PDO 풀: 데이터베이스 연결 풀

문제

코루틴으로 작업할 때 I/O 디스크립터 공유 문제가 발생합니다. 두 코루틴이 같은 소켓을 동시에 사용하여 서로 다른 패킷을 쓰거나 읽으면, 데이터가 섞이고 결과를 예측할 수 없게 됩니다. 따라서 동일한 PDO 객체를 다른 코루틴에서 단순히 사용할 수 없습니다!

반면, 각 코루틴마다 별도의 연결을 반복해서 생성하는 것은 매우 낭비적인 전략입니다. 이는 동시 I/O의 장점을 상쇄합니다. 따라서 외부 API, 데이터베이스 및 기타 리소스와 상호 작용하기 위해 일반적으로 연결 풀이 사용됩니다.

php

$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=app', 'root', 'secret');

// 10개의 코루틴이 동시에 같은 $pdo를 사용
for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
    spawn(function() use ($pdo, $i) {
        $pdo->beginTransaction();
        $pdo->exec("INSERT INTO orders (user_id) VALUES ($i)");
        // 다른 코루틴이 이미 이 동일한 연결에서 COMMIT을 호출했습니다!
        $pdo->commit(); // 혼란
    });
}

각 코루틴에서 별도의 연결을 만들 수 있지만, 천 개의 코루틴이 있으면 천 개의 TCP 연결이 됩니다. MySQL은 기본적으로 151개의 동시 연결을 허용합니다. PostgreSQL은 100개입니다.

해결책: PDO 풀

PDO 풀 -- PHP 코어에 내장된 데이터베이스 연결 풀입니다. 미리 준비된 세트에서 각 코루틴에 자동으로 자체 연결을 제공하고 코루틴이 작업을 마치면 다시 반환합니다.

php

$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=app', 'root', 'secret', [
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED => true,
    PDO::ATTR_POOL_MIN => 2,
    PDO::ATTR_POOL_MAX => 10,
]);

// 10개의 코루틴 -- 각각 자체 연결을 받음
for ($i = 0; $i < 10; $i++) {
    spawn(function() use ($pdo, $i) {
        // 풀이 이 코루틴에 대한 연결을 자동으로 할당
        $pdo->beginTransaction();
        $pdo->exec("INSERT INTO orders (user_id) VALUES ($i)");
        $pdo->commit();
        // 연결이 풀로 반환됨
    });
}

외부에서 코드는 일반 PDO로 작업하는 것처럼 보입니다. 풀은 완전히 투명합니다.

활성화 방법

풀은 PDO 생성자 속성을 통해 활성화됩니다:

php

$pdo = new PDO($dsn, $user, $password, [
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED              => true,  // 풀 활성화
    PDO::ATTR_POOL_MIN                  => 0,     // 최소 연결 수 (기본값 0)
    PDO::ATTR_POOL_MAX                  => 10,    // 최대 연결 수 (기본값 10)
    PDO::ATTR_POOL_HEALTHCHECK_INTERVAL => 30,    // 상태 확인 간격 (초, 0 = 비활성화)
]);

속성	의미	기본값
`POOL_ENABLED`	풀 활성화	`false`
`POOL_MIN`	풀이 열어두는 최소 연결 수	`0`
`POOL_MAX`	최대 동시 연결 수	`10`
`POOL_HEALTHCHECK_INTERVAL`	연결이 살아있는지 확인하는 빈도 (초 단위)	`0`
`POOL_STMT_CACHE_SIZE`	물리 연결당 prepared statement 캐시 크기	`0` (꺼짐)

코루틴에 연결 바인딩

각 코루틴은 풀에서 자체 연결을 받습니다. 단일 코루틴 내의 query(), exec(), prepare() 모든 호출은 동일한 연결을 통해 이루어집니다.

php

$pdo = new PDO($dsn, $user, $password, [
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED => true,
    PDO::ATTR_POOL_MAX => 5,
]);

$coro1 = spawn(function() use ($pdo) {
    // 세 가지 쿼리 모두 연결 #1을 통해
    $pdo->query("SELECT 1");
    $pdo->query("SELECT 2");
    $pdo->query("SELECT 3");
    // 코루틴 완료 -- 연결 #1이 풀로 반환
});

$coro2 = spawn(function() use ($pdo) {
    // 모든 쿼리가 연결 #2를 통해
    $pdo->query("SELECT 4");
    // 코루틴 완료 -- 연결 #2가 풀로 반환
});

코루틴이 더 이상 연결을 사용하지 않는 경우(활성 트랜잭션이나 문이 없는 경우), 풀이 코루틴이 끝나기를 기다리지 않고 더 일찍 반환할 수 있습니다.

Prepared statement 캐시

PDO 생성 시 PDO::ATTR_POOL_STMT_CACHE_SIZE => N 속성으로 활성화됩니다. 풀은 각 물리 연결마다 마지막 N개의 prepared statement의 LRU 캐시를 유지합니다. 코루틴이 같은 SQL로 prepare()를 반복 호출하면, 풀은 이미 준비된 서버 측 statement를 반환합니다 — DB까지의 round-trip 없이.

php

$pdo = new PDO($dsn, $user, $password, [
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED         => true,
    PDO::ATTR_POOL_MAX             => 10,
    PDO::ATTR_POOL_STMT_CACHE_SIZE => 64,   // 각 연결당 최대 64개의 stmt
]);

spawn(function () use ($pdo) {
    for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
        // 첫 호출: 서버에서 실제 PREPARE.
        // 이 연결의 모든 후속 호출: 캐시 히트, wire 트래픽 0.
        $stmt = $pdo->prepare('SELECT name FROM users WHERE id = ?');
        $stmt->execute([$i]);
        $row = $stmt->fetch();
    }
});

타이트한 prepare → execute → fetch 루프에서 약 2.9× 가속을 제공합니다 (드라이버와 부하에 따라 다름).

지원 드라이버

pdo_pgsql, pdo_mysql, pdo_sqlite.

캐시가 동작하지 않는 경우

시맨틱을 깨지 않기 위해 다음 경우에는 캐시가 자동으로 건너뛰어집니다.

PDO_CURSOR_SCROLL — 스크롤 가능한 결과의 서버 측 cursor는 재사용할 수 없음.
PDO::ATTR_EMULATE_PREPARES = true — 에뮬레이션된 쿼리는 서버 측 stmt를 갖지 않음.
PGSQL_ATTR_DISABLE_PREPARES — PG 드라이버 측에서 prepare를 명시적으로 비활성화.

스키마 / 플랜 변경 시 캐시 무효화

테이블 스키마가 변경되면 (ALTER TABLE) 기존 stmt의 서버 측 plan이 유효하지 않을 수 있습니다. 풀은 이러한 오류를 인식하고 쿼리를 투명하게 재실행합니다: 오래된 stmt가 캐시에서 제거되고, 새 prepare가 수행되며, 사용자 코드는 첫 시도에서 성공적인 결과를 받습니다.

드라이버	retry를 유발하는 오류 코드
PostgreSQL	SQLSTATE `0A000` (feature not supported, cached plan must not change result type), `26000` (invalid SQL statement name)
MySQL	`1243` (unknown prepared statement handler), `1615` (prepared statement needs to be re-prepared), `2057` (statement has wrong column count)

얼마로 설정할까

LRU는 각 물리 연결마다 독립적으로 동작하므로, DB 서버의 총 메모리 소비는 어느 시점에 약 POOL_MAX × POOL_STMT_CACHE_SIZE개의 prepared stmt 정도입니다.

합리적인 값:

수십 개의 고유 SQL이 있는 웹 앱 — 16..32;
다양한 쿼리가 많은 서비스 — 64..256;
SQL이 거의 항상 고유한 경우 — 캐시는 무용지물, 0으로 두세요.

트랜잭션

트랜잭션은 일반 PDO와 동일하게 작동합니다. 하지만 풀은 트랜잭션이 활성인 동안 연결이 코루틴에 고정되어 풀로 돌아가지 않음을 보장합니다.

php

spawn(function() use ($pdo) {
    $pdo->beginTransaction();

    $pdo->exec("UPDATE accounts SET balance = balance - 100 WHERE id = 1");
    $pdo->exec("UPDATE accounts SET balance = balance + 100 WHERE id = 2");

    $pdo->commit();
    // 커밋 후에만 연결이 풀로 돌아갈 수 있음
});

자동 롤백

코루틴이 commit()을 호출하지 않고 종료되면, 풀이 연결을 풀에 반환하기 전에 자동으로 트랜잭션을 롤백합니다. 이는 실수로 인한 데이터 손실에 대한 보호 장치입니다.

php

spawn(function() use ($pdo) {
    $pdo->beginTransaction();
    $pdo->exec("DELETE FROM users WHERE id = 1");
    // commit()을 잊음
    // 코루틴 완료 -- 풀이 자동으로 ROLLBACK 호출
});

연결 수명 주기

풀에서의 연결 수명 주기

내부 호출이 포함된 자세한 기술 다이어그램은 PDO 풀 아키텍처에 있습니다.

풀 객체 접근

getPool() 메서드는 통계를 얻을 수 있는 Async\Pool 객체를 반환합니다:

php

$pool = $pdo->getPool();

if ($pool !== null) {
    echo "Pool is active: " . get_class($pool) . "\n"; // Async\Pool
}

풀이 활성화되지 않은 경우 getPool()은 null을 반환합니다.

사용 시기

PDO 풀을 사용해야 하는 경우:

애플리케이션이 TrueAsync를 사용한 비동기 모드로 실행
여러 코루틴이 동시에 데이터베이스에 접근
데이터베이스 연결 수를 제한해야 하는 경우

필요하지 않은 경우:

애플리케이션이 동기식 (클래식 PHP)
하나의 코루틴만 데이터베이스로 작업
영구 연결이 사용되는 경우 (풀과 호환되지 않음)

지원 드라이버

드라이버	풀 지원
`pdo_mysql`	예
`pdo_pgsql`	예
`pdo_sqlite`	예
`pdo_odbc`	아니요

오류 처리

풀이 연결을 생성할 수 없는 경우 (잘못된 자격 증명, 사용할 수 없는 서버), 예외가 연결을 요청한 코루틴으로 전파됩니다:

php

$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=app', 'root', 'wrong_password', [
    PDO::ATTR_ERRMODE => PDO::ERRMODE_EXCEPTION,
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED => true,
    PDO::ATTR_POOL_MIN => 0,
]);

spawn(function() use ($pdo) {
    try {
        $pdo->query("SELECT 1");
    } catch (PDOException $e) {
        echo "Failed to connect: " . $e->getMessage() . "\n";
    }
});

POOL_MIN => 0에 주의하세요: 최소값을 0보다 높게 설정하면 풀이 미리 연결을 생성하려고 시도하고 PDO 객체 생성 시 오류가 발생합니다.

실전 예제: 병렬 주문 처리

php

use function Async\spawn;
use function Async\await;

$pdo = new PDO('mysql:host=localhost;dbname=shop', 'app', 'secret', [
    PDO::ATTR_ERRMODE            => PDO::ERRMODE_EXCEPTION,
    PDO::ATTR_POOL_ENABLED       => true,
    PDO::ATTR_POOL_MIN           => 2,
    PDO::ATTR_POOL_MAX           => 5,
]);

// 처리할 주문 목록 가져오기
$orders = [101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110];

$coroutines = [];
foreach ($orders as $orderId) {
    $coroutines[] = spawn(function() use ($pdo, $orderId) {
        // 각 코루틴이 풀에서 자체 연결을 받음
        $pdo->beginTransaction();

        $stmt = $pdo->prepare("SELECT * FROM orders WHERE id = ? FOR UPDATE");
        $stmt->execute([$orderId]);
        $order = $stmt->fetch();

        if ($order['status'] === 'pending') {
            $pdo->exec("UPDATE orders SET status = 'processing' WHERE id = $orderId");
            $pdo->exec("INSERT INTO order_log (order_id, action) VALUES ($orderId, 'started')");
        }

        $pdo->commit();
        return $orderId;
    });
}

// 모든 코루틴 완료 대기
foreach ($coroutines as $coro) {
    $processedId = await($coro);
    echo "Order #$processedId processed\n";
}

10개의 주문이 동시에 처리되지만 최대 5개의 데이터베이스 연결을 통해서만 이루어집니다. 각 트랜잭션은 격리됩니다. 연결은 코루틴 간에 재사용됩니다.

다음 단계

인터랙티브 PDO 풀 데모 -- 연결 풀 작동의 시각적 데모
PDO 풀 아키텍처 -- 풀 내부, 다이어그램, 연결 수명 주기
코루틴 -- 코루틴 작동 방식
Scope -- 코루틴 그룹 관리
spawn() -- 코루틴 실행
await() -- 결과 대기

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PDO 풀

PDO 풀: 데이터베이스 연결 풀 ​

문제 ​

해결책: PDO 풀 ​

활성화 방법 ​

코루틴에 연결 바인딩 ​

Prepared statement 캐시 ​

지원 드라이버 ​

캐시가 동작하지 않는 경우 ​

스키마 / 플랜 변경 시 캐시 무효화 ​

얼마로 설정할까 ​

트랜잭션 ​

자동 롤백 ​

연결 수명 주기 ​

풀 객체 접근 ​

사용 시기 ​

지원 드라이버 ​

오류 처리 ​

실전 예제: 병렬 주문 처리 ​

다음 단계 ​

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문제

해결책: PDO 풀

활성화 방법

코루틴에 연결 바인딩

Prepared statement 캐시

지원 드라이버

캐시가 동작하지 않는 경우

스키마 / 플랜 변경 시 캐시 무효화

얼마로 설정할까

트랜잭션

자동 롤백

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사용 시기

지원 드라이버

오류 처리

실전 예제: 병렬 주문 처리

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