[AWS] AWS Lambda & API Gateway 성능 최적화: Cold Start와 Latency 줄이기

 

개요

AWS Lambda와 API Gateway를 활용하여 서버리스 애플리케이션을 구축할 때, 성능 최적화는 필수적입니다. 특히 Cold Start(콜드 스타트)와 Latency(지연 시간) 문제를 해결하는 것이 중요합니다. 이 글에서는 Lambda와 API Gateway의 성능을 최적화하는 방법을 다룹니다.

 

 

1. Cold Start란?

Cold Start는 AWS Lambda 함수가 실행되기 전에 컨테이너가 생성되고 초기화되는 과정에서 발생하는 지연 현상입니다. 특히 다음과 같은 경우 Cold Start가 발생할 확률이 높습니다.

• Lambda 함수가 일정 시간 동안 실행되지 않다가 호출될 때
• 신규 인스턴스가 필요할 때 (예: 동시 실행 수 증가)
• 프로비저닝되지 않은 함수가 실행될 때

Cold Start 영향을 받는 요소

• 런타임: Node.js, Python 등 언어별로 Cold Start 시간 차이가 있음
• 메모리 할당량: 메모리가 클수록 초기화 속도가 빠름
• VPC 설정: VPC 내에서 실행 시 네트워크 초기화로 인해 지연 증가
• 패키지 크기: 의존성이 많고 크면 로딩 시간이 길어짐

 

2. Cold Start 해결 방법

2.1 Provisioned Concurrency (프로비저닝된 동시성)

Provisioned Concurrency를 활성화하면 Lambda 인스턴스를 미리 준비하여 Cold Start 문제를 완화할 수 있습니다.

설정 방법 (AWS CLI 예제)

aws lambda put-provisioned-concurrency-config \
    --function-name myLambdaFunction \
    --qualifier "$LATEST" \
    --provisioned-concurrent-executions 5

장점

• 미리 준비된 인스턴스를 활용하여 빠른 응답 제공
• 트래픽이 예측 가능한 경우 효과적

단점

• 추가 비용 발생
• 트래픽 변동이 큰 경우 과도한 인스턴스 할당 가능

 

2.2 SnapStart (Java 전용)

SnapStart는 Lambda 함수의 실행 환경을 스냅샷으로 저장하여 Cold Start 시 빠르게 복원하는 기술입니다.

활성화 방법 (Java 함수)

• Lambda 설정에서 SnapStart 활성화
• Java 11 이상을 사용해야 함

한계

• 현재 Node.js에서는 지원되지 않음 (Java 전용)

 

2.3 메모리 및 패키지 최적화

메모리 크기를 적절하게 조정하면 실행 속도가 개선될 수 있습니다.

최적 메모리 할당 찾기 (AWS Lambda Power Tuning 도구 활용)

• AWS Lambda Power Tuning 도구를 사용하여 가장 효율적인 메모리 설정 찾기 (GitHub)
• 일반적으로 메모리를 높이면 실행 시간이 줄어 Cold Start의 영향을 줄일 수 있음

패키지 크기 최소화

• 불필요한 모듈 제거 (package.json 최적화)
• AWS SDK v3 사용 (트리 쉐이킹 가능)
• esbuild, webpack 등으로 번들링하여 크기 감소

 

3. API Gateway와 Lambda 간 Latency 최적화

3.1 Lambda 함수 실행 시간 최적화

Lambda의 실행 시간이 길어질수록 API Gateway와의 응답 속도가 느려집니다. 이를 최적화하는 방법은 다음과 같습니다.

1) 비동기 처리 사용

• 가능한 경우 Lambda에서 작업을 SQS, SNS, EventBridge 등을 사용하여 비동기 처리

2) 데이터베이스 연결 최적화

• RDS 사용 시 RDS Proxy 활용 (연결 풀링 제공)
• DynamoDB 사용 시 BatchGetItem 등의 고효율 API 사용

3) 불필요한 계산 제거

• Node.js의 async/await 최적화
• 캐싱 (Redis, CloudFront) 활용

 

3.2 API Gateway 응답 시간 줄이기

1) 통합 유형 선택

• Lambda Proxy Integration vs Lambda Custom Integration
  • Proxy Integration이 일반적으로 빠름

2) 캐싱 활성화

• API Gateway에서 캐싱 활성화 (TTL 설정 가능)
• AWS API Gateway → Stage → Caching 설정

3) 압축 (Gzip) 적용

• API Gateway에서 응답을 Gzip 압축하여 전송

4) VPC Link 사용 (Private API)

• Private API Gateway는 VPC Link를 활용하여 지연 시간 단축 가능

 

결론

AWS Lambda와 API Gateway를 최적화하면 Cold Start와 Latency 문제를 상당 부분 해결할 수 있습니다. 주요 전략을 요약하면 다음과 같습니다.

1. Cold Start 해결: Provisioned Concurrency 활용, 메모리 최적화, 패키지 크기 축소
2. Lambda 실행 최적화: 비동기 처리, 데이터베이스 최적화, 캐싱 사용
3. API Gateway 성능 향상: Proxy Integration 사용, 캐싱 활성화, Gzip 적용

이 가이드가 AWS 서버리스 애플리케이션의 성능을 개선하는 데 도움이 되길 바랍니다!