싱글코어 수십만 동시접속 기술

카테고리

프로그래밍/소프트웨어 개발

서브카테고리

웹 개발

대상자

- 고성능 웹 서버 개발자

- Rust 언어 중급 이상 개발자

- 동시접속 처리 기술에 관심 있는 프로그래머

- 난이도: 중급(Async/await, Tokio 프레임워크 이해 필요)

핵심 요약

• 이벤트 주도 아키텍처(event-driven architecture)와 비동기 I/O(asynchronous I/O) 기술을 사용하여 단일 코어에서 수십만 동시접속 처리 가능
• 하이퍼레이인 프레임워크(Hyperlane Framework) 구현 예제에서 tokio::sync::Semaphore와 RwLock을 사용한 리소스 제한 관리 기법 적용
• 전통적 스레드 모델(multi-threading) 대비 맥스 100,000 동시접속 처리 가능하며 메모리 소모 90% 감소

섹션별 세부 요약

1. 동시접속 처리 기술 진화

• 전통적 스레드 모델의 문제점: 스레드 생성 오버헤드, 컨텍스트 스위칭 빈도, 메모리 소모량 증가
• 동시접속 10,000 수준에서 시스템 크래시 발생 가능성
• 이벤트 주도 모델의 핵심: 단일/소수 스레드로 I/O 이벤트 처리

2. 하이퍼레이인 프레임워크 구현

• ConcurrentConnectionManager 구조체 정의

- active_connections: Arc>>로 동시접속 관리

- connection_semaphore: Arc로 동시접속 제한

• acquire_connection() 메서드: tokio::sync::Semaphore 사용으로 리소스 할당
• release_connection() 메서드: 연결 해제 시 통계 자동 업데이트

3. 동시접속 통계 관리

• ConnectionStats 구조체 정의

- total_connections, peak_connections, average_connection_duration 등 주요 지표

• cleanup_expired_connections() 메서드: 300초 이상 접속 유지 시 자동 정리
• get_stats() 메서드: 실시간 통계 정보 제공

4. 미들웨어 구현 예제

• concurrent_connection_middleware() 미들웨어: 연결 허가 처리 및 오류 처리
• concurrent_response_middleware() 미들웨어: 응답 처리 시 통계 업데이트
• high_concurrency_endpoint() 엔드포인트: 비동기 처리 및 JSON 응답 생성

결론

• 고성능 웹 서버 개발 시 비동기 I/O(tokio::io::AsyncRead)과 리소스 제한 관리(Semaphore) 기술 필수
• 동시접속 제한 설정 시 max_connections: usize 파라미터 사용
• RwLock과 Arc 조합으로 병렬 처리 시 데이터 일관성 유지
• 실무에서는 tokio::time::sleep() 대신 실제 비동기 처리 로직 적용 권장