Spring Boot 3.4.4 최적의 임베디드 웹 서버 선택 가이드: Tomcat vs Jetty vs Undertow

Spring Web과 Virtual Threads를 사용한 Spring Boot 애플리케이션의 Tomcat, Jetty, Undertow 성능 비교 분석

📌 핵심 요약

Spring Boot 애플리케이션에서 높은 동시성 처리가 필요하다면 Undertow + Virtual Threads 조합이 가장 빠른 응답 시간과 최고의 확장성을 제공합니다.

Virtual Threads 없이: Undertow가 근소한 차이로 가장 빠르지만, 세 서버 모두 비슷한 성능
Virtual Threads 사용 시: Undertow가 고부하에서 압도적인 성능 차이를 보임
시작 시간: Tomcat이 가장 빠름 (특히 Virtual Threads 사용 시)

🎯 개요

Spring Boot 애플리케이션을 Spring Web으로 생성하면 기본적으로 Apache Tomcat이 임베디드 웹 서버로 설정됩니다. 하지만 Jetty와 Undertow라는 대안도 존재합니다. 과연 어떤 서버가 가장 좋은 성능을 보일까요?

이 글에서는 간단한 Greetings API Spring Boot 애플리케이션을 구축하고, Maven 프로필을 통해 세 가지 웹 서버를 전환하며 성능을 측정해보겠습니다. 또한 Java 21에서 정식 지원되는 Virtual Threads(가상 스레드)의 효과도 함께 살펴보겠습니다.

🛠️ 구현 프로젝트: Greetings API

프로젝트 구조

엔드포인트: /greetings?name=?
응답: 랜덤한 인사말 반환 (Hello, Hi, Olá, Oi, Hallo)
처리 지연: 1초 (실제 DB 호출이나 외부 API 호출 시뮬레이션)

주요 코드

GreetingsService

@Service
public class GreetingsService {
    private static final String[] greetingWord =
        {"Hello", "Hi", "Olá", "Oi", "Hallo"};

    public String randomGreetings(String name) {
        try {
            String word = greetingWord[
                ThreadLocalRandom.current().nextInt(greetingWord.length)
            ];
            Thread.sleep(1000); // 처리 시간 시뮬레이션
            return "%s %s!".formatted(word, name);
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

GreetingsController

@RestController
@RequestMapping("/greetings")
public class GreetingsController {
    private static final Logger log =
        LoggerFactory.getLogger(GreetingsController.class);
    private static final AtomicInteger counter = new AtomicInteger(1);
    private final GreetingsService greetingsService;

    @GetMapping
    public String greeting(
        @RequestParam(required = false, defaultValue = "World") String name
    ) {
        int id = counter.getAndIncrement();
        log.info("Request {} processed by {}", id, Thread.currentThread());
        String greeting = greetingsService.randomGreetings(name);
        log.info("Request {} resumed by {}", id, Thread.currentThread());
        return greeting;
    }
}

⚙️ Maven 프로필 설정

Jetty 프로필

<profile>
    <id>jetty</id>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-jetty</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</profile>

Undertow 프로필

<profile>
    <id>undertow</id>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
            <exclusions>
                <exclusion>
                    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                    <artifactId>spring-boot-starter-tomcat</artifactId>
                </exclusion>
            </exclusions>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-undertow</artifactId>
        </dependency>
    </dependencies>
</profile>

스레드 설정 (application.properties)

spring.application.name=greetings-api

# 각 서버의 최대 스레드 수를 200으로 통일
server.tomcat.threads.max=200
server.jetty.threads.max=200
server.undertow.threads.worker=200

# Virtual Threads 활성화 (필요시 추가)
# spring.threads.virtual.enabled=true

🐳 Docker 이미지 빌드

각 웹 서버별로 Virtual Threads 활성화/비활성화 버전의 Docker 이미지를 생성:

greetings-api-tomcat:3.4.4-21
greetings-api-tomcat:3.4.4-21-vt (Virtual Threads 활성화)
greetings-api-jetty:3.4.4-21
greetings-api-jetty:3.4.4-21-vt
greetings-api-undertow:3.4.4-21
greetings-api-undertow:3.4.4-21-vt

📊 벤치마크 결과

테스트 환경

머신: MacBook Pro (1.7GHz Quad-Core Intel Core i7, 16GB RAM)
컨테이너 런타임: Podman 5.4.1
메모리 제한: 1024MB per container
부하 테스트 도구: OHA (https://github.com/hatoo/oha)
동시 요청 수: 100, 300, 900, 2700

응답 시간 성능 (평균, 초)

서버 구성	100 요청	300 요청	900 요청	2700 요청
Virtual Threads 미사용
Tomcat	1.40s	2.21s	5.26s	14.40s
Jetty	1.49s	2.22s	5.57s	14.56s
Undertow	1.38s ✅	2.22s	5.24s ✅	14.36s ✅
Virtual Threads 사용
Tomcat-VT	1.33s	1.38s ✅	1.87s	7.55s
Jetty-VT	1.46s	1.97s	4.11s	5.79s
Undertow-VT	1.33s ✅	1.42s	2.13s ✅	4.26s ✅

시작 시간 (평균, 초)

서버 구성	평균 시작 시간
Tomcat	2.83s
Tomcat-VT	2.75s ✅
Jetty	2.99s
Jetty-VT	2.99s
Undertow	3.05s
Undertow-VT	2.98s

📈 성능 분석 인사이트

Virtual Threads 미사용 시

낮은 부하 (100-300 요청): Undertow가 근소하게 우세
중간 부하 (900 요청): 세 서버 모두 비슷한 성능
높은 부하 (2700 요청): 14.36-14.56초로 거의 동일

Virtual Threads 사용 시

낮은 부하: Tomcat과 Undertow가 거의 동일한 성능 (1.33초)
중간 부하: Tomcat이 Undertow보다 약간 빠름
높은 부하: Undertow가 압도적 우위
- Undertow: 4.26초 (최고 성능) 🏆
- Jetty: 5.79초 (중간)
- Tomcat: 7.55초 (가장 느림)

주요 발견사항

Virtual Threads의 효과는 매우 큼
- 2700 요청 처리 시 최대 70% 성능 향상
- 특히 Undertow에서 가장 큰 개선 효과
Undertow의 확장성이 가장 우수
- Virtual Threads와 함께 사용 시 고부하에서 탁월한 성능
- 동시 요청이 많을수록 다른 서버와의 격차 벌어짐
Tomcat의 빠른 시작 시간
- 특히 Virtual Threads 사용 시 가장 빠른 시작 (2.75초)
- 마이크로서비스나 서버리스 환경에 유리

🎯 사용 권장 사항

Tomcat을 선택해야 할 때

✅ Spring Boot 기본 설정으로 충분한 경우
✅ 빠른 시작 시간이 중요한 경우
✅ 낮은-중간 부하의 애플리케이션
✅ 기존 운영 경험과 레퍼런스가 풍부한 경우

Jetty를 선택해야 할 때

✅ 메모리 사용량이 중요한 경우
✅ WebSocket 기능을 많이 사용하는 경우
✅ 임베디드 시스템에서 실행하는 경우

Undertow를 선택해야 할 때

✅ 높은 동시성 처리가 필요한 경우 (최우선 추천)
✅ Virtual Threads를 적극 활용하려는 경우
✅ 대용량 트래픽 애플리케이션
✅ 최고의 처리량과 응답 시간이 필요한 경우

💡 결론

Spring Boot 3.4.4에서 높은 동시성을 요구하는 애플리케이션을 개발한다면, Undertow + Virtual Threads 조합이 최적의 선택입니다. 이 조합은 가장 빠른 응답 시간과 최고의 확장성을 제공합니다.

단, 애플리케이션의 특성에 따라:

빠른 시작이 중요하다면 → Tomcat
메모리 효율성이 중요하다면 → Jetty
최고 성능이 필요하다면 → Undertow

를 선택하는 것이 좋습니다.

🔧 Virtual Threads 활성화 방법

# application.properties에 추가
spring.threads.virtual.enabled=true

📚 참고 자료

출처: What is the Best Embedded Web Server for Spring Boot version 3.4.4: Tomcat vs. Jetty vs. Undertow by Ivan Franchin, ITNEXT (May 6, 2025)

spring boot 3.4.4 최적의 임베디드 웹 서버 선택 가이드: tomcat vs jetty vs undertow