        System.out.println("총 커넥션 수: " + ds.getHikariPoolMXBean().getTotalConnections());
        System.out.println("활성 커넥션 수: " + ds.getHikariPoolMXBean().getActiveConnections());
        System.out.println("유휴 커넥션 수: " + ds.getHikariPoolMXBean().getIdleConnections());
        System.out.println("대기 중인 스레드 수: " + ds.getHikariPoolMXBean().getThreadsAwaitingConnection());
        System.out.println("====================================\n");
    }
}

     

    위 코드가 실행되면 아래와 같은 출력을 뱉습니다.

    idleTimeout 인 10초가 지나게 되면 최대 5개에서 2개의 Connection 으로 Connection Pool 의 사이즈가 줄어듦을 확인할 수 있습니다.

    [main] INFO com.zaxxer.hikari.HikariDataSource - HikariPool-1 - Starting...
[main] INFO com.zaxxer.hikari.pool.HikariPool - HikariPool-1 - Added connection com.mysql.cj.jdbc.ConnectionImpl@45c7e403
[main] INFO com.zaxxer.hikari.HikariDataSource - HikariPool-1 - Start completed.
========== HikariCP Pool 상태 ==========
총 커넥션 수: 5
활성 커넥션 수: 0
유휴 커넥션 수: 5
대기 중인 스레드 수: 0
====================================


========== HikariCP Pool 상태 ==========
총 커넥션 수: 2
활성 커넥션 수: 0
유휴 커넥션 수: 2
대기 중인 스레드 수: 0
====================================

     

     

    TCP 관점에서 살펴보기.

    tcpdump 명령어를 통해서 Idle Connection 의 TCP Packet 전달 과정을 확인합니다.

    Idle Connection 은 정말 어떠한 TCP Packet 도 보내지 않습니다.

    그래서 TCP Packet 을 포착하지 못하였구요.

    대신 아래의 TCP Packet 들은 Connection 의 종료를 알리는 4 way handshake 단계의 Packet 들입니다.

    Flag 가 F 또는 R 인 Packet 들이 보이며, 이것은 Finish 와 Reset 을 의미합니다.

    그리고 이러한 Flag 의 Packet 은 Connection 의 종료를 의미합니다.

     

    13:53:16.937562 IP mysql.3306 > zealous_pascal.mysql.45256: Flags [F.], seq 4112, ack 2044, win 524, options [nop,nop,TS val 131635901 ecr 2691528606], length 0
	0x0000:  4500 0034 3847 4000 4006 aa53 ac12 0002  E..48G@.@..S....
	0x0010:  ac12 0003 0cea b0c8 4610 34de e072 c36c  ........F.4..r.l
	0x0020:  8011 020c 5850 0000 0101 080a 07d8 9abd  ....XP..........
	0x0030:  a06d 779e                                .mw.
13:53:16.938476 IP mysql.3306 > zealous_pascal.mysql.45256: Flags [R], seq 1175467231, win 0, length 0
	0x0000:  4500 0028 0000 4000 4006 e2a6 ac12 0002  E..(..@.@.......
	0x0010:  ac12 0003 0cea b0c8 4610 34df 0000 0000  ........F.4.....
	0x0020:  5004 0000 1f15 0000                      P.......
13:53:16.944338 IP mysql.3306 > zealous_pascal.mysql.45254: Flags [F.], seq 4112, ack 2124, win 524, options [nop,nop,TS val 131635908 ecr 2691528613], length 0
	0x0000:  4500 0034 1082 4000 4006 d218 ac12 0002  E..4..@.@.......
	0x0010:  ac12 0003 0cea b0c6 7253 385e 8f02 ebbb  ........rS8^....
	0x0020:  8011 020c 5850 0000 0101 080a 07d8 9ac4  ....XP..........
	0x0030:  a06d 77a5                                .mw.
13:53:16.944406 IP mysql.3306 > zealous_pascal.mysql.45254: Flags [.], ack 2125, win 524, options [nop,nop,TS val 131635908 ecr 2691528613], length 0
	0x0000:  4500 0034 1083 4000 4006 d217 ac12 0002  E..4..@.@.......
	0x0010:  ac12 0003 0cea b0c6 7253 385f 8f02 ebbc  ........rS8_....
	0x0020:  8010 020c 5850 0000 0101 080a 07d8 9ac4  ....XP..........
	0x0030:  a06d 77a5                                .mw.
13:53:16.947459 IP mysql.3306 > zealous_pascal.mysql.45238: Flags [F.], seq 4112, ack 2124, win 524, options [nop,nop,TS val 131635911 ecr 2691528616], length 0
	0x0000:  4500 0034 c192 4000 4006 2108 ac12 0002  E..4..@.@.!.....
	0x0010:  ac12 0003 0cea b0b6 596a b8c0 246c 6e76  ........Yj..$lnv
	0x0020:  8011 020c 5850 0000 0101 080a 07d8 9ac7  ....XP..........
	0x0030:  a06d 77a8                                .mw.
13:53:16.947494 IP mysql.3306 > zealous_pascal.mysql.45238: Flags [.], ack 2125, win 524, options [nop,nop,TS val 131635911 ecr 2691528616], length 0
	0x0000:  4500 0034 c193 4000 4006 2107 ac12 0002  E..4..@.@.!.....
	0x0010:  ac12 0003 0cea b0b6 596a b8c1 246c 6e77  ........Yj..$lnw
	0x0020:  8010 020c 5850 0000 0101 080a 07d8 9ac7  ....XP..........
	0x0030:  a06d 77a8                                .mw.

     

     

    관련 명령어들.

    docker network create mysql 
docker run -d --platform linux/amd64 --network mysql --name mysql --hostname mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=1234 mysql:8.0.23
docker run -it --network mysql --rm -v /tmp/HikariPoolMonitor.java:/tmp/HikariPoolMonitor.java openjdk:11 /bin/bash

cd /tmp/
wget https://repo1.maven.org/maven2/com/zaxxer/HikariCP/5.1.0/HikariCP-5.1.0.jar
wget https://repo1.maven.org/maven2/org/slf4j/slf4j-api/1.7.36/slf4j-api-1.7.36.jar
wget https://repo1.maven.org/maven2/org/slf4j/slf4j-simple/1.7.36/slf4j-simple-1.7.36.jar
wget https://repo1.maven.org/maven2/com/mysql/mysql-connector-j/8.0.33/mysql-connector-j-8.0.33.jar -P /tmp

javac -cp HikariCP-5.1.0.jar:slf4j-api-1.7.36.jar:slf4j-simple-1.7.36.jar:mysql-connector-j-8.0.33.jar HikariPoolMonitor.java
java -cp .:HikariCP-5.1.0.jar:slf4j-api-1.7.36.jar:slf4j-simple-1.7.36.jar:mysql-connector-j-8.0.33.jar HikariPoolMonitor

     

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