스프링 배치 Spring Batch 정리 및 간단한 기능 구현

Batch(배치) 어플리케이션이란?

 배치(Batch)는 일괄처리란 뜻을 갖고 있습니다.

만약 매일 전 날의 데이터를 집계 해야한다고 가정해보겠습니다. 이 집계 과정을 어디서 수행하면 좋을까요? 웹 어플리케이션 밖에 모른다면 Tomcat + Spring MVC를 떠올리실것 같습니다. 하지만 이렇게 큰 데이터를 읽고, 가공하고, 저장한다면 해당 서버는 순식간에 CPU, I/O 등의 자원을 다 써버려서 다른 Request 처리를 못하게 됩니다.

그리고 이 집계 기능은 하루에 1번 수행됩니다. 이를 위해 API를 구성하는 것은 너무 낭비가 아닐까요? 여기서 추가로 데이터가 너무 많아서 처리중에 실패가 나면 어떻게 될까요? 5만번째에서 실패했다면, 5만 1번째부터 다시 실행할 수 있다면 얼마나 좋을까요?

또 이런 경우도 있을수 있습니다. 오늘 아침 누군가가 집계 함수를 실행시켰는데, 다른 누군가가 또 실행시켜 집계 데이터가 2배로 뻥튀기 될 수도 있습니다. 같은 파라미터로 같은 함수를 실행할 경우 이미 실행한 적이 있어 실패하는 기능을 지원한다면 얼마나 좋을까요?

바로 이런 단발성으로 대용량의 데이터를 처리하는 어플리케이션을 배치 어플리케이션이라고 합니다.

Spring 진영에선 Spring Batch가 있습니다.

Spring Batch를 소개하기전에 배치 어플리케이션이란 어떤 것인지 그 조건을 잠깐 이야기해보겠습니다. 배치 어플리케이션은 다음의 조건을 만족해야만 합니다.

• 대용량 데이터 - 배치 어플리케이션은 대량의 데이터를 가져오거나, 전달하거나, 계산하는 등의 처리를 할 수 ​​있어야 합니다.
• 자동화 - 배치 어플리케이션은 심각한 문제 해결을 제외하고는 사용자 개입 없이 실행되어야 합니다.
• 견고성 - 배치 어플리케이션은 잘못된 데이터를 충돌/중단 없이 처리할 수 있어야 합니다.
• 신뢰성 - 배치 어플리케이션은 무엇이 잘못되었는지를 추적할 수 있어야 합니다. (로깅, 알림)
• 성능 - 배치 어플리케이션은 지정한 시간 안에 처리를 완료하거나 동시에 실행되는 다른 어플리케이션을 방해하지 않도록 수행되어야합니다.

#Spring Batch?

Spring Batch 프로젝트는 Accenture와 Spring Source의 공동 작업으로 2007년에 탄생했습니다. Accenture는 수년간의 노력으로 그들만의 배치 프레임워크를 만들었고, 그를 통해 얻은 경험을 가지고 있었습니다. 즉, Accenture의 배치 노하우 & 기술력과 Spring 프레임워크가 합쳐져 만들어진 것이 Spring Batch 입니다.

Spring Batch는 Spring의 특성을 그대로 가져왔습니다. 그래서 DI, AOP, 서비스 추상화 등 Spring 프레임워크의 3대 요소를 모두 사용할 수 있으면서, Accenture의 Batch 노하우가 담긴 아키텍처를 사용할 수 있습니다.

현재 Spring Batch 4.0 (Spring Boot 2.0) 에서 지원하는 Reader & Writer는 아래와 같습니다. (Reader는 데이터를 읽어오는 모듈이며, Writer는 데이터를 쓰는 모듈이라고 생각하시면 됩니다.)

DataSource기술설명

Database	JDBC	페이징,커서,일괄 업데이트등 사용가능
Database	Hibernate	페이징,커서 사용가능
Database	JPA	페이징 사용 가능
File	Flat file	지정한 구분자로 파싱 지원
File	XML	XML 파싱 지원

 iBatis 모듈은 현재 삭제되었습니다. 
 iBatis를 reader로 사용하셨던 분들은 JDBC ItemReader로 교체하시길 추천드립니다.

#Batch 사례

일매출 집계

많은 거래가 이루어지는 커머스 사이트의 경우 하루 거래건이 50만 ~ 100만까지 나옵니다. 이럴 경우 이와 관련된 데이터는 최소 100만 ~ 200만 row 이상입니다. 한달이면 5000만 ~ 1억까지 될수도 있습니다.

이를 실시간 집계 쿼리로 해결하기엔 조회 시간이나 서버 부하가 심합니다. 그래서 매일 새벽에 전날의 매출 집계 데이터를 만들어서 외부 요청이 올 경우 미리 만들어준 집계 데이터를 바로 전달하면 성능과 부하를 모두 잡을 수 있습니다. 

#Spring Batch 프로젝트 생성하기

기본적인 프로젝트 개발 환경은 다음과 같습니다.

• IntelliJ IDEA 2019.1
• Spring Boot
• Java 11
• Maven

이를 기반하여 프로젝트 생성을 시작하겠습니다.

먼저 Spring Boot 프로젝트를 나타내는 Spring Initializr (Spring Boot)를 선택합니다.

본인만의 Group, Artfact를 선택하시고 Maven 프로젝트를 선택합니다.

이후 Spring 의존성을 선택하는 화면에선 아래와 같이 선택합니다.

#Simple Job 생성하기

Batch Job을 만들기 전에, BatchdemoApplication.java에 다음과 같이 Spring Batch 기능 활성화 어노테이션 @EnableBatchProcessing을 추가합니다.

이 어노테이션을 선언하면, Spring Batch의 여러 기능들을 사용할 수 있게 됩니다. 선언하지 않으시면 Spring Batch 기능을 사용할 수 없기 때문에 필수로 선언하셔야만 합니다.

설정이 끝나셨으면 패키지 아래에 job 패키지를 생성하고, SimpleJobConfiguration.java 파일을 생섭합니다.

• @Conifguration
  • Spring Batch의 모든 Job은 @Conifguration으로 등록해서 사용합니다.
• jobBuilderFactory.get("simpleJob)
  • simpleJob이란 이름의 Batch Job을 생성합니다.
  • job의 이름은 별도로 지정하지 않고, 이렇게 Builder를 통해 지정합니다.
• stepBuilderFactory.get("simpleStep1")
  • simpleStep1 이란 이름의 Batch Step을 생성합니다.
  • jobBuilderFactory.get("simpleJob")와 마찬가지로 Builder를 통해 이름을 지정합니다.
• .tasklet((contribution, chunkContext))
  • Step 안에서 수행될 기능들을 명시합니다.
  • 여기서는 Batch가 수행되면 log.info(">>>>> This is Step1") 가 출력되도록 합니다.

Batch Job을 생성하는 simpleJob 코드를 보시면 simpleStep1을 품고 있음을 알 수 있습니다. Spring Batch에서 Job은 하나의 배치 작업 단위를 얘기하는데요. Job 안에는 아래처럼 여러 Step이 존재하고, Step 안에 Tasklet 혹은 Reader & Processor & Writer 묶음이 존재합니다.

Job안에 여러 Step이 있다는건 쉽게 이해되지만, Step이 품고 있는 단위가 애매하게 보이실 수 있습니다.

Tasklet 하나와 Reader & Processor & Writer 한 묶음이 같은 레벨입니다. 그래서 Reader & Processor가 끝나고 Tasklet으로 마무리 짓는 등으로 만들순 없다는걸 꼭 명심해주셔야 합니다.

Tasklet은 어찌보면 Spring MVC의 @Component, @Bean과 비슷한 역할이라고 보셔도 될 것 같습니다. 
명확한 역할은 없지만, 개발자가 지정한 커스텀한 기능을 위한 단위로 보시면 됩니다.

자 그럼 한번 이 간단한 Spring Batch 어플리케이션을 실행해보겠습니다. 처음 만들어졌던 BatchdemoApplication.java의 main 메소드를 실행하면 Batch가 실행됩니다.

실행해보시면 아래처럼 log.info(">>>>> This is Step1")가 잘 수행되어 로그가 찍힌것을 알 수 있습니다.

처음으로 Spring Batch 프로그램을 작성해보았습니다!