NodeJS VS Vert.x

NodeJS vs Vert.x

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해당 문서는 NodeJS와 Vert.x에 대한 대략적인 특징 및 성능 비교에 대해 간단명료하게 작성하였다. 해당 내용에 대해 더 자세한 정보를 보고 싶다면 아래 링크에서 확인하자.

• NodeJS
• Vert.x

NodeJS

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NodeJS는 Google의 Chrome V8 Javascript 엔진 기반인 고성능의 비동기 IO를 지원하는 네트워크 서버이다.

• Event - Driven 방식
• Async / Non Blocking IO 기반
• Single Thread Model

(이미지 출처)

 

동작과정

• 먼저 V8 엔진 기반으로 동작하며 그 기반으로 Single Thread 기반의 Event Loop (libev) 가 돌면서 요청을 처리하고 시스템 적으로 Non-blocking io를 지원하지 않는 io 호출이 있는 경우, 이를 비동기 처리하기 위해서 내부의 Thread Pool (libeio)을 별도 이용하여 처리하고 그 위에 네트워크 프로토콜을 처리하는 socket, http 바인딩 모듈이 로드 되고, 맨 윗단에 node.js에서 제공하는 standard library(ex: console, 파일 핸들링 등)가 로드된다.

단점

• Singgle Thread Model 기반이므로 하나의 request를 처리할 때 CPU를 많이 사용하면 다른 요청 처리가 지연되며 전체적인 응답 시간 저하로 연결된다.
• 에러가 나면 대부분 서버가 죽어버리기 때문에 운영 관점에서 트러블 슈팅 등이 어렵다.

libev: Event Loop 라이브러리

libeio: 비동기 I/O 라이브러리

c-ares: 비동기 DNS를 지원하는 오픈 소스

openSSL: 암호화 라이브러리

Vert.x

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NodeJS로부터 영향을 받은 프로젝트이며 NodeJS처럼 Event - Driven 방식인 비동기 소켓 서버 프레임워크이다.

• JVM 위에서 동작
• Non Blocking 방식
• 다양한 언어 지원
• Thread Safe한 멀티 스레드 지원
• Event Bus: 일종의 Message Queue와 같은 개념으로, Verticle 간에 통신이나, Vert.x Instance간의 통신이 가능하게 한다. Verticle간의 통신이란 Java로 만든 Verticle에서 Python으로 만든 Verticle로 메세지 전달이 가능하다. 또한 Event Bus를 이용하면 서로 분리되어 있는 (다른 JVM 프로세스로 기동되는 또는 서로 다른 하드웨어에서 기동되고 있는) Verticle 간에 메세지를 주고 받을 수 있다.
• 클러스터링 지원
• 멀티 인스턴스 지원을 통한 성능 증대: 동시에 여러 개의 Verticle을 실행할 수 있다. 여러 개의 Thread를 띄우더라도, 각 Thread는 독립적으로 동작하고 각 Thread 간에 객체 공유나 자원의 공유가 없이 전혀 다르게 독립적으로 동작하므로 결과적으로는 Thread Safe하게 수행된다.

Netty: 유지 관리가 용이한 고성능 프로토콜 서버와 클라이언트를 신속하게 개발하기 위한 비동기식 이벤트 기반 네트워크 애플리케이션 프레임워크

Verticle: Vert.x의 하나의 애플리케이션(=Servlet과 같음)이며 독립된 Class Loader에서 독립된 Object로 존재하므로 각 Thread 간에 객체 공유나 자원의 공유가 없이 전혀 다르게 독립적으로 동작하므로 결과적으로는 Thread Safe하게 수행된다. 그리고 기본적으로 Non Blocking으로 작동하며 여러가지 언어로 작성될 수 있다.

Hazelcast: 분산 환경에서 데이터 공유를 위한 In-Memory Data Grid 오픈소스 솔루션

(이미지 출처)

주의사항(JVM 기반이므로 GC가 발생함)

• HazelCast를 남용하면 Full GC Time 문제가 발생이 가능하다.
• 여러 인스턴스를 나눠서 메모리를 작게 잡고, 부하를 분산 시켜, Full GC 소요 시간과, 발생 횟수를 줄여야 함

※ 참고로, Vert.x에 embedded된, HazelCast는 Community 버전이다. (무료 버전). HazelCast는 자바 기반이기 때문에, 대용량 메모리를 사용하게 되면, Full GC가 발생할때, 시스템의 순간적인 멈춤 현상이 발생하기 때문에, 이를 감안해서 사용하거나, 또는 상용 버전을 사용하면 Direct Memory라는 개념을 사용하는데, 이는 Java Heap을 사용하지 않고, Native 메모리를 바로 접근 및 관리 함으로써, 대용량 메모리를 GC Time이 없이 사용할 수 있다.

NodeJS와 Vert.x 비교

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	NodeJS	Vert.x
기반 언어	C	Java
사용가능 언어	Javascript	Python,JavaScript,Java,Groovy,Scala
지원 모듈	40,000개 이상	100개 이하
안전성	V8 엔진 자체가 불안함	Netty, HazleCast 등 안정된 엔진위에 개발됨
클러스터링	한 하드웨어에 여러개 NodeJS를 띄울 수 있음. NodeJS 인스턴스간 상태 Share 불가	한 하드웨어에 여러개의 vertx를 띄울 수 있음. node간의 상태 공유 메세징 가능
레퍼런스	매우 풍부	매우 적음(ex:공식 서적 2개)
성능	열세 (한 node 인스턴스당 CPU 코어 1개 이상 사용 불가, 멀티스레딩 안됨)	우세 (JVM기반으로 하나의 vert.x 인스턴스에 여러개의 Verticle 인스턴스를 띄워서 CPU의 사용 극대화)
에러 처리	Context 정보 없이 죽어서 추적이 어려움	Stack을 출력하고 죽어서 추적에 용이함
비동기 Non-Blocking IO	Thread Pool을 이용한 Emulation	OS 수준의 Non-Blocking IO 사용(IO 처리에 유리)

성능비교 (이미지 출처)

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200/OK 응답만 주었을 때의 성능 비교

위의 그래프를 보면 Node.js 보다 Vert.x-Javascript의 성능이 좋다고 표시되었으나 이것은 Vert.x 제작자가 밝힌 성능이며 엄격한 환경에서 실시한 테스트가 아니라고 하여 상대적인 성능 격차에만 주목하는것이 좋다고 한다.

사용 방향성

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개인적으론 Vert.x와 Node.js 중 선택을 하자면 Node를 사용하는 게 더 좋다고 생각한다.
왜냐하면 vert.x는 2012년 5월에 첫 버전이 나왔지만 2009년에 첫 버전이 나온 Nodejs에 비하면 역사가 짧은 부분도 있으며 레퍼런스 또한 매우 부족한 상황이라 모듈인 경우에도 자체적으로 개발해야 되는 상황이 많다.
그러므로 서비스 초기엔 성능적인 이점은 조금 양보하여 안정적이며 레퍼런스 및 모듈들이 방대한 Node.js로 운영하다 향후에 Vert.x 진영의 발전 속도나 기술력을 고려하여 도입에 대한 여부를 결정하는 것이 좋을 것 같다. ( 이미 대다수의 기업들도 NodeJS 사용을 많이 하여 검증이 되었다고 생각한다. )

위의 내용 중 NodeJS 트러블 슈팅이 어렵다고 되어있지만 현재 NodeJS 진영에서는 V8 Engine의 Memory Leak issue를 예로 들면 프로세스 관리자인 pm2로 관리를 하면서 로그는 process.on('uncaughtException') 과 같은 메소드로 예외처리를 한다거나 등의 여러가지 해결책들이 제시되고 있다고 한다.

참고

https://nodejs.org
https://bcho.tistory.com
https://d2.naver.com/helloworld
https://asfirstalways.tistory.com
https://118k.tistory.com