Spring과 Node.js 비교하기

현재 가장 많이 사용되는 백엔드 기술 스택으로 Spring과 Node.js가 있습니다.

Spring은 Java, kotlin과 같은 JVM 계열의 언어를 사용하고 사용하는 언어에 따라 Java Spring, kotlin Spring이라고 부릅니다.

Node.js는 기본적으로 javascript을 사용하지만 타입이 없다는 단점이 있어 현재는 TypeScript를 주로 사용합니다.

 

이번 글에서는 2가지 기술 스택을 비교해보며 각각 어떤 장단점이 있으며 어떠한 경우에 사용하면 좋을 지 알아보겠습니다.

동작방식

기본적으로 Spring은 멀티 쓰레드 동기 방식으로 작동합니다.

아래 그림과 함께 더 자세히 알아보겠습니다.

예를들어 동시에 10개의 사용자 요청이 왔다고 하면 쓰레드 풀에서 10개의 쓰레드를 꺼내어 각 요청에 쓰레드를 할당합니다.

그림과 같이 4개의 CPU 코어가 있다면 10개의 쓰레드가 CPU 리소스를 필요할 때 Context-Switching 하며 각각 할당 받습니다.

기본적으로 동기 방식이라고 했는데 한 쓰레드가 처리하던 요청이 I/O 작업이 필요하면 처리하던 그 쓰레드는 wait 상태로

I/O 작업이 끝날 때까지 blocking 된다는 것입니다.

 

Thread1, Thread2, Thread9, Thread10은 현재 CPU를 할당 받은 running 상태입니다.

Thread3, Thread4, Thread6은 I/O 작업으로 인해 현재 blocking 된 wait 상태입니다.

Thread5, Thread7, Thread8은 CPU 할당을 받을 준비가 된 ready 상태입니다.

 

하지만 Node.js는 모든 요청을 하나의 메인 쓰레드에서 처리합니다.

Node.js는 이벤트 기반의 Non-blocking I/O 모델을 구현한 라이브러리를 사용합니다.

아래 그림을 보고 더 자세히 설명하겠습니다.

마찬가지로 동시에 10개의 사용자 요청이 왔다고 하겠습니다. 싱글 쓰레드이기 때문에 동시에 1가지 요청만 처리할 수 있습니다.

10개의 작업 중에서 CPU 리소스가 필요한 작업은 쓰레드 할당을 기다립니다. 

이때 Spring과의 또 다른 차이점이 I/O 작업에 대해 non-blocking 방식으로 작동한다는 것인데

이 말은 메인 쓰레드가 I/O 작업이 끝날 때까지 blocking 하지 않는다는 것입니다.

파일 I/O, 네트워크 작업, 데이터베이스 쿼리 등 다양한 작업을 백그라운드 쓰레드에 위임합니다.

즉, I/O 작업이 발생하면 더 이상 메인 쓰레드가 신경 쓰지 않고 CPU 리소스가 필요한 지정해둔 다른 요청을 처리합니다.

장단점

Spring은 멀티 쓰레드이기 때문에 CPU 코어 개수를 잘 활용할 수 있습니다. 즉 CPU 연산이 많은 작업에 적합합니다. 

하지만 메모리를 그만큼 많이 사용하며 멀티 쓰레드이기 때문에 공유 자원에 대한 동시성 문제에 대한 처리가 필요합니다. 

또한 DI, IoC 기반의 개발은 Spring의 엄청난 장점입니다.

따라서 현재 대규모 트래픽을 처리하는 대기업에서 많이 사용하고 있습니다.

 

Node.js는 싱글 쓰레드이기 때문에 CPU 코어를 잘 활용할 수 없습니다.

그래서 CPU 연산이 많은 작업의 경우에는 적합하지 않을 수 있습니다.

하지만 Non-blocking I/O 방식이기 때문에 CPU 연산이 많지 않고 단순 I/O 작업이 많을 때 적합합니다.

또한 싱글 쓰레드이기 때문에 메모리 사용이 적어 가볍습니다.

또한 javaScript, typeScript를 사용하기 때문에 여차하면(?) 프론트도 할 수 있다도 큰 장점으로 다가와

주로 스타트업에서 사용하고 있습니다.   

정리

지금까지 Spring과 Node.js를 비교해보았습니다. 각각의 진영이 발전하면서 단점이 점점 보완되고 있습니다.

Spring 진영에서는 현재 주류는 아니지만 비동기 방식을 위한 WebFlux가 있고 또한 곧 나올 자바 21의 가상 쓰레드도

기존의 단점을 보완해줄 것입니다.

 

Node.js도 애플리케이션을 개발할 때 코드의 구조화나 재사용성 등에 어려움이 있었지만 Nest.js의 출시로 인해

Spring 처럼 DI, IoC 기반의 개발을 할 수 있게 되었고 Typeorm 이라는 ORM 프레임워크의 등장으로 생산성도 높여주었습니다.

'어떤 기술이 항상 더 좋다'라는 것은 없고 각각의 기술의 원리에 대해 이해하고 상황에 맞는 선택을 할 수 있어야 할 것 같습니다. 

 

참고한 자료

‘Node.js’ VS ‘Java Spring’

[Node.js vs Spring] Node.js vs Spring의 차이