k6 Engine Architecture

2026. 4. 3.

k6는 Go 언어로 작성된 부하 테스트 엔진과 JavaScript(goja) 런타임이 결합된 고성능 부하 생성 도구이다.

Internal Architecture (내부 구조)

k6는 부하 생성의 고성능을 보장하기 위해 Go의 동시성 모델을 활용하면서도, JavaScript 기반의 스크립팅 환경을 제공한다.

Go Runtime: 네트워크 I/O, 데이터 수집, 가상 사용자(VU) 관리 등 실제 부하 생성 담당 핵심 엔진
JavaScript VM (goja): 각 가상 사용자별로 독립적으로 할당되는 JS 엔진으로, 사용자가 작성한 스크립트를 해석하고 실행
VU (Virtual User): 각 가상 사용자는 개별적인 JS VM 인스턴스를 소유하며, 상호 독립적인 상태 유지

graph TD
    subgraph Engine [k6 Core Engine - Go]
        Control[Runner / Controller]
        Network[Networking Stack]
        Metrics[Metrics Collection]
    end

    subgraph VUs [Virtual Users]
        VU1[VU 1: goja VM]
        VU2[VU 2: goja VM]
        VU3[VU N: goja VM]
    end

    Control --> VU1 & VU2 & VU3
    VU1 & VU2 & VU3 --> Network
    Network --> Metrics

VU vs Arrival Rate Executors (익스큐터 비교)

목표 TPS를 달성하기 위해 부하를 제어하는 방식에 따라 크게 두 가지 유형의 익스큐터로 나뉜다.

1. VU-based (Closed System)

가상 사용자 수(VU)를 고정하고 각 사용자가 스크립트를 반복 실행하는 방식이다.

제어 요소: 동시 접속자 수 (VU)
특성: 시스템 응답이 느려지면 각 VU의 루프 주기가 길어져 실제 유입되는 TPS 감소
적합한 상황: 사내 ERP 서비스나 고정된 사용자 풀이 있는 시스템 테스트

2. Arrival Rate-based (Open System)

시스템의 응답 속도와 관계없이 초당 요청 유입률(Rate)을 일정하게 유지하는 방식이다.

제어 요소: 초당 유입률 (TPS / RPS)
특성: 응답이 늦어져도 새로운 요청은 계속 생성되므로 시스템 병목 시 대기 큐 적체 상황을 정확히 재현
적합한 상황: 대중적인 웹 서비스나 오픈 API의 트래픽 유입 모델링

구분	Per-VU Iterations	Constant Arrival Rate
부하 조절 방식	고정된 VU 반복	초당 유출률 고정
시스템 지연 시	TPS 비례하여 감소	TPS 일정 유지 (부하 압박 증가)
핵심 목표	각 사용자의 총 작업량 달성	고정된 트래픽 강도 유지

Execution Phases (실행 단계)

k6 스크립트는 초기화부터 종료까지 총 4단계의 라이프사이클을 거친다.

Init Stage: 파일 로드, 모듈 가져오기, 라이브러리 초기화 수행 (각 VU 생성 전 1회 실행)
Setup Stage: 테스트 데이터 준비 및 환경 설정. 모든 VU가 시작되기 전 한 번 실행되며 결과를 각 VU에 전달ㅁ
VU Stage: 실제 부하가 발생하는 단계. 정의된 익스큐터 설정에 따라 스크립트의 default 함수 반복 실행
Teardown Stage: 테스트 결과 정리 및 리소스 반환. 모든 VU 실행 완료 후 1회 실행

Resource Management (자원 관리)

k6는 각 VU마다 독립된 JS VM을 생성하므로, 대규모 부하 생성 시 메모리 관리가 중요하다.

메모리 최적화: SharedArray 등을 사용하여 각 VU가 공통 데이터를 공유하게 함으로써 메모리 사용량 절감
부하 분산: 단일 장비의 자원(파일 디스크립터, CPU 등) 한계 도달 시 k6 Cloud나 클러스터링을 통한 분산 부하 고려

Performance Engineering