Microservices 디자인 패턴 완벽 가이드

마이크로서비스 아키텍처의 핵심 디자인 패턴을 실전 코드로 배웁니다. API Gateway부터 Circuit Breaker까지 실무에서 바로 활용 가능한 패턴들을 다룹니다.

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들어가며

이 글에서는 Microservices 디자인 패턴 완벽 가이드에 대해 상세히 알아보겠습니다. 총 12가지 주요 개념을 다루며, 각각의 개념에 대한 설명과 실제 코드 예제를 함께 제공합니다.

목차

1. API_Gateway_패턴
2. Circuit_Breaker_패턴
3. Service_Discovery_패턴
4. Event_Driven_Architecture
5. Saga_패턴
6. BFF_Backend_For_Frontend
7. Sidecar_패턴
8. Strangler_Fig_패턴
9. Database_Per_Service
10. CQRS_Command_Query_Responsibility_Segregation
11. Bulkhead_패턴
12. Health_Check_패턴

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1. API Gateway 패턴

개요

모든 클라이언트 요청을 단일 진입점으로 라우팅하고, 인증/로깅/라우팅을 중앙에서 관리하는 패턴입니다.

코드 예제

class APIGateway {
  async route(req: Request): Promise<Response> {
    await this.authenticate(req);
    const service = this.getTargetService(req.url);
    return await service.handle(req);
  }
}

설명

클라이언트는 여러 마이크로서비스 대신 API Gateway 하나만 호출하면 됩니다. Gateway가 요청을 적절한 서비스로 라우팅합니다.

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2. Circuit Breaker 패턴

개요

장애가 발생한 서비스로의 요청을 차단하여 연쇄 장애를 방지하고, 주기적으로 복구를 시도하는 패턴입니다.

코드 예제

class CircuitBreaker {
  private failureCount = 0;
  async call(fn: Function) {
    if (this.failureCount > 5) throw new Error('Circuit Open');
    try { return await fn(); }
    catch(e) { this.failureCount++; throw e; }
  }
}

설명

연속 실패가 임계값을 넘으면 Circuit이 열려 추가 요청을 차단합니다. 시스템 전체의 안정성을 보호합니다.

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3. Service Discovery 패턴

개요

서비스 인스턴스들을 자동으로 찾고 등록하여, 동적으로 변하는 서비스 위치를 관리하는 패턴입니다.

코드 예제

class ServiceRegistry {
  private services = new Map<string, string[]>();

  register(name: string, url: string) {
    this.services.get(name)?.push(url) ?? this.services.set(name, [url]);
  }
  discover(name: string) { return this.services.get(name); }
}

설명

서비스가 시작되면 자신을 레지스트리에 등록하고, 다른 서비스는 레지스트리를 조회하여 필요한 서비스를 찾습니다.

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4. Event Driven Architecture

개요

서비스 간 직접 호출 대신 이벤트를 발행하고 구독하여 느슨한 결합을 구현하는 패턴입니다.

코드 예제

class EventBus {
  private handlers = new Map<string, Function[]>();

  publish(event: string, data: any) {
    this.handlers.get(event)?.forEach(h => h(data));
  }
  subscribe(event: string, handler: Function) {
    this.handlers.set(event, [...(this.handlers.get(event) || []), handler]);
  }
}

설명

주문 서비스가 '주문완료' 이벤트를 발행하면, 재고/결제/배송 서비스가 독립적으로 반응합니다.

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5. Saga 패턴

개요

분산 트랜잭션을 여러 단계의 로컬 트랜잭션으로 분할하고, 실패 시 보상 트랜잭션으로 롤백하는 패턴입니다.

코드 예제

class OrderSaga {
  async execute(order: Order) {
    try {
      await paymentService.charge(order);
      await inventoryService.reserve(order);
    } catch(e) {
      await paymentService.refund(order);
    }
  }
}

설명

결제 후 재고 확보 실패 시 자동으로 결제를 취소합니다. 분산 환경에서 데이터 일관성을 유지합니다.

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6. BFF Backend For Frontend

개요

각 프론트엔드(웹, 모바일)를 위한 전용 백엔드를 두어 클라이언트별 최적화된 API를 제공하는 패턴입니다.

코드 예제

class WebBFF {
  async getDashboard(userId: string) {
    const [user, orders, stats] = await Promise.all([
      userService.get(userId),
      orderService.list(userId),
      analyticsService.getStats(userId)
    ]);
    return { user, orders, stats };
  }
}

설명

웹용 BFF는 대시보드에 필요한 모든 데이터를 한 번에 조합하여 반환합니다. 모바일 BFF는 다른 구조로 응답할 수 있습니다.

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7. Sidecar 패턴

개요

각 서비스 옆에 보조 컨테이너를 배치하여 로깅, 모니터링, 프록시 등의 공통 기능을 제공하는 패턴입니다.

코드 예제

class ServiceWithSidecar {
  constructor(
    private mainService: Service,
    private logger: LoggerSidecar,
    private metrics: MetricsSidecar
  ) {}

  async handle(req: Request) {
    this.metrics.record('request');
    return await this.mainService.process(req);
  }
}

설명

메인 서비스는 비즈니스 로직에만 집중하고, Sidecar가 로깅/메트릭 수집을 담당합니다. 관심사를 명확히 분리합니다.

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8. Strangler Fig 패턴

개요

레거시 시스템을 점진적으로 마이크로서비스로 전환하기 위해 새 기능을 서서히 추가하는 패턴입니다.

코드 예제

class StranglerRouter {
  async route(req: Request) {
    if (this.isNewFeature(req.url)) {
      return await newMicroservice.handle(req);
    }
    return await legacySystem.handle(req);
  }
}

설명

새 기능은 마이크로서비스로 구현하고, 기존 기능은 레거시 시스템이 처리합니다. 점진적으로 레거시를 대체합니다.

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9. Database Per Service

개요

각 마이크로서비스가 자신만의 독립적인 데이터베이스를 가지는 패턴으로 서비스 간 결합도를 낮춥니다.

코드 예제

class OrderService {
  private db = new OrderDatabase();

  async create(order: Order) {
    await this.db.insert(order);
    await eventBus.publish('order.created', order);
  }
}
class InventoryService {
  private db = new InventoryDatabase();
}

설명

주문 서비스와 재고 서비스가 각자의 DB를 사용합니다. 데이터는 이벤트로 공유하여 독립성을 유지합니다.

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10. CQRS Command Query Responsibility Segregation

개요

데이터 쓰기(Command)와 읽기(Query)를 분리하여 각각을 독립적으로 최적화하는 패턴입니다.

코드 예제

class OrderCommandService {
  async createOrder(order: Order) {
    await writeDB.insert(order);
    await eventBus.publish('order.created', order);
  }
}
class OrderQueryService {
  async getOrder(id: string) { return readDB.findById(id); }
}

설명

쓰기는 트랜잭션 DB를, 읽기는 최적화된 읽기 전용 DB를 사용합니다. 읽기/쓰기 성능을 독립적으로 스케일링할 수 있습니다.

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11. Bulkhead 패턴

개요

시스템을 독립적인 구획으로 나누어 한 구획의 장애가 전체로 확산되지 않도록 격리하는 패턴입니다.

코드 예제

class BulkheadExecutor {
  private pools = {
    critical: new ThreadPool(10),
    normal: new ThreadPool(5)
  };

  async execute(task: Task) {
    const pool = task.priority === 'critical' ? this.pools.critical : this.pools.normal;
    return pool.run(task);
  }
}

설명

중요한 요청과 일반 요청을 별도의 스레드 풀로 처리합니다. 일반 요청 폭주가 중요 요청에 영향을 주지 않습니다.

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12. Health Check 패턴

개요

각 서비스의 상태를 주기적으로 점검하여 비정상 인스턴스를 자동으로 제거하는 패턴입니다.

코드 예제

class HealthCheckEndpoint {
  async check(): Promise<HealthStatus> {
    const dbOk = await this.checkDatabase();
    const cacheOk = await this.checkCache();
    return { status: dbOk && cacheOk ? 'UP' : 'DOWN', dbOk, cacheOk };
  }
}

설명

로드 밸런서가 /health 엔드포인트를 호출하여 서비스 상태를 확인합니다. 'DOWN' 응답 시 해당 인스턴스를 제외합니다.

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마치며

이번 글에서는 Microservices 디자인 패턴 완벽 가이드에 대해 알아보았습니다. 총 12가지 개념을 다루었으며, 각각의 사용법과 예제를 살펴보았습니다.

관련 태그

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