[주니어 백엔드 개발자가 반드시 알아야 할 실무 지식] 7장 IO 병목 어떻게 해결하지

🔥 IO 병목, 어떻게 해결하지

🚀 네트워크 IO와 자원 효율

public static void main(String[] args) {
    outputStream.write(...); // 출력 스트림으로 데이터 보내기
    inputStream.read(...); // 입력 스트림으로 데이터 받기
}

📝 컨텍스트 스위칭

• IO 대기와 컨텍스트 스위칭에 따른 CPU 낭비

• 요청마다 스레드를 할당함으로써 메모리 사용량이 높음

• 가상 스레드나 고루틴 같은 경량 스레드 사용

• 논블로킹 또는 비동기 IO 사용

🚀 가상 스레드로 자원 효율 높이기

🎯 네트워크 IO와 가상 스레드

🎯 가상 스레드와 성능

• CPU 코어 16개

• TPS 500

• 1개 요청 처리당 20ms 소요

• IO 중심 작업

🎯 가상 스레드의 중요한 장점

🚀 논블로킹 IO로 성능 더 높이기

🎯 논블로킹 IO 동작 개요

public static void main(String[] args) {
    int byteReads = channel.read(buffer); // 데이터를 읽을 때까지 대기하지 않음
    // 읽은 데이터가 없어도 다음 코드 계속 진행
}

public static void main(String[] args) {
    // CPU 낭비가 심한 방식
    while (ture) {
        int byteReads = channel.read(buffer);
        if (byteREads > 0) {
            handleData(channel, byteReads);
        }
    }
}

1. 실행 가능한 IO 연산 목록을 구한다 (실행 가능한 연산을 구할 때까지 대기)

2. 1에서 구한 IO 연산 목록을 차례대로 순회한다.
1. 각 IO 연산을 처리한다.

3. 이 과정을 반복한다.

📝 IO 멀티플렉싱(multiplexing)

🎯 리액터 패턴

public static void main(String[] args) {
    /* 리액터 예시 */
    while (isRunning) {
        List<Event> events = getEvents(); // 이벤트가 발생할 때까지 대기
        for (Event event : events) {
            Handler handler = getHandler(event); // 이벤트를 처리할 핸들러를 구함
            handler.handle(event); // 이벤트 처리
        }
    }
}

🎯 프레임워크 사용하기

• 블로킹 IO 예시

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public static void main(String[] args) {
    BufferedReader br = new BufferedReader(
        new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8")
    );

    String line;
    while ((line = br.readLine()) != null) { // 줄 단위로 쉽게 읽을 수 있음
        // line 처리
    }
}

🎯 논블로킹/블로킹 IO와 성능

🚀 언제 어떤 방법을 택할까

• 문제가 있는가?

• 문제가 있다면 네트워크 IO 관련 성능 문제인가?

• 구현 변경이 가능한가?

• 성능 문제 없음

• CPU 중심 작업

• 잘못된 쿼리로 DB 처리 시간 자체가 느린 경우

• 성능 개선이 후순위인 경우

• 관련 기술을 잘 모를 때