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08 Coroutines: Virtual Threads 기본 (02-virtualthreads-basic)

Java 21 Virtual Threads 기반으로 Exposed 트랜잭션을 실행하는 모듈입니다. 블로킹 코드 스타일을 유지하면서 높은 동시성을 확보하는 패턴을 다룹니다.

학습 목표

  • newVirtualThreadJdbcTransaction 사용법을 익힌다.
  • Virtual Thread 비동기 실행 패턴을 이해한다.
  • 플랫폼 스레드 방식 및 코루틴 방식과의 차이를 비교한다.

선수 지식

핵심 개념

newVirtualThreadJdbcTransaction — 기본 사용

// Virtual Thread 위에서 트랜잭션 실행 (블로킹 스타일 유지)
newVirtualThreadJdbcTransaction {
    VTester.insert { }
    commit()
}

// 기존 트랜잭션에서 Virtual Thread 트랜잭션 중첩
fun JdbcTransaction.getTesterById(id: Int): ResultRow? =
    newVirtualThreadJdbcTransaction {
        VTester.selectAll()
            .where { VTester.id eq id }
            .singleOrNull()
    }

virtualThreadJdbcTransactionAsync — 병렬 실행

// 여러 트랜잭션을 Virtual Thread로 병렬 실행
val futures: List<VirtualFuture<EntityID<Int>>> = (1..10).map {
    virtualThreadJdbcTransactionAsync {
        VTester.insertAndGetId { }
    }
}
val ids = futures.awaitAll()

Virtual Thread 트랜잭션 흐름

sequenceDiagram
    participant C as Caller (일반 코드)
    participant VT as newVirtualThreadJdbcTransaction
    participant VTA as virtualThreadJdbcTransactionAsync
    participant DB as Database

    C->>VT: newVirtualThreadJdbcTransaction { }
    Note over VT: JVM이 Virtual Thread 생성, 플랫폼 스레드에 마운트
    VT->>DB: BEGIN
    VT->>DB: INSERT / SELECT ...
    alt 정상 완료
        VT->>DB: COMMIT
        VT-->>C: 결과 반환
    else 예외 발생
        VT->>DB: ROLLBACK
        VT-->>C: 예외 전파
    end

    C->>VTA: virtualThreadJdbcTransactionAsync { }
    VTA-->>C: VirtualFuture<T> (즉시 반환)
    Note over C,VTA: 병렬로 여러 Virtual Thread 실행
    C->>C: futures.awaitAll()
    VTA->>DB: BEGIN → SQL → COMMIT
    VTA-->>C: 결과 반환
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코루틴 vs Virtual Threads 실무 선택 가이드

상황 권장 방식
신규 비동기 코드베이스 Kotlin Coroutines
기존 동기 블로킹 코드에 동시성 추가 Virtual Threads
Spring WebFlux / Reactive 연동 Kotlin Coroutines
Spring MVC (서블릿 기반) + 높은 동시성 Virtual Threads
취소(cancellation) 세밀한 제어 Kotlin Coroutines
Java 17 이하 환경 Kotlin Coroutines
Java 21+ 환경, 코드 변경 최소화 Virtual Threads

Virtual Thread 처리 모델 flowchart

flowchart TD
    A["일반 코드 (블로킹 스타일)"] --> B["newVirtualThreadJdbcTransaction { }"]
    B --> C["JVM: Virtual Thread 생성"]
    C --> D["플랫폼 스레드에 마운트\n(OS Thread-N)"]
    D --> E["Exposed Transaction 시작\nBEGIN"]
    E --> F["DB 작업 수행\n(INSERT / SELECT / UPDATE)"]
    F --> G{결과}
    G -->|정상| H["COMMIT\n결과 반환"]
    G -->|예외| I["ROLLBACK\n예외 전파"]
    H --> J["Virtual Thread 종료\n(플랫폼 스레드 반환)"]
    I --> J

    B2["virtualThreadJdbcTransactionAsync { }"] --> K["VirtualFuture&lt;T&gt; 즉시 반환"]
    K --> L["병렬 Virtual Thread들 실행"]
    L --> M["futures.awaitAll() 대기"]
    M --> N["모든 결과 수집"]
Loading

Virtual Thread vs Platform Thread 비교 다이어그램

flowchart LR
    subgraph PlatformThread["플랫폼 스레드 (전통적 방식)"]
        direction TD
        P1["요청 1 → OS Thread-1 점유\n(I/O 대기 중에도 스레드 블로킹)"]
        P2["요청 2 → OS Thread-2 점유"]
        P3["요청 N → OS Thread-N 점유"]
        P1 & P2 & P3 --> PLimit["스레드 수 한계\n→ 동시성 제한"]
    end

    subgraph VirtualThread["Virtual Thread (Java 21+)"]
        direction TD
        V1["Virtual Thread 1"] & V2["Virtual Thread 2"] & V3["Virtual Thread N"]
        V1 & V2 & V3 --> |"I/O 대기 시 언마운트"| Carrier["소수의 Carrier(OS) Thread"]
        Carrier --> |"작업 재개 시 마운트"| V1
        Carrier --> VScale["수백만 개 동시 실행 가능"]
    end

    PlatformThread -. "Java 21 이상에서 대체" .-> VirtualThread
Loading

테이블 ERD (virtualthreads_table)

erDiagram
    virtualthreads_table {
        SERIAL id PK
        VARCHAR_50 name "NULL"
    }
    virtualthreads_table_unique {
        INT id PK "UNIQUE INDEX"
    }
Loading

예제 구성

소스 위치: src/test/kotlin/exposed/examples/virtualthreads

파일 주요 테스트 시나리오
Ex01_VirtualThreads.kt 존재하지 않는 ID 조회, 단건 삽입/조회, 병렬 삽입, 중복 키 예외, 일반 transaction 혼용, 중첩 예외 처리

주요 테스트 시나리오

시나리오 사용 API
기본 Virtual Thread 트랜잭션 newVirtualThreadJdbcTransaction
기존 트랜잭션 내 중첩 실행 newVirtualThreadJdbcTransaction (내부 중첩)
비동기 병렬 삽입 (10건) virtualThreadJdbcTransactionAsync + awaitAll
중복 키 삽입 → 예외 검증 assertFailsWith<ExecutionException>
일반 transaction { } 혼용 비교 transaction { } vs newVirtualThreadJdbcTransaction
Java 21 전용 실행 조건 (@EnabledOnJre) @EnabledOnJre(JRE.JAVA_21) 어노테이션

실행 방법

./gradlew :08-coroutines:02-virtualthreads-basic:test

Java 21 이상 환경에서만 실행됩니다. @EnabledOnJre(JRE.JAVA_21) 어노테이션으로 보호되어 있습니다.

# Java 버전 확인
java -version

# 특정 Java 버전으로 실행
mise use java@21
./gradlew :08-coroutines:02-virtualthreads-basic:test

실습 체크리스트

  • 동시 작업 수를 늘려 처리량/지연시간 변화를 측정
  • 예외 발생 시 롤백/정리 동작 검증
  • 코루틴 버전과 Virtual Thread 버전의 같은 시나리오를 비교

성능·안정성 체크포인트

  • Virtual Thread 증가와 DB 커넥션 수를 함께 조정
  • 장시간 I/O 또는 외부 호출로 인한 병목을 분리
  • pinning 현상 주의: synchronized 블록 내 블로킹 호출은 Virtual Thread를 플랫폼 스레드에 고정시킴

다음 챕터