서킷 브레이커(Circuit Breaker) 패턴은 소프트웨어 시스템에서 오류를 격리하고 실패를 방지하기 위해 사용되는 디자인 패턴입니다. 주로 마이크로서비스 아키텍처에서 많이 사용되며, 외부 서비스 호출 시 발생할 수 있는 오류나 성능 저하를 관리하는 데 유용합니다.
서킷 브레이커 패턴의 개념과 원리
서킷 브레이커 패턴은 전기 회로의 서킷 브레이커와 유사한 방식으로 동작합니다. 전기 회로에서 과부하나 단락이 발생하면 서킷 브레이커가 회로를 열어 전류를 차단하듯이, 소프트웨어 시스템에서는 외부 서비스 호출에서 오류가 반복적으로 발생하면 서킷 브레이커가 호출을 차단하여 전체 시스템의 실패를 방지합니다.
서킷 브레이커는 주로 세 가지 상태를 가집니다:
- Closed (닫힘): 서비스 호출이 정상적으로 이루어지는 상태입니다. 이 상태에서는 모든 요청이 외부 서비스로 전달됩니다. 일정 시간 내에 오류가 설정된 임계값 이하로 발생하면 닫힌 상태를 유지합니다.
- Open (열림): 서비스 호출에서 오류가 임계값을 초과하여 발생할 경우, 서킷 브레이커는 열린 상태로 전환됩니다. 이 상태에서는 외부 서비스로의 모든 호출이 즉시 실패로 반환되며, 호출 자체가 이루어지지 않습니다. 이를 통해 이미 과부하 상태에 있는 외부 서비스에 추가적인 부하를 방지할 수 있습니다.
- Half-Open (반열림): 열린 상태에서 일정 시간이 지난 후, 서킷 브레이커는 반열림 상태로 전환됩니다. 이 상태에서는 일부 요청을 외부 서비스로 전달하여 서비스가 복구되었는지 확인합니다. 만약 이 테스트 호출이 성공하면 서킷 브레이커는 다시 닫힌 상태로 전환되며, 실패하면 다시 열린 상태로 전환됩니다.
서킷 브레이커 패턴의 장점
- 시스템 안정성 향상: 오류 발생 시 다른 서비스로 전파되지 않도록 하여 시스템의 안정성을 높입니다.
- 빠른 오류 감지 및 대응: 오류 발생 시 빠르게 감지하고 대응할 수 있습니다.
- 자원 보호: 외부 서비스가 과부하 상태일 때 불필요한 호출을 줄여 자원을 보호합니다.
- 성능 향상: 불필요한 지연을 줄여 시스템의 전체적인 성능을 향상시킵니다.
서킷 브레이커 패턴의 단점
- 복잡성 증가: 추가적인 상태 관리 로직이 필요하여 시스템의 복잡성이 증가할 수 있습니다.
- 적절한 임계값 설정 어려움: 오류 임계값과 복구 시간을 적절히 설정하는 것이 어려울 수 있습니다.
- 잠재적인 지연: 반열림 상태에서의 테스트 호출이 추가적인 지연을 초래할 수 있습니다.
서킷 브레이커 패턴은 시스템의 회복력을 강화하고 오류에 대응하는 중요한 디자인 패턴입니다. 이를 통해 마이크로서비스 아키텍처와 같은 복잡한 시스템에서 안정성을 유지하고, 오류 전파를 방지할 수 있습니다.