M

MLOG

한국어

장애 허용을 위한 서킷 브레이커 패턴을 통해 애플리케이션의 회복탄력성과 안정성을 높이는 방법을 알아보세요. 구현, 이점, 실제 사례를 소개합니다.

서킷 브레이커: 최신 애플리케이션을 위한 강력한 장애 허용 패턴

소프트웨어 개발, 특히 마이크로서비스 아키텍처 및 분산 시스템 영역에서 애플리케이션의 회복탄력성을 보장하는 것은 매우 중요합니다. 구성 요소에 장애가 발생했을 때 연쇄적인 장애를 방지하고 안정적이며 응답성 있는 사용자 경험을 유지하는 것이 중요합니다. 서킷 브레이커 패턴은 이러한 시나리오에서 장애 허용 및 점진적 성능 저하를 달성하기 위한 강력한 솔루션으로 부상했습니다.

서킷 브레이커 패턴이란 무엇인가?

서킷 브레이커 패턴은 과전류로 인한 회로 손상을 방지하는 전기 회로 차단기에서 영감을 받았습니다. 소프트웨어에서는 실패할 가능성이 있는 작업을 위한 프록시 역할을 하여 애플리케이션이 실패할 가능성이 높은 작업을 반복적으로 실행하는 것을 방지합니다. 이러한 선제적인 접근 방식은 리소스 낭비를 피하고, 지연 시간을 줄이며, 궁극적으로 시스템 안정성을 향상시킵니다.

핵심 아이디어는 서비스가 지속적으로 응답에 실패할 때 서킷 브레이커가 "열리고(Open)", 해당 서비스에 대한 추가 요청을 막는 것입니다. 정의된 기간이 지나면 서킷 브레이커는 "반-열림(Half-Open)" 상태로 전환되어 제한된 수의 테스트 요청이 통과하도록 허용합니다. 이러한 요청이 성공하면 서킷 브레이커는 "닫히고(Closed)" 정상적인 작동을 재개합니다. 실패하면 서킷 브레이커는 열린 상태를 유지하고 주기가 반복됩니다.

서킷 브레이커의 상태

서킷 브레이커는 세 가지 고유한 상태로 작동합니다:

서킷 브레이커 패턴 사용의 이점

서킷 브레이커 패턴을 구현하면 다음과 같은 몇 가지 주요 이점이 있습니다:

구현 시 고려사항

서킷 브레이커 패턴을 효과적으로 구현하려면 여러 요소를 신중하게 고려해야 합니다:

구현 예제

서킷 브레이커 패턴은 다양한 프로그래밍 언어와 프레임워크를 사용하여 구현할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 예입니다:

Resilience4j를 사용한 Java

Resilience4j는 서킷 브레이커, 재시도, 비율 제한기, 벌크헤드 등 포괄적인 장애 허용 도구 모음을 제공하는 인기 있는 Java 라이브러리입니다. 다음은 기본 예제입니다:


CircuitBreakerConfig circuitBreakerConfig = CircuitBreakerConfig.custom()
    .failureRateThreshold(50)
    .waitDurationInOpenState(Duration.ofMillis(1000))
    .permittedNumberOfCallsInHalfOpenState(2)
    .slidingWindowSize(10)
    .build();

CircuitBreaker circuitBreaker = CircuitBreaker.of("myService", circuitBreakerConfig);

Supplier<String> decoratedSupplier = CircuitBreaker
    .decorateSupplier(circuitBreaker, () -> myRemoteService.getData());

try {
    String result = decoratedSupplier.get();
    // Process the result
} catch (RequestNotPermitted e) {
    // Handle the open circuit
    System.err.println("Circuit is open: " + e.getMessage());
}

Pybreaker를 사용한 Python

Pybreaker는 간단하고 사용하기 쉬운 서킷 브레이커 구현을 제공하는 Python 라이브러리입니다.


import pybreaker

breaker = pybreaker.CircuitBreaker(fail_max=3, reset_timeout=10)

@breaker
def unreliable_function():
    # 불안정한 함수 호출은 여기에 작성
    pass

try:
    unreliable_function()
except pybreaker.CircuitBreakerError:
    print("서킷 브레이커가 열렸습니다!")

Polly를 사용한 .NET

Polly는 개발자가 재시도, 서킷 브레이커, 시간 초과, 벌크헤드와 같은 정책을 유연하고 구성 가능한 방식으로 표현할 수 있게 해주는 .NET 회복탄력성 및 일시적 오류 처리 라이브러리입니다.


var circuitBreakerPolicy = Policy
    .Handle<Exception>()
    .CircuitBreakerAsync(
        exceptionsAllowedBeforeBreaking: 3,
        durationOfBreak: TimeSpan.FromSeconds(10),
        onBreak: (exception, timespan) =>
        {
            Console.WriteLine("서킷 브레이커 열림: " + exception.Message);
        },
        onReset: () =>
        {
            Console.WriteLine("서킷 브레이커 재설정됨.");
        },
        onHalfOpen: () =>
        {
            Console.WriteLine("서킷 브레이커 반-열림 상태.");
        });


try
{
    await circuitBreakerPolicy.ExecuteAsync(async () =>
    {
        // 불안정한 작업은 여기에 작성
        await MyRemoteService.GetDataAsync();
    });
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("처리된 예외: " + ex.Message);
}

실제 사용 사례

서킷 브레이커 패턴은 다양한 산업 및 애플리케이션에서 널리 사용됩니다:

서킷 브레이커 vs. 재시도 패턴

서킷 브레이커와 재시도 패턴은 모두 장애 허용을 위해 사용되지만, 목적이 다릅니다.

경우에 따라 이 두 패턴을 함께 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 서킷 브레이커 내에 재시도 패턴을 구현할 수 있습니다. 서비스가 지속적으로 실패하는 경우 서킷 브레이커는 과도한 재시도를 방지하고, 재시도 패턴은 서킷 브레이커가 트리거되기 전에 일시적인 오류를 처리합니다.

피해야 할 안티패턴

서킷 브레이커는 강력한 도구이지만, 잠재적인 안티패턴에 대해 인지하는 것이 중요합니다:

고급 개념

결론

서킷 브레이커 패턴은 특히 마이크로서비스 아키텍처 및 분산 시스템에서 회복탄력성 있고 장애 허용적인 애플리케이션을 구축하기 위한 필수 도구입니다. 연쇄적인 장애를 방지하고, 지연 시간을 줄이며, 점진적 성능 저하를 가능하게 함으로써 애플리케이션 안정성을 향상시키고 사용자 경험을 개선합니다. 구현 세부 사항을 신중하게 고려하고 일반적인 안티패턴을 피함으로써, 서킷 브레이커 패턴을 효과적으로 활용하여 더 견고하고 신뢰할 수 있는 소프트웨어 시스템을 만들 수 있습니다. 그 글로벌 적용 가능성 덕분에 다양하고 국제적인 사용자 기반을 위해 설계된 모든 애플리케이션에 대한 중요한 고려 사항이 됩니다. 서킷 브레이커 패턴을 이해하고 구현하는 것은 현대 소프트웨어 엔지니어링 관행에 매우 중요합니다. 잠재적인 장애를 선제적으로 해결함으로써 개발자는 분산 컴퓨팅의 피할 수 없는 과제를 더 잘 처리할 수 있는 시스템을 구축할 수 있습니다.

서킷 브레이커: 최신 애플리케이션을 위한 강력한 장애 허용 패턴 | MLOG