Spring WebFlux

Spring WebFlux는 Spring Framework 5부터 도입된 반응형(Reactive) 웹 프레임워크이다.

• 기존의 Spring Web MVC와 동일한 역할을 하지만, 요청을 처리하는 내부 동작 방식의 차이가 존재
• WebFlux는 비동기 논블로킹(Asynchronous Non-Blocking) 방식 기반으로 동작
  • 적은 수의 스레드를 사용해 높은 동시성(Concurrency)과 확장성(Scalability)을 목표로 설계
• Reactive Streams 명세를 준수하며 Project Reactor의 Mono·Flux를 1차 타입으로 활용

Spring WebFlux vs. Spring Web MVC

전통적인 MVC와 가장 큰 차이점은 프로그래밍 모델과 스레드 모델에 있다.

• Spring Web MVC
  • 동작 방식: 명령형(Imperative) 프로그래밍과 블로킹(Blocking) I/O 기반
  • 스레드 모델: 요청 하나당 스레드 하나를 할당하는 Thread-per-Request 모델을 사용
    • 요청이 많아지면 스레드 수도 그만큼 증가하여 컨텍스트 스위칭(Context Switching) 비용 증가
  • 기반 기술: Servlet API 위에서 동작하며, Tomcat, Jetty 같은 서블릿 컨테이너에서 주로 실행
• Spring WebFlux
  • 동작 방식: 반응형(Reactive) 프로그래밍과 논블로킹(Non-Blocking) I/O 기반
  • 스레드 모델: 적은 수의 고정된 스레드(보통 CPU 코어 수와 동일)로 모든 요청을 처리하는 이벤트 루프(Event Loop) 모델을 사용
    • I/O 작업 동안 스레드가 대기하지 않고 다른 요청을 처리하므로 자원 효율성 극대화
  • 기반 기술: Reactive Streams 명세를 기반으로 하며, Netty와 같은 비동기 논블로킹 서버에서 주로 실행

구분	Spring Web MVC	Spring WebFlux
프로그래밍 모델	명령형 (Imperative)	반응형(Reactive)
I/O 모델	블로킹 (Blocking)	논블로킹(Non-Blocking)
스레드 모델	요청당 스레드 1개	이벤트 루프(적은 수의 스레드)
핵심 의존성	Servlet API	Reactive Streams API
기본 내장 서버	Tomcat	Netty
HTTP 클라이언트	RestTemplate (동기)	WebClient (논블로킹)
DB 접근	JDBC, JPA	R2DBC, Reactive MongoDB
주요 사용 사례	일반적인 웹 애플리케이션, CRUD API	고성능 API Gateway, 스트리밍 서비스

요청 처리 내부 흐름

WebFlux는 Servlet API에 의존하지 않고 자체 추상화인 HttpHandler → WebHandler → DispatcherHandler 위에서 동작한다.

flowchart TB
    A[Netty / Servlet 3.1+ Container] --> B[HttpHandler]
    B --> C[WebHandler / WebFilter Chain]
    C --> D[DispatcherHandler]
    D --> E[HandlerMapping]
    E --> F[HandlerAdapter]
    F --> G[컨트롤러 또는 RouterFunction]
    G --> H[Mono / Flux 반환]
    H --> I[HandlerResultHandler]
    I --> J[응답 인코딩 후 클라이언트 전송]

• HttpHandler: 서버(Netty 등)와 WebFlux를 연결하는 최하위 추상화. 요청·응답을 ServerHttpRequest·ServerHttpResponse로 변환
• DispatcherHandler: MVC의 DispatcherServlet에 해당하는 중앙 디스패처
  • HandlerMapping으로 요청에 맞는 핸들러 탐색
  • HandlerAdapter로 핸들러 호출, 결과 Mono/Flux 획득
  • HandlerResultHandler로 결과를 응답으로 변환
• 모든 단계가 논블로킹으로 연결되어 있어, Netty 이벤트 루프 스레드를 점유하지 않고 신호 흐름을 따라 처리

핵심 구성 요소 및 프로그래밍 모델

Spring WebFlux는 개발자가 두 가지 프로그래밍 모델 중 하나를 선택하여 사용할 수 있도록 지원한다.

1. Annotation-based 방식(@Controller)

Spring Web MVC와 매우 유사한 방식으로, @Controller, @RestController, @RequestMapping 등의 어노테이션을 그대로 사용한다.

@RestController
public class MemberController {

    @GetMapping("/members/{id}")
    public Mono<Member> getMemberById(@PathVariable String id) {
        // DB 조회 등 비동기 작업을 통해 Mono<Member>를 반환
        return memberRepository.findById(id);
    }

    @GetMapping("/members")
    public Flux<Member> getAllMembers() {
        // 모든 멤버를 스트림 형태로 반환
        return memberRepository.findAll();
    }
}

가장 큰 차이점은 반환 타입으로 Mono나 Flux와 같은 반응형 타입(Publisher)을 사용한다는 점이다.

• WebFlux는 컨트롤러가 반환한 Publisher를 구독(subscribe)하고, 데이터 스트림이 시작되면 비동기적으로 HTTP 응답을 처리
• 컨트롤러 메서드는 실제 데이터가 아닌 데이터의 흐름을 정의하고 반환하여, 스레드가 블로킹되지 않음

2. Functional 방식(RouterFunctions)

어노테이션 대신 라우터 함수(Router Function)를 사용하여 요청 경로와 핸들러 함수를 직접 매핑하는 방식이다.

@Configuration
public class MemberRouter {

    @Bean
    public RouterFunction<ServerResponse> route(MemberHandler memberHandler) {
        return RouterFunctions
                .route(GET("/functional/members/{id}"), memberHandler::getMember)
                .andRoute(GET("/functional/members"), memberHandler::getAllMembers);
    }
}

핸들러는 ServerRequest를 받아 Mono<ServerResponse>를 반환하는 함수로 작성한다.

@Component
public class MemberHandler {

    private final MemberRepository repository;

    public Mono<ServerResponse> getMember(ServerRequest request) {
        String id = request.pathVariable("id");
        return repository.findById(id)
                .flatMap(member -> ServerResponse.ok().bodyValue(member))
                .switchIfEmpty(ServerResponse.notFound().build());
    }

    public Mono<ServerResponse> getAllMembers(ServerRequest request) {
        return ServerResponse.ok().body(repository.findAll(), Member.class);
    }
}

• 라우팅 정의와 핸들러 로직이 명시적으로 분리되어 테스트 용이
• 어노테이션 처리 단계가 없어 라우팅 흐름을 코드로 직접 추적 가능
• 작은 단위의 마이크로서비스, 동적 라우팅 구성에 적합

주요 컴포넌트 생태계

WebFlux는 기존 MVC 컴포넌트를 논블로킹 버전으로 교체한 자체 생태계를 제공한다.

영역	MVC	WebFlux
HTTP 클라이언트	RestTemplate	WebClient
필터	Filter (Servlet)	WebFilter
인증·인가	Spring Security (Servlet)	Spring Security Reactive
DB 접근	JDBC, JPA	R2DBC, Reactive MongoDB·Redis
메시지 변환	HttpMessageConverter	HttpMessageReader/HttpMessageWriter
테스트	MockMvc	WebTestClient

WebClient는 WebFlux 환경뿐 아니라 MVC에서도 사용 가능한 표준 논블로킹 HTTP 클라이언트로 자리 잡았다.

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WebFlux 선택 기준

Spring Web MVC는 여전히 대부분의 웹 애플리케이션에 훌륭하고 단순한 선택지이며, WebFlux는 다음과 같은 경우에 특히 유용하다.

• 높은 동시성 처리: 수만에서 수십만 개의 동시 연결을 효율적으로 처리해야 하는 경우(예: 실시간 채팅, 스트리밍 서비스, API Gateway)
• 리액티브 시스템 연동: 데이터베이스(R2DBC), 다른 마이크로서비스 등 호출하는 시스템이 이미 반응형으로 구성되어 있는 경우
• 함수형 프로그래밍: 함수형 라우팅 모델을 통해 애플리케이션 로직을 구성하는 것을 선호하는 경우