Spring Boot 성능 최적화 — JVM 튜닝부터 쿼리 개선까지

Spring Boot 애플리케이션이 느리다면 JVM, 커넥션 풀, 쿼리, 캐시 순서로 확인하세요.

JVM 튜닝

힙 메모리 설정

# 컨테이너 환경 (권장)
JAVA_OPTS="-XX:MaxRAMPercentage=75.0 -XX:InitialRAMPercentage=50.0"

# 직접 지정
JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx1g"
# Xms: 초기 힙 크기 / Xmx: 최대 힙 크기
# 컨테이너에서는 Xms = Xmx로 설정 권장 (GC 예측 가능성)

GC 선택

# G1GC — Java 9+ 기본값, 대부분의 경우 적합
-XX:+UseG1GC
-XX:MaxGCPauseMillis=200    # 최대 GC 멈춤 목표 200ms

# ZGC — 낮은 레이턴시 필요 시 (Java 15+)
-XX:+UseZGC
# GC 멈춤 < 1ms

Spring Boot 설정 최적화

# HikariCP 커넥션 풀
spring:
  datasource:
    hikari:
      maximum-pool-size: 20
      minimum-idle: 5
      connection-timeout: 3000
      idle-timeout: 600000
      max-lifetime: 1800000

# Tomcat 스레드 풀
server:
  tomcat:
    threads:
      max: 200
      min-spare: 20
    accept-count: 100

# 불필요한 자동 설정 비활성화
spring:
  autoconfigure:
    exclude:
      - org.springframework.boot.autoconfigure.security.servlet.SecurityAutoConfiguration

N+1 쿼리 해결 (JPA)

// N+1 발생 코드
@Entity
public class Order {
    @ManyToOne
    private User user;    // 지연 로딩 — 접근 시마다 쿼리
}

// 100개 주문 조회 시 → 101개 쿼리 발생
List<Order> orders = orderRepository.findAll();
orders.forEach(o -> log.info(o.getUser().getName()));

// 해결 1: JPQL fetch join
@Query("SELECT o FROM Order o JOIN FETCH o.user WHERE o.status = :status")
List<Order> findByStatusWithUser(@Param("status") String status);

// 해결 2: EntityGraph
@EntityGraph(attributePaths = {"user"})
List<Order> findByStatus(String status);

// 해결 3: @BatchSize (컬렉션)
@BatchSize(size = 100)
@OneToMany(mappedBy = "order")
private List<OrderItem> items;

Spring Cache 적용

implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-cache'
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis'

@Service
public class ProductService {

    // 캐시 적용 — Redis에 저장, 1시간 TTL
    @Cacheable(value = "products", key = "#id")
    public Product getProduct(Long id) {
        return productRepository.findById(id).orElseThrow();
    }

    // 캐시 갱신
    @CachePut(value = "products", key = "#product.id")
    public Product updateProduct(Product product) {
        return productRepository.save(product);
    }

    // 캐시 삭제
    @CacheEvict(value = "products", key = "#id")
    public void deleteProduct(Long id) {
        productRepository.deleteById(id);
    }
}

# Redis 캐시 TTL 설정
spring:
  cache:
    redis:
      time-to-live: 3600000   # 1시간 (ms)

비동기 처리

// @EnableAsync를 메인 클래스에 추가
@SpringBootApplication
@EnableAsync
public class Application { }

// 비동기 메서드
@Service
public class NotificationService {

    @Async
    public CompletableFuture<Void> sendEmail(String to, String content) {
        // 이메일 발송 (API 응답에 영향 안 줌)
        emailClient.send(to, content);
        return CompletableFuture.completedFuture(null);
    }
}

// 스레드 풀 설정
@Configuration
@EnableAsync
public class AsyncConfig implements AsyncConfigurer {

    @Override
    public Executor getAsyncExecutor() {
        ThreadPoolTaskExecutor executor = new ThreadPoolTaskExecutor();
        executor.setCorePoolSize(10);
        executor.setMaxPoolSize(50);
        executor.setQueueCapacity(100);
        executor.setThreadNamePrefix("async-");
        executor.initialize();
        return executor;
    }
}

Actuator로 성능 모니터링

management:
  endpoints:
    web:
      exposure:
        include: health, metrics, prometheus
  metrics:
    export:
      prometheus:
        enabled: true

# 주요 메트릭 확인
curl localhost:8080/actuator/metrics/jvm.memory.used
curl localhost:8080/actuator/metrics/hikaricp.connections.active
curl localhost:8080/actuator/metrics/http.server.requests

# Prometheus로 수집
curl localhost:8080/actuator/prometheus

다음 단계

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