Tomcat Executor

Spring Security와 Apache Tomcat의 Executor는 많은 요청을 효율적으로 처리하고, 인증/인가 과정에서 스레드의 안전성과 성능을 높이기 위해 함께 사용할 수 있습니다. 아래는 Executor를 Spring Security와 연관해 자세히 설명한 내용입니다.

 

Spring Security와 Apache Tomcat Executor

 

Spring Security는 애플리케이션에서 인증과 인가를 관리하며, Apache Tomcat은 애플리케이션 서버로써 HTTP 요청을 처리합니다. 여기서 Executor는 Tomcat의 스레드 풀을 관리하여 각 요청을 효율적으로 처리할 수 있도록 도와줍니다. Spring Security는 요청마다 SecurityContext를 통해 인증 정보를 관리하는데, 이때 각 요청이 별도의 스레드에서 실행되므로 스레드 안정성이 매우 중요합니다.

 

Spring Security와 Executor의 연관성

 

1. 스레드 안정성: Spring Security는 SecurityContextHolder를 통해 사용자 인증 정보를 관리하는데, 각 요청마다 고유의 SecurityContext가 스레드마다 안전하게 유지되어야 합니다.

2. 성능 최적화: 인증이나 인가 요청이 많아질수록 Tomcat의 스레드 풀이 중요한 역할을 하며, 요청을 효율적으로 처리하기 위해 공용 스레드 풀이 필요합니다.

3. 비동기 처리: 비동기 요청을 처리할 때도 Tomcat의 Executor 스레드 풀을 활용하여, Spring Security의 인증 정보가 올바르게 전달되고 요청이 안전하게 처리될 수 있도록 합니다.

 

1. Apache Tomcat Executor란?

 

Apache Tomcat의 Executor는 공용 스레드 풀을 생성하여 요청마다 새로운 스레드를 만들지 않고, 스레드를 재사용하여 서버 리소스를 효율적으로 사용하는 방식입니다. 이를 통해 성능과 안정성을 모두 확보할 수 있습니다.

 

Executor의 필요성

 

• 스레드 재사용: 요청마다 스레드를 새로 만드는 대신 미리 생성된 스레드를 재사용하여 성능을 향상시킵니다.

• 요청 분산: 요청을 고르게 분산하여 과부하를 방지합니다.

• 인증 정보 전파: 스레드가 재사용될 때에도 인증 정보(SecurityContext)가 안전하게 유지되도록 합니다.

 

2. Spring Security와 함께하는 Executor 설정

 

Spring Security의 요청 처리와 관련하여 Tomcat Executor를 설정하면, 인증/인가 요청을 효율적으로 관리할 수 있습니다. Executor는 server.xml에서 설정하며, 설정한 Executor를 Spring Security가 사용하는 Connector와 연결해야 합니다.

 

기본 설정 예시

<Executor name="securityThreadPool"
          namePrefix="tomcat-sec-"
          maxThreads="200"
          minSpareThreads="20"
          maxIdleTime="60000"/>

 

• name: Executor의 이름으로, Connector에서 참조할 이름입니다.

• namePrefix: 스레드 이름에 추가될 접두사로, 모니터링이나 디버깅에 유용합니다.

• maxThreads: 최대 스레드 수로, 동시에 처리할 수 있는 최대 요청 수를 제한합니다.

• minSpareThreads: 미리 생성해둘 스레드 수입니다. 요청이 많아질 때 빠르게 응답할 수 있도록 기본 스레드를 확보해둡니다.

• maxIdleTime: 유휴 상태로 있을 최대 시간으로, 이 시간이 지나면 스레드는 종료됩니다.

 

Connector와 Executor 연결하기

 

설정한 Executor를 Spring Security가 사용하는 Tomcat Connector에 연결합니다.

<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           executor="securityThreadPool"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443" />

 

위 설정으로 Tomcat의 8080 포트에 대한 요청을 securityThreadPool Executor가 관리하게 됩니다.

 

3. Spring Security의 SecurityContext와 Executor의 상호작용

 

Spring Security는 SecurityContextHolder를 통해 요청마다 인증 정보를 스레드에 저장하고 관리합니다. Executor를 통해 스레드를 재사용하는 경우, SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL 옵션을 사용하여 인증 정보가 스레드 간 안전하게 전파되도록 할 수 있습니다.

 

설정 예시 (Spring Security와 SecurityContextHolder 설정)

 

Spring Security 설정 클래스에서 아래와 같이 SecurityContextHolder의 전략을 설정할 수 있습니다.

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        SecurityContextHolder.setStrategyName(SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL);
        
        http
            .authorizeRequests()
                .anyRequest().authenticated() // 모든 요청에 대해 인증 요구
            .and()
            .exceptionHandling()
                .authenticationEntryPoint(new CustomEntryPoint())
            .and()
            .httpBasic();

        return http.build();
    }
}

 

SecurityContextHolder 설정 설명

 

• MODE_INHERITABLETHREADLOCAL 설정은 메인 스레드의 SecurityContext를 자식 스레드로 안전하게 전파합니다. 이 설정을 통해 인증 정보가 비동기 요청에서도 유지되며, 인증된 사용자 정보가 일관되게 유지됩니다.

• 이 설정은 Spring Security와 Tomcat의 Executor가 안전하게 상호작용하는 데 도움이 됩니다.

 

4. Spring Security에서 비동기 처리를 위한 Executor 활용

 

Spring Security는 비동기 메서드를 통해 비동기 인증 및 인가 처리를 지원하며, 이 과정에서 Tomcat의 Executor 스레드 풀을 활용합니다.

 

비동기 메서드와 @Async

 

@Async 애노테이션을 사용하여 비동기 메서드를 실행할 때, Executor 스레드 풀을 사용하여 요청을 처리할 수 있습니다.

import org.springframework.scheduling.annotation.Async;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContext;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class AsyncService {

    @Async
    public void asyncMethod() {
        SecurityContext context = SecurityContextHolder.getContext();
        // 인증 정보 사용
        System.out.println("Authenticated user: " + context.getAuthentication().getName());
    }
}

 

비동기 메서드의 SecurityContext 관리

 

비동기 메서드에서 SecurityContext를 활용하려면, SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL 설정이 필요합니다. 이 설정이 없으면 비동기 메서드에서 SecurityContext가 전달되지 않아, 인증 정보가 null로 나타날 수 있습니다.

 

5. Tomcat Executor 설정 시 고려 사항

 

CPU와 메모리 사용량 조정

 

서버 자원에 맞춰 Executor의 maxThreads, minSpareThreads, maxIdleTime을 설정하여 CPU와 메모리 사용을 최적화해야 합니다.

 

요청 트래픽에 따른 스레드 풀 설정

 

트래픽이 많은 경우 maxThreads를 높게 설정하고, 트래픽이 적은 경우 minSpareThreads를 줄여 불필요한 자원 낭비를 줄일 수 있습니다.

 

요청 처리량 모니터링

 

Executor 사용 시 스레드 사용량과 요청 처리 시간을 모니터링하여 적절한 값을 설정해야 합니다. 이는 Spring Security가 높은 요청 처리량에서도 안정적으로 인증/인가를 수행하도록 돕습니다.

 

6. Spring Security와 Executor 설정 예시

 

Spring Security와 Tomcat의 Executor 설정은 서버 자원을 최적화하면서 동시에 안정성을 높이는 데 매우 유용합니다. 아래는 예시 설정입니다.

 

server.xml의 Executor 설정

<Executor name="springSecurityThreadPool"
          namePrefix="sec-exec-"
          maxThreads="100"
          minSpareThreads="20"
          maxIdleTime="60000"/>
          
<Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
           executor="springSecurityThreadPool"
           connectionTimeout="20000"
           redirectPort="8443" />

 

Spring Security 설정 클래스 예시

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.security.config.annotation.web.builders.HttpSecurity;
import org.springframework.security.core.context.SecurityContextHolder;
import org.springframework.security.web.SecurityFilterChain;

@Configuration
public class SecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain securityFilterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        SecurityContextHolder.setStrategyName(SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL);

        http
            .authorizeRequests()
                .anyRequest().authenticated()
            .and()
            .httpBasic();

        return http.build();
    }
}

 

결론

 

Apache Tomcat의 Executor와 Spring Security를 함께 사용하면 고성능 요청 처리와 인증/인가의 안정성을 모두 확보할 수 있습니다. 특히, Tomcat의 Executor를 통해 스레드를 효율적으로 관리하고 Spring Security의 SecurityContextHolder.MODE_INHERITABLETHREADLOCAL 설정을 활용하면, 비동기 작업과 높은 요청량에서도 인증 정보를 안전하게 유지할 수 있습니다.

 

이를 통해 서버는 더 나은 성능과 안정성을 가지며, 확장성까지 확보할 수 있게 되어, 다중 요청을 효율적으로 처리하는 서비스 구조를 갖추게 됩니다.

 

Spring Security와 Tomcat Executor 설정은 고성능 애플리케이션을 위한 필수적인 설정이라 할 수 있습니다.