무중단 배포를 이야기할 때 가장 많이 나오는 단어는 graceful shutdown입니다. 애플리케이션이 SIGTERM을 받으면 새 요청을 받지 않고, 처리 중인 요청을 끝낸 뒤 종료한다는 원칙입니다. 방향은 맞지만, 실무에서는 이것만으로 충분하지 않습니다. 실제 트래픽은 로드밸런서, 서비스 디스커버리, 커넥션 풀, 큐 컨슈머, 배치 워커, 캐시 워밍 상태를 함께 지나가기 때문입니다. 한 레이어만 정상 종료해도 다른 레이어가 아직 이전 인스턴스를 살아 있다고 믿으면 배포 순간에 502, 타임아웃, 중복 처리, 커넥션 리셋이 섞여 나옵니다.

그래서 운영 기준은 단순한 graceful shutdown보다 한 단계 넓은 drain-aware deployment가 되어야 합니다. drain-aware란 “프로세스를 예쁘게 죽인다"가 아니라, 트래픽과 작업이 안전하게 빠져나가는 순서까지 배포 프로토콜에 포함한다는 뜻입니다. 이 글은 Graceful Shutdown, 로드밸런서 헬스체크, 배포 런북을 운영 단위로 묶어, 배포 때 실제로 어떤 숫자와 조건을 봐야 하는지 정리합니다.

이 글에서 얻는 것

  • 무중단 배포 실패가 왜 애플리케이션 종료 코드만의 문제가 아닌지 이해할 수 있습니다.
  • readiness, load balancer deregistration, keep-alive, 큐 컨슈머 ack를 어떤 순서로 drain해야 하는지 기준을 잡을 수 있습니다.
  • 배포 중 5xx와 타임아웃을 줄이기 위해 팀 런북에 넣을 수 있는 숫자 기준과 체크리스트를 가져갈 수 있습니다.

핵심 개념/이슈

1) Graceful shutdown과 draining은 범위가 다르다

Graceful shutdown은 보통 프로세스 내부 관점입니다. SIGTERM을 받고, 서버 소켓을 닫고, 처리 중인 요청을 기다리고, 일정 시간이 지나면 강제 종료합니다. 반면 draining은 시스템 외부까지 포함합니다.

  • 로드밸런서가 해당 인스턴스로 새 요청을 보내지 않는가
  • 서비스 디스커버리나 DNS 캐시가 이전 엔드포인트를 계속 들고 있지 않은가
  • HTTP keep-alive 연결이 오래 살아 새 요청을 계속 보내지 않는가
  • 큐 컨슈머가 visibility timeout 안에 ack/nack를 안전하게 끝내는가
  • DB 커넥션 풀과 외부 API 호출이 타임아웃 예산 안에서 닫히는가

즉 graceful shutdown은 draining의 한 부분입니다. 팀이 “우리 shutdown hook 넣었으니 무중단"이라고 말한다면 절반만 확인한 것입니다.

2) readiness를 먼저 내리고, 종료는 나중에 해야 한다

배포 중 가장 흔한 실수는 종료 신호와 트래픽 차단을 동시에 처리하는 것입니다. 안전한 순서는 보통 아래가 맞습니다.

  1. readiness를 false로 전환한다.
  2. 로드밸런서와 서비스 디스커버리가 해당 인스턴스를 제외할 시간을 준다.
  3. 새 요청 수가 0에 가까워졌는지 확인한다.
  4. 처리 중 요청과 작업을 마저 끝낸다.
  5. 종료 유예시간 안에 프로세스를 닫는다.

숫자 기준은 서비스마다 다르지만, 시작점은 이렇게 잡을 수 있습니다.

  • readiness false 후 최소 대기: 10~30초
  • LB deregistration delay: API 서버는 30~120초, 긴 요청이 있으면 더 길게
  • 종료 유예시간: p99_request_latency * 2 + 외부 호출 timeout 이상
  • 강제 종료 전 inflight request 목표: 0, 예외적으로 전체 동시 처리의 1% 이하

Kubernetes라면 preStop에서 잠깐 sleep만 넣는 방식이 자주 쓰이지만, sleep은 근본 해결이 아닙니다. readiness 전환, 실제 라우팅 제외, inflight 감소 지표가 같이 있어야 합니다. 헬스체크 설계는 Load Balancer Healthcheck와 함께 봐야 합니다.

3) keep-alive 연결은 배포 중 숨어 있는 새 요청 경로다

로드밸런서가 새 연결을 막아도 기존 HTTP keep-alive 연결이 남아 있으면 이전 인스턴스로 요청이 계속 들어올 수 있습니다. 특히 게이트웨이, 프록시, SDK 클라이언트가 긴 keep-alive를 유지하는 구조에서는 “deregistered인데 요청이 들어온다"는 현상이 생깁니다.

실무 기준은 아래처럼 잡는 편이 안전합니다.

  • drain 시작 후 응답 헤더에 Connection: close 또는 서버별 graceful close 정책 적용
  • keep-alive idle timeout은 LB timeout보다 짧거나 같게 유지
  • drain 상태에서는 새 요청을 받더라도 빠르게 503을 내기보다, 가능하면 기존 연결 요청만 제한적으로 처리
  • 장기 스트리밍/WebSocket/SSE는 일반 API와 별도 drain 정책 적용

WebSocket이나 SSE는 특히 조심해야 합니다. 일반 API와 같은 30초 유예시간을 적용하면 배포 때마다 연결이 대량으로 끊길 수 있습니다. 이 경우는 WebSocket/SSE 패턴처럼 재연결 프로토콜과 세션 복구 기준을 같이 설계해야 합니다.

4) 큐 컨슈머는 HTTP 서버보다 더 엄격한 종료 계약이 필요하다

HTTP 요청은 실패하면 클라이언트가 재시도할 수 있지만, 큐 메시지는 ack 타이밍이 잘못되면 중복 처리나 유실로 이어집니다. 컨슈머 drain은 다음 세 가지를 분리해서 봐야 합니다.

  1. 새 메시지 poll 중단
  2. 이미 받은 메시지 처리 완료
  3. 처리 실패/시간 초과 메시지의 재전달 보장

예를 들어 visibility timeout이 60초인데 shutdown grace period가 20초라면, 처리 중 메시지가 중간에 죽고 재전달까지 애매한 상태가 됩니다. 최소 기준은 shutdown_grace_period >= message_p99_processing_time + ack_timeout_margin입니다. 배치성 컨슈머라면 현재 batch를 끝내는 데 걸리는 시간도 포함해야 합니다.

운영 추천값은 아래와 같습니다.

  • drain 시작 후 새 poll 즉시 중단
  • 처리 중 메시지 완료 대기: p99_processing_time * 1.5 이상
  • ack 실패 시 로그와 metric 필수
  • visibility timeout은 p99 처리시간의 2~3배부터 시작
  • 중복 허용이 어렵다면 Idempotent Consumer나 Queue Visibility Timeout 기준을 먼저 맞춘다

5) drain 실패는 배포 문제가 아니라 용량 문제로 번질 수 있다

배포 중 이전 인스턴스가 빠지는 동안 남은 인스턴스가 트래픽을 감당해야 합니다. 만약 평소 CPU 75%, 커넥션 풀 80%로 운영 중이라면 한 대만 빠져도 포화가 시작될 수 있습니다. 그래서 drain-aware 배포는 capacity planning과 연결됩니다.

롤링 배포 기준 예시:

  • 배포 중 제거 가능한 인스턴스 수: 전체의 10~20% 이하부터 시작
  • remaining capacity 기준 CPU headroom: 30% 이상 권장
  • DB connection pool headroom: 20% 이상
  • 배포 중 p95 latency가 기준 대비 1.5배 넘으면 rollout pause
  • error rate가 0.5~1% 이상이면 자동 중단 또는 이전 버전 유지

이 숫자는 Capacity Planning과 Tail Latency 엔지니어링의 포화도 기준과 같이 운영해야 합니다.

실무 적용

1) 애플리케이션에 drain 상태를 명시적으로 둔다

단순히 isShuttingDown=true 같은 플래그 하나만 두지 말고, 상태를 최소 세 단계로 나누는 편이 좋습니다.

RUNNING -> DRAINING -> TERMINATING
  • RUNNING: readiness true, 새 요청/작업 수락
  • DRAINING: readiness false, 새 작업 수락 중단, 기존 요청만 처리
  • TERMINATING: 유예시간 종료 또는 inflight 0, 리소스 close

이 상태를 로그와 메트릭으로 노출해야 합니다. 배포 사고 때 “죽는 중이었는지”, “라우팅 제외는 됐는지”, “요청이 남아 있었는지"를 5분 안에 확인할 수 있어야 합니다.

2) 관측 지표를 배포 런북에 넣는다

drain-aware 배포에서 최소로 봐야 할 지표는 아래입니다.

  • inflight_requests
  • new_requests_after_drain_started
  • lb_target_deregistration_latency
  • http_keepalive_active_connections
  • queue_inflight_messages
  • shutdown_forced_count
  • rollout_pause_count

특히 new_requests_after_drain_started가 0이 아니면 라우팅 경로가 어딘가 남아 있다는 뜻입니다. 이 값이 반복되면 preStop sleep을 늘리기보다 LB, gateway, client keep-alive 설정을 먼저 봐야 합니다.

3) 배포 전략별 기준을 다르게 둔다

모든 배포에 같은 drain 시간을 쓰면 느리거나 위험합니다.

  • 짧은 API 서버: 30~60초 drain부터 시작
  • 외부 API 의존이 많은 서버: 외부 호출 timeout 합산 후 60~120초
  • WebSocket/SSE 서버: 연결 재배치 또는 세션 복구 포함, 일반 API와 분리
  • 큐 컨슈머: message p99 처리시간과 visibility timeout 기준으로 산정
  • 배치 워커: 현재 chunk 완료 단위로 종료

의사결정 우선순위는 사용자 영향 > 데이터 정합성 > 배포 속도입니다. 배포가 3분 느려져도 데이터 중복 처리나 502 폭발을 막는 편이 싸게 먹힙니다.

트레이드오프/주의점

Drain 시간을 길게 잡으면 안전해 보이지만, 항상 좋은 것은 아닙니다. 긴 drain은 롤아웃 시간을 늘리고, 취약 버전이 오래 살아 있게 만들며, 긴급 롤백 속도를 늦춥니다. 반대로 짧게 잡으면 배포는 빠르지만 요청 중단과 중복 처리가 늘어납니다.

현실적인 기준은 아래처럼 잡습니다.

  • 일반 API는 p99 요청 시간의 2배를 시작점으로 둔다.
  • drain 중 신규 요청이 계속 들어오면 시간을 늘리지 말고 라우팅 제거 경로를 고친다.
  • 강제 종료가 하루 1회라도 발생하면 배포 런북 결함으로 보고 원인 분석한다.
  • 긴 연결 서비스는 일반 API와 같은 deployment group에 묶지 않는다.
  • 재시도 정책이 강한 클라이언트가 많으면 drain 실패가 트래픽 증폭으로 이어질 수 있으므로 Timeout/Retry/Backoff를 함께 조정한다.

가장 위험한 안티패턴은 “배포 중 잠깐 502는 괜찮다"는 태도입니다. 502가 눈에 보이는 정도면 내부에서는 커넥션 리셋, 중복 재시도, 큐 재전달, 캐시 미스가 이미 같이 흔들리고 있을 가능성이 큽니다.

체크리스트 또는 연습

배포 전 체크리스트

  • readiness와 liveness가 분리되어 있다.
  • drain 시작 후 readiness false가 즉시 반영된다.
  • LB deregistration delay와 앱 shutdown grace period가 문서화되어 있다.
  • drain 중 새 요청 수와 inflight 요청 수를 메트릭으로 본다.
  • 큐 컨슈머는 새 poll 중단과 처리 중 메시지 완료 대기가 분리되어 있다.
  • 강제 종료 횟수와 종료 원인이 로그로 남는다.
  • 배포 중 p95/p99 latency, error rate 기준으로 rollout pause 조건이 있다.

연습

운영 중인 서비스 하나를 골라 아래 값을 실제로 적어보세요.

  1. 현재 p99 요청 시간은 몇 ms인가?
  2. readiness false 후 실제로 LB에서 제외되기까지 몇 초 걸리는가?
  3. drain 시작 후에도 들어오는 요청이 있는가?
  4. shutdown grace period는 p99 요청 시간의 몇 배인가?
  5. 큐 컨슈머가 있다면 message p99 처리시간과 visibility timeout은 각각 몇 초인가?

이 다섯 개를 답하지 못하면 무중단 배포는 아직 감에 의존하고 있는 상태입니다. 우선은 배포 시간을 줄이기보다, drain 경로를 눈에 보이게 만드는 것부터 시작하는 편이 맞습니다.