Spring Bootにおけるウェブコンテナnettyとtomcatの比較

クズども · 2025年8月12日 10:49:16 に投稿

Spring Bootベースのウェブアプリケーションでは、spring-bootパッケージにはtomcat、jetty、undertow、nettyなどの組み込みウェブサーバーが含まれています。

一般的なウェブコンテナの紹介

雄猫

Tomcatは現在Apacheプロジェクトに含まれており、公式リンクは以下の通りです。ハイパーリンクのログインが見えます。
Tomcatは主流のJavaウェブサーバーなので非常に安定して成熟しており、コミュニティも活発でドキュメントやリソースに富んでいます。
TomcatはHttp、Http/2、AJP、WebSocketプロトコルをサポートし、Servlet 6.0もサポートしています

桟橋

JettyはEclipseが提供するサーバーで、公式リンクは以下の通りです。ハイパーリンクのログインが見えます。
Tomcatよりも軽量で、独自の非同期サポートも備えています。
JettyはHttp、Http/2、Http/3、AJP、WebSocketプロトコルをサポートし、Servlet 6.0もサポートしています

網状

Nettyは、特に多数の同時接続を処理するサーバーサイドアプリケーションなど、高性能なウェブアプリケーションで広く使われている時間駆動型非同期ネットワークフレームワークです。公式リンクは以下の通りですハイパーリンクのログインが見えます。
NettyはSSL/TLS、HTTP、HTTP/2、HTTP/3、WebSockets、DNS、SPDY、SMTP など、ほぼすべてのプロトコルをサポートしています

引き波

UndertowはJBoosが提供するサーバーで、公式アドレスは以下の通りです。ハイパーリンクのログインが見えます。
Undertowは軽量で高性能、ローカルリソース消費が特徴であり、組み込みアプリケーションやマイクロサービスをサポートします。
UndertowはHttp、Http/2、WebSocketプロトコルをサポートし、Servlet 4.0もサポートしています

アパッチ・トムキャット

Apache Tomcatは広く使われているウェブサーバーおよびサーブレットコンテナです。堅牢性、使いやすさ、Servlet APIとの互換性から、従来のSpring Bootアプリケーションのデフォルト選択肢となっています。

主な特徴:

Servletsベース:TomcatはServlet APIを中心に構築されており、従来のSpring MVCアプリケーションに最適です。
ブロッキングI/O:Tomcatはリクエストごとに1つのスレッドで動作し、各受信リクエストは別々のスレッドで処理されます。
簡単な設定:TomcatはSpring Bootで簡単にセットアップ・設定できるため、幅広いウェブアプリケーションに最適です。

内部アーキテクチャ

コネクター:ネットワーク接続の管理、HTTPリクエストの受け入れおよび処理。
コンテナ:サーブレットのライフサイクル管理、ロード、初期化、呼び出しを担当します。
スレッドモデル:Tomcatはスレッドプールを使用し、各リクエストはプール内の別スレッドで処理されます。このモデルはシンプルですが、スレッド競合やメモリオーバーヘッドのため、高負荷時にはスケーラビリティの問題を引き起こすことがあります。

例シナリオ:並列要求の処理

5つの並列リクエストがTomcatサーバーに届くシナリオを考えてみましょう。

リクエストごとに1つのスレッド:Tomcatはスレッドプールから5つのリクエストそれぞれに別々のスレッドを割り当てます。
I/Oのブロッキング:各スレッドはリクエストを同期的に処理し、データベース呼び出しなど必要なI/O操作があればブロックします。

リソース管理:スレッドプールに十分な空きスレッドがあれば、5つのリクエストすべてが同時に処理されます。そうでなければ、他のリクエストはスレッドが利用可能になるまでキューで待機します。

価値：

シンプルで理解しやすいです。
従来のウェブアプリケーションに最適です。
成熟し、安定し、広範なコミュニティサポートを受けています。

短所：

スレッドのオーバーヘッドにより高負荷時のスケーラビリティが制限されます。
リクエストあたりのメモリ消費量が増えます。

網状

Nettyは高性能で非同期のイベント駆動型ウェブアプリケーションフレームワークです。これはレスポンシブプログラミング向けに設計されたSpring WebFluxのデフォルトフレームワークです。

主な特徴:

イベント駆動型:Nettyはイベント駆動型アーキテクチャを採用しており、大量の同時接続を効率的に処理できます。
ノンブロッキングI/O:NettyはノンブロッキングI/Oを採用しており、少ないスレッド数で多くの接続を処理できます。
スケーラビリティ:高並行性、低遅延、高スループットのアプリケーション向けに設計されています。

内部アーキテクチャ

イベントループ:Nettyの中核コンポーネントはイベントループで、非同期でI/O操作を管理します。イベントループグループは1つ以上のイベントループを含みます。
チャネル:HTTPリクエストなどの接続を表し、イベントループに関連付けられます。
スレッドモデル:Nettyは少数のスレッドで多数の接続を処理します。各イベントループは単一のスレッドで動作し、複数のチャネルを処理するため非常にスケーラブルです。

例シナリオ:並列要求の処理

Nettyサーバーに5つの並列リクエストが届くシナリオを考えます:

イベント駆動モデル:Nettyはイベントループで5つのリクエストを配布します。
ノンブロッキングI/O:この操作はイベントループスレッドをブロックしません。代わりに、I/O操作は非同期で処理され、同じスレッドで複数の接続を効率的に管理できます。

スケーラビリティ:ノンブロッキング性のため、Nettyは比較的少ないスレッド数で多数の接続を処理できます。

価値：

I/O集約型のタスクには非常に効率的です。
高並行性での優れたスケーラビリティとパフォーマンス。
リアクティブプログラミングや現代のウェブアプリケーションに最適です。

短所：

理解や設定がより複雑です。
従来のサーブレットベースのアプリケーションと比べて、異なるプログラミングモデル(リアクティブ)が必要です。

結論

NettyとTomcatはサーバーフレームワークの分野で異なる分野を担当しています。 Nettyはカスタムネットワークプロトコルや高性能シナリオ向けに設計された非常に柔軟な基盤フレームワークです。 TomcatはJava EEおよびJakarta EE標準に準拠したJavaウェブアプリケーションに実績ある選択肢です。どちらを選ぶかは、カスタムプロトコルでWebサーバーを構築するか、従来のWebアプリケーションを作るか、プロジェクトの具体的なニーズによって異なります。

参考：

ハイパーリンクのログインが見えます。
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[ヒント] Spring Bootにおけるウェブコンテナnettyとtomcatの比較

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