PM2와 Docker - 프로덕션 환경에서 Node.js를 위한 올바른 프로세스 관리자 선택

소개

빠르게 변화하는 웹 개발 세계에서 Node.js는 확장 가능하고 고성능 애플리케이션 구축의 초석이 되었습니다. 그러나 애플리케이션을 작성하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 프로덕션 환경에서 애플리케이션의 수명 주기를 효과적으로 관리하는 것도 마찬가지로 중요합니다. 여기에는 높은 가용성, 강력한 오류 처리, 효율적인 리소스 활용 및 원활한 배포를 보장하는 것이 포함됩니다. 이 중요한 작업을 위해 종종 고려되는 두 가지 주요 도구는 PM2와 Docker입니다. 둘 다 Node.js 애플리케이션 운영을 간소화하는 것을 목표로 하지만, 근본적으로 다른 관점에서 문제에 접근합니다. 핵심 기능, 장점 및 단점을 이해하는 것은 견고하고 유지 관리 가능한 프로덕션 시스템을 구축하려는 모든 개발자에게 필수적입니다. 이 글에서는 PM2와 Docker에 대한 비교 분석을 심층적으로 다루어 Node.js 애플리케이션을 위한 프로세스 관리의 복잡성을 탐색하는 데 도움을 드릴 것입니다.

도구 이해

직접적인 비교에 앞서 PM2와 Docker에 대한 기본적인 이해를 확립해 보겠습니다.

PM2: Node.js 프로세스 관리자

"Process Manager 2"의 약자인 PM2는 내장 로드 밸런서를 갖춘 Node.js 애플리케이션용 프로덕션 프로세스 관리자입니다. Node.js 애플리케이션을 영원히 실행 상태로 유지하고, 다운타임 없이 다시 로드하며, 일반적인 시스템 관리 작업을 용이하게 하는 데 탁월합니다.

PM2의 핵심 기능:

• 프로세스 관리: 충돌 후 애플리케이션을 자동으로 다시 시작하여 높은 가용성을 보장합니다.
• 내장 로드 밸런서: 모든 CPU 코어에 걸쳐 Node.js 애플리케이션의 클러스터링을 가능하게 하여 성능과 안정성을 향상시킵니다.
• 핫 리로드: 다운타임 없이 애플리케이션을 업데이트할 수 있도록 하여 프로세스를 제어된 방식으로 다시 시작합니다.
• 모니터링: 애플리케이션 상태, CPU 사용량, 메모리 소비 및 로그를 추적하기 위한 명령줄 대시보드(pm2 monit)를 제공합니다.
• 로그 관리: 애플리케이션 로그를 통합하고 순환시켜 디스크 오버플로를 방지합니다.
• 선언적 구성: JSON, YAML 또는 JS 구성 파일을 사용하여 애플리케이션을 정의하고 관리할 수 있습니다.

예제 PM2 구성 (ecosystem.config.js):

module.exports = {
  apps : [{
    name: "my-node-app",
    script: "./app.js",
    instances: "max", // 사용 가능한 모든 CPU 코어에서 실행
    exec_mode: "cluster", // 클러스터 모드 활성화
    autorestart: true,
    watch: false,
    max_memory_restart: "1G",
    env: {
      NODE_ENV: "development"
    },
    env_production: {
      NODE_ENV: "production",
    }
  }]
};

PM2로 애플리케이션 시작:

pm2 start ecosystem.config.js --env production

Docker: 컨테이너화 플랫폼

Docker는 개발자가 컨테이너화를 사용하여 애플리케이션의 배포, 확장 및 관리를 자동화할 수 있게 해주는 오픈 소스 플랫폼입니다. 애플리케이션과 해당 종속성을 컨테이너라는 표준화된 단위로 패키징합니다.

Docker의 핵심 개념:

• 컨테이너: 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 모든 것(코드, 런타임, 시스템 도구, 시스템 라이브러리 및 설정)을 포함하는 경량의 독립적인 실행형 소프트웨어 패키지입니다.
• 이미지: 애플리케이션을 실행하는 데 필요한 모든 것(코드, 런타임, 시스템 도구, 시스템 라이브러리 및 설정)을 포함하는 경량의 독립적인 실행형 소프트웨어 패키지입니다. 이미지는 컨테이너를 구축하는 읽기 전용 템플릿입니다.
• Dockerfile: Docker 이미지를 빌드하기 위한 일련의 지침이 포함된 텍스트 파일입니다.
• Docker Engine: Docker 컨테이너를 실행하는 클라이언트-서버 애플리케이션입니다.

Node.js 애플리케이션을 위한 예제 Dockerfile:

# 부모 이미지로 공식 Node.js 런타임 이미지 사용
FROM node:18-alpine

# 컨테이너 내 작업 디렉토리 설정
WORKDIR /usr/src/app

# package.json 및 package-lock.json을 작업 디렉토리로 복사
COPY package*.json ./

# 애플리케이션 종속성 설치
RUN npm install

# 나머지 애플리케이션 코드 복사
COPY . .

# 앱이 실행되는 포트 노출
EXPOSE 3000

# 애플리케이션을 실행하는 명령 정의
CMD [ "node", "app.js" ]

Docker 컨테이너 빌드 및 실행:

docker build -t my-node-app .
docker run -p 3000:3000 my-node-app

PM2 대 Docker: 비교 분석

이제 프로덕션 환경에서 Node.js 애플리케이션을 관리하는 데 있어 PM2와 Docker를 몇 가지 주요 차원에서 비교해 보겠습니다.

범위 및 추상화 수준

• PM2: 애플리케이션 프로세스 수준에서 작동합니다. 호스트 머신 또는 가상 머신에서 Node.js 프로세스를 직접 관리합니다. PM2는 Node.js 앱을 계속 실행하고, 재시작을 처리하며, CPU 코어 간의 로드 밸런싱을 수행하는 데 중점을 둡니다. 이는 기본 운영 체제 및 환경이 이미 구성되어 있다고 가정합니다.
• Docker: 애플리케이션 패키징 및 격리 수준에서 작동합니다. Node.js 애플리케이션과 해당 전체 환경(종속성, 런타임, OS 라이브러리)을 격리된 컨테이너로 캡슐화합니다. Docker는 호스트 시스템에 관계없이 애플리케이션을 위한 일관되고 재현 가능한 환경을 제공하는 데 중점을 둡니다.

환경 일관성 및 이식성

• PM2: 제한된 환경 일관성을 제공합니다. Node.js 프로세스를 관리하지만 Node.js 버전, npm 패키지 및 시스템 수준 종속성에 대해 호스트 시스템에 의존합니다. 호스트 환경이 변경되면 애플리케이션의 동작이 변경될 수 있습니다.
• Docker: 탁월한 환경 일관성 및 이식성을 제공합니다. Docker 컨테이너는 개발 머신부터 프로덕션 서버까지 Docker를 실행할 수 있는 모든 호스트에서 애플리케이션이 정확히 동일하게 실행되도록 보장합니다. 이는 "내 컴퓨터에서는 작동하는데"라는 문제를 제거합니다.

리소스 격리

• PM2: 내재된 리소스 격리 기능이 없습니다. 모든 PM2 관리 Node.js 프로세스는 동일한 호스트 머신의 리소스(CPU, RAM, 네트워크) 및 운영 체제를 공유합니다. 리소스 경합 및 보안 취약점이 더 쉽게 확산될 수 있습니다.
• Docker: 강력한 리소스 격리를 제공합니다. 각 Docker 컨테이너는 자체 파일 시스템, 네트워크 스택 및 프로세스 공간을 가진 자체 격리된 환경에서 실행됩니다. 리소스를 컨테이너별로 할당하고 제한할 수 있어 보안을 강화하고 하나의 애플리케이션이 다른 애플리케이션에 영향을 미치는 것을 방지합니다.

확장성

• PM2: 수직 확장성(클러스터 모드를 통해 단일 머신의 더 많은 CPU 코어 활용)을 제공하며, 수평 확장을 위해 역방향 프록시(예: Nginx)와 함께 여러 머신에서 사용할 수 있습니다. 그러나 여러 서버에 걸쳐 분산된 PM2 인스턴스를 관리하는 것은 복잡해질 수 있습니다.
• Docker: 처음부터 수평 확장을 위해 설계되었습니다. Docker 컨테이너는 본질적으로 가볍고 Kubernetes 또는 Docker Swarm과 같은 오케스트레이션 도구를 사용하여 여러 호스트에 걸쳐 쉽게 복제하고 배포하도록 설계되었습니다. 이를 통해 여러 머신에 걸쳐 Node.js 애플리케이션을 확장하는 것이 매우 효율적입니다.

배포 및 CI/CD

• PM2: 배포는 일반적으로 서버에 애플리케이션 코드를 전송한 다음 pm2 start 또는 pm2 deploy를 실행하는 것을 포함합니다. 더 간단한 CI/CD 파이프라인에 쉽게 통합되지만 종종 서버별 구성이 필요합니다.
• Docker: CI/CD 프로세스를 크게 간소화합니다. Docker 이미지가 빌드되면 레지스트리로 푸시한 다음 모든 서버에서 가져와 실행할 수 있습니다. 이 "한 번 빌드, 어디서든 실행" 철학은 배포 및 롤백 절차를 단순화합니다.

모니터링 및 로깅

• PM2: 내장 명령줄 모니터링(pm2 monit) 및 로그 관리를 제공합니다. 단일 서버 또는 소규모 배포에 충분한 경우가 많습니다.
• Docker: 컨테이너는 stdout/stderr로 로그를 생성하며, 이는 로깅 드라이버 및 외부 로깅 시스템(예: ELK 스택, Splunk, 클라우드 네이티브 로깅 서비스)에서 쉽게 수집하고 중앙 집중화할 수 있습니다. 모니터링은 종종 Prometheus 및 Grafana와 같은 도구를 사용하여 컨테이너 오케스트레이터와 통합됩니다.

학습 곡선 및 복잡성

• PM2: 주로 Node.js에 집중하는 개발자에게는 일반적으로 학습 곡선이 낮습니다. 명령이 간단하고 애플리케이션을 신속하게 시작하고 실행할 수 있습니다.
• Docker: Dockerfile, 이미지, 컨테이너, 볼륨, 네트워크 및 잠재적으로 오케스트레이션 도구와 같은 개념으로 인해 학습 곡선이 더 가파릅니다. 그러나 초기 투자는 이식성 및 확장성 측면에서 상당한 장기적인 이점을 제공합니다.

언제 무엇을 선택할 것인가

• PM2를 선택해야 하는 경우:

  • 단일 서버 또는 소수의 서버에서 비교적 간단한 Node.js 애플리케이션을 실행하는 경우.
  • 엄격한 환경 격리 및 복잡한 확장성보다 빠른 설정과 사용 편의성을 우선시하는 경우.
  • 인프라가 아직 컨테이너화되지 않았고 Node.js 프로세스를 계속 실행할 강력한 방법이 필요한 경우.
  • 컨테이너화되지 않은 다른 프로세스 또는 스크립트를 동일한 호스트에서 관리하는 경우.

• Docker(종종 Kubernetes와 같은 오케스트레이터와 함께)를 선택해야 하는 경우:

  • 개발, 스테이징 및 프로덕션 전반에 걸쳐 강력한 환경 격리 및 보장된 일관성이 필요한 경우.
  • 애플리케이션이 여러 서버에 걸쳐 수평으로 확장되고 높은 트래픽을 처리해야 하는 경우.
  • 다른 서비스가 격리된 환경에서 실행되어야 하는 마이크로서비스 아키텍처를 보유하고 있는 경우.
  • 최신 클라우드 네이티브 애플리케이션을 구축하고 컨테이너화의 모든 이점을 활용하려는 경우.
  • 팀이 강력한 CI/CD 파이프라인을 갖춘 DevOps 문화를 채택했거나(또는 채택할 계획인) 경우.

또한 PM2와 Docker가 상호 배타적인 것은 아니다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 일부 고급 시나리오에서는 개발자가 Docker 컨테이너 내부에서 PM2를 실행하는 것을 선택할 수 있습니다. 이 설정은 다음을 위해 유용할 수 있습니다.

• 단일 Docker 컨테이너 내에서 모든 CPU 코어를 활용하기 위해 PM2의 클러스터 모드를 활용.
• 특정 컨테이너 내의 단위로 관리해야 하는 여러 Node.js 애플리케이션 또는 관련 스크립트에 대한 PM2 프로세스 관리 기능 사용(하지만 이는 종종 단일 책임 컨테이너에 대한 안티 패턴을 나타냄).
• 컨테이너 내의 단일 Node.js 애플리케이션의 다운타임 없는 다시 시작을 용이하게 하지만, 대부분의 최신 오케스트레이션 환경(예: Kubernetes)은 컨테이너 수준에서 애플리케이션 다시 시작 및 다운타임 없는 배포를 더 효과적으로 처리합니다. 대부분의 경우, 컨테이너 내에서는 CMD ["node", "app.js"] 또는 CMD ["npm", "start"]로 충분하며, 프로세스 감독을 위해 오케스트레이터에 의존합니다.

결론

PM2와 Docker 모두 프로덕션 환경에서 Node.js 애플리케이션을 관리하는 강력한 도구이지만, 다른 목적을 수행하고 다른 추상화 수준에서 작동합니다. PM2는 호스트 머신에서 Node.js 프로세스를 관리하기 위한 가볍고 사용하기 쉬운 솔루션을 제공하여 높은 가용성과 기본 로드 밸런싱을 제공합니다. 반면에 Docker는 애플리케이션을 일관되고 이식 가능한 방식으로 패키징, 격리 및 배포하기 위한 포괄적인 솔루션을 제공하여 매우 확장 가능하고 탄력적인 마이크로서비스 아키텍처를 위한 기반을 마련합니다. 둘 사이(또는 결합된 접근 방식)의 선택은 프로젝트의 특정 요구 사항, 팀의 전문 지식 및 전반적인 인프라 전략에 따라 달라집니다. 최신, 확장 가능하고 클라우드 네이티브 배포의 경우 Docker와 컨테이너 오케스트레이션이 사실상의 표준이 되었으며, PM2는 더 간단한 자체 호스팅 Node.js 애플리케이션을 위한 귀중한 도구 또는 특정 상황에서 컨테이너화된 환경 내의 구성 요소로 남아 있습니다. 일반적으로 컨테이너화를 채택하면 장기적으로 더 강력하고 확장 가능하며 유지 관리 가능한 프로덕션 시스템을 얻을 수 있습니다.