Tracing 이해하기 (4) – Kotlin Coroutine과 Context Propagation

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Tracing 시리즈

  1. Observability의 역사부터 Spring 생태계까지 (feat. OTel)
  2. ThreadLocal과 MDC의 이해
  3. Reactor Context와 비동기 환경
  4. Kotlin Coroutine과 Context Propagation ← 현재 글
  5. Java Agent vs Library Instrumentation

들어가며

이전 글에서 Reactor Context가 WebFlux의 Event Loop 환경에서 어떻게 traceId를 유지하는지 살펴봤습니다. Subscriber 체인에 Context를 바인딩하는 방식으로 스레드 전환 문제를 해결했죠.

그런데 Kotlin을 사용한다면 상황이 조금 더 복잡해집니다. Kotlin Coroutine은 CoroutineContext라는 자체 Context 시스템을 가지고 있기 때문입니다. 이제 우리가 다뤄야 할 Context가 세 가지가 되었습니다.

flowchart LR
    subgraph "세 가지 Context"
        TL["ThreadLocal<br/>(MDC, TraceContext)"]
        RC["Reactor Context<br/>(WebFlux)"]
        CC["CoroutineContext<br/>(Kotlin Coroutine)"]
    end
    
    TL <-->|"Context Propagation"| RC
    RC <-->|"ReactorContext"| CC
    TL <-->|"ThreadContextElement"| CC

Spring WebFlux에서 Kotlin Coroutine을 사용하면, 이 세 가지 Context가 모두 얽히게 됩니다. traceId가 제대로 전파되려면 이들 사이의 브릿지가 잘 설정되어야 합니다.

이번 글에서는 CoroutineContext의 동작 원리를 이해하고, Spring Boot 3에서 세 Context를 자연스럽게 연결하는 방법을 알아보겠습니다.

Coroutine에서 ThreadLocal이 안 되는 이유

suspend와 스레드 전환

Coroutine의 핵심은 중단(suspend)과 재개(resume)입니다. suspend 함수가 실행되다가 I/O 등으로 대기가 필요하면 잠시 중단되고, 결과가 준비되면 다시 재개됩니다. 문제는 재개될 때 다른 스레드에서 실행될 수 있다는 것입니다.

🤔 Coroutine도 WebFlux처럼 Event Loop인가요?

아닙니다. Coroutine은 Dispatcher가 스레드 풀에서 가용한 스레드를 할당하는 방식입니다. suspend 후 resume될 때 같은 스레드가 비어있지 않으면 다른 스레드가 할당될 수 있습니다. Event Loop와는 다른 메커니즘이지만, “스레드가 바뀔 수 있다”는 점에서 ThreadLocal 문제가 동일하게 발생합니다.

suspend fun processOrder(orderId: String) {
    // 1️⃣ Thread-1에서 실행
    MDC.put("traceId", "abc123")
    log.info("[${MDC.get("traceId")}] 주문 처리 시작")  // ✅ abc123
    
    delay(100)  // suspend point! 💤
    
    // 2️⃣ Thread-2에서 재개될 수 있음
    log.info("[${MDC.get("traceId")}] 주문 처리 완료")  // ❌ null!
}Code language: JavaScript (javascript)

실행 결과:

[abc123] 주문 처리 시작    // Thread-1
[null] 주문 처리 완료      // Thread-2 (ThreadLocal 값 없음!)Code language: JavaScript (javascript)
sequenceDiagram
    participant T1 as Thread-1
    participant T2 as Thread-2
    participant C as Coroutine
    
    T1->>C: 실행 시작
    Note over T1: MDC.put("traceId", "abc123")
    T1->>C: delay(100) - suspend
    Note over T1: 스레드 반납
    
    Note over C: 💤 대기 중...
    
    T2->>C: resume (재개)
    Note over T2: MDC.get("traceId") = null ❌
    T2->>C: 실행 완료

Reactor Context와 같은 문제, 다른 해결책

3편에서 본 Reactor의 문제와 본질적으로 같습니다. 스레드가 바뀌면 ThreadLocal 값이 사라지죠. 하지만 해결 방식은 다릅니다.

환경문제 원인해결 방식
Reactor연산자마다 스레드 전환Reactor Context (Subscriber에 바인딩)
Coroutinesuspend/resume 시 스레드 전환CoroutineContext (Coroutine에 바인딩)

Coroutine은 자체적인 Context 시스템이 있고, 이것이 Coroutine의 전체 생명주기 동안 유지됩니다.

CoroutineContext 이해하기

Context는 Element들의 집합

CoroutineContext는 여러 Element들의 집합입니다. 각 Element는 고유한 Key를 가지며, Context에서 Key로 Element를 조회할 수 있습니다.

// CoroutineContext의 주요 Element들
val context: CoroutineContext = 
    Job() +                          // 코루틴 생명주기 관리
    Dispatchers.IO +                 // 실행 스레드 결정
    CoroutineName("order-worker")    // 디버깅용 이름

// Key로 Element 조회
val job = context[Job]
val dispatcher = context[CoroutineDispatcher]
val name = context[CoroutineName]Code language: JavaScript (javascript)
flowchart LR
    CC["CoroutineContext"]
    
    CC --> E1["Job"]
    CC --> E2["Dispatcher"]
    CC --> E3["CoroutineName"]
    CC --> E4["..."]

각 Element는 고유한 Key로 조회할 수 있습니다: context[Job], context[CoroutineDispatcher], context[CoroutineName]

Context 결합: + 연산자

Context는 + 연산자로 결합할 수 있습니다. 같은 Key의 Element가 있으면 오른쪽 것이 왼쪽을 덮어씁니다.

val base = Dispatchers.Default + CoroutineName("base")
// base = {Dispatcher: Default, CoroutineName: "base"}

val extended = base + Dispatchers.IO
// extended = {Dispatcher: IO, CoroutineName: "base"}
// Dispatcher가 Default → IO로 교체됨
// CoroutineName은 그대로 유지Code language: PHP (php)

자식 Coroutine으로의 상속

부모 Coroutine의 Context는 자식에게 상속됩니다. 자식은 필요한 Element만 추가하거나 덮어쓸 수 있습니다.

launch(Dispatchers.IO + CoroutineName("parent")) {
    // 부모 Context: Dispatchers.IO + CoroutineName("parent")
    
    launch {
        // 자식 Context: 부모 Context 상속 (Dispatchers.IO + CoroutineName("parent"))
    }
    
    launch(CoroutineName("child")) {
        // 자식 Context: Dispatchers.IO + CoroutineName("child")
        // CoroutineName만 덮어씀
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

이 상속 메커니즘 덕분에, 부모에서 설정한 Context Element가 모든 자식 Coroutine에 자동으로 전파됩니다. traceId를 담은 Element도 마찬가지입니다.

ThreadLocal ↔ Coroutine 연결: ThreadContextElement

asContextElement()로 ThreadLocal 전파하기

Kotlin Coroutines 라이브러리는 ThreadLocal을 Coroutine에서 사용할 수 있게 해주는 asContextElement() 확장 함수를 제공합니다.

val traceId = ThreadLocal<String>()

fun main() = runBlocking {
    traceId.set("abc123")
    
    // ThreadLocal을 CoroutineContext Element로 변환
    launch(Dispatchers.Default + traceId.asContextElement()) {
        println(traceId.get())  // ✅ abc123
        
        delay(100)  // 스레드 전환 발생!
        
        println(traceId.get())  // ✅ abc123 (여전히 유지!)
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

asContextElement()가 하는 일:

  1. Coroutine이 재개(resume)될 때 → ThreadLocal에 값 설정
  2. Coroutine이 중단(suspend)될 때 → ThreadLocal에서 값 제거

ThreadContextElement 내부 동작

asContextElement()는 내부적으로 ThreadContextElement 인터페이스를 구현합니다.

interface ThreadContextElement<S> : CoroutineContext.Element {
    // Coroutine이 스레드에서 재개될 때 호출
    fun updateThreadContext(context: CoroutineContext): S
    
    // Coroutine이 스레드에서 중단될 때 호출
    fun restoreThreadContext(context: CoroutineContext, oldState: S)
}Code language: JavaScript (javascript)
sequenceDiagram
    participant T1 as Thread-1
    participant T2 as Thread-2
    participant TCE as ThreadContextElement
    participant TL as ThreadLocal
    
    Note over T1: Coroutine 시작/재개
    T1->>TCE: updateThreadContext()
    TCE->>TL: ThreadLocal.set(value)
    Note over T1: Coroutine 실행 중...
    
    T1->>TCE: (suspend) restoreThreadContext()
    TCE->>TL: ThreadLocal.remove()
    Note over T1: 스레드 반납
    
    Note over T2: Coroutine 재개
    T2->>TCE: updateThreadContext()
    TCE->>TL: ThreadLocal.set(value)
    Note over T2: 동일한 값 복원! ✅

핵심: ThreadContextElement는 값을 CoroutineContext에 저장하고, 매번 스레드가 바뀔 때마다 ThreadLocal에 복원합니다.

직접 구현해보기

asContextElement()가 내부적으로 어떻게 동작하는지 이해하기 위해, 커스텀 ThreadContextElement를 직접 만들어봅시다. Spring Security의 SecurityContext를 Coroutine에서 유지하는 예제입니다.

class SecurityCoroutineContext(
    // 1️⃣ 인스턴스 생성 시점의 SecurityContext를 캡처 (기본값)
    private val securityContext: SecurityContext = SecurityContextHolder.getContext()
) : ThreadContextElement<SecurityContext?> {
    
    // 2️⃣ CoroutineContext에서 이 Element를 찾을 때 사용할 Key
    companion object Key : CoroutineContext.Key<SecurityCoroutineContext>
    override val key: CoroutineContext.Key<SecurityCoroutineContext> = Key
    
    // 3️⃣ Coroutine이 스레드에서 실행되기 직전에 호출
    override fun updateThreadContext(context: CoroutineContext): SecurityContext? {
        val oldContext = SecurityContextHolder.getContext()  // 현재 스레드 값 백업
        SecurityContextHolder.setContext(securityContext)  // 인스턴트 생성할 때 캡처해둔 값으로 설정
        return oldContext  // 백업본 반환 (나중에 복원용)
    }
    
    // 4️⃣ Coroutine이 suspend되거나 완료될 때 호출
    override fun restoreThreadContext(context: CoroutineContext, oldState: SecurityContext?) {
        if (oldState == null) {
            SecurityContextHolder.clearContext()
        } else {
            SecurityContextHolder.setContext(oldState)  // 원래 값 복원
        }
    }
}Code language: HTML, XML (xml)

💡 핵심 포인트

  • SecurityCoroutineContext()를 호출할 때마다 새 인스턴스가 생성되고, 그 시점의 SecurityContext가 캡처됩니다.
  • Coroutine이 resume될 때 → 캡처해둔 값을 ThreadLocal에 설정
  • Coroutine이 suspend될 때 → ThreadLocal을 원래 값으로 복원
  • 스레드가 바뀌어도 CoroutineContext에 저장된 값이 매번 ThreadLocal에 복원됩니다.

참고: SecurityContextHolder는 Spring Security의 ThreadLocal 기반 싱글톤입니다. getContext()로 현재 스레드의 SecurityContext를 가져오고, setContext()로 설정합니다.

동작 흐름:

sequenceDiagram
    participant App as 애플리케이션
    participant SCE as SecurityCoroutineContext
    participant TL as ThreadLocal<br/>(SecurityContextHolder)
    participant Code as Coroutine 코드
    
    App->>SCE: 인스턴스 생성
    Note over SCE: 현재 SecurityContext 캡처
    App->>Code: launch(SecurityCoroutineContext()) 시작 (Thread-1)
    
    SCE->>TL: updateThreadContext()
    Note over TL: 캡처한 값 설정<br/>기존 값 oldState로 반환
    
    Code->>Code: 코드 실행
    Note over Code: SecurityContextHolder<br/>.getContext() ✅
    
    Code->>Code: delay() - suspend
    SCE->>TL: restoreThreadContext(oldState)
    Note over TL: 기존 값으로 복원
    Note over Code: Thread-1 반납
    
    rect rgb(255, 245, 238)
        Note over Code: Thread-2에서 resume
    end
    
    SCE->>TL: updateThreadContext()
    Note over TL: 캡처한 값 다시 설정
    
    Code->>Code: 코드 계속 실행
    Note over Code: SecurityContextHolder<br/>.getContext() ✅
    
    Code->>App: Coroutine 완료
    SCE->>TL: restoreThreadContext(oldState)
    Note over TL: 기존 값으로 복원

사용 예시:

// 현재 SecurityContext가 캡처됨
launch(SecurityCoroutineContext()) {
    // Thread-1에서 실행
    val userName = SecurityContextHolder.getContext().authentication.name
    log.info("사용자: $userName")  // ✅ 정상 출력
    
    delay(100)  // 스레드 전환 발생!
    
    // Thread-2에서 실행 - ThreadContextElement가 SecurityContext를 복원해줌
    val sameUser = SecurityContextHolder.getContext().authentication.name
    log.info("여전히 같은 사용자: $sameUser")  // ✅ 동일한 값!
}Code language: JavaScript (javascript)

ThreadContextElement가 없었다면 delay() 이후 SecurityContextHolder.getContext()는 빈 SecurityContext를 반환하거나 예외가 발생했을 것입니다.

MDCContext: SLF4J MDC 전용 솔루션

kotlinx-coroutines-slf4j 라이브러리

MDC를 Coroutine에서 사용하는 경우가 많아서, 공식 라이브러리가 제공됩니다.

dependencies {
    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-slf4j:1.8.0")
}Code language: JavaScript (javascript)

사용법:

import kotlinx.coroutines.slf4j.MDCContext

MDC.put("traceId", "abc123")

launch(MDCContext()) {
    log.info("처리 시작")  // ✅ [abc123] 처리 시작
    
    delay(100)
    
    log.info("처리 완료")  // ✅ [abc123] 처리 완료
}Code language: JavaScript (javascript)

주의: Coroutine 내부에서 MDC.put()은 유실됩니다

중요한 함정이 있습니다. Coroutine 내부에서 MDC.put()으로 값을 변경해도, 다음 suspension 이후에는 원래 값으로 복원됩니다.

MDC.put("traceId", "abc123")

launch(MDCContext()) {
    log.info("[${MDC.get("traceId")}]")  // abc123
    
    MDC.put("traceId", "xyz789")  // 값 변경!
    log.info("[${MDC.get("traceId")}]")  // xyz789
    
    delay(100)  // suspension!
    
    // ❌ MDCContext가 원래 값(abc123)을 복원함
    log.info("[${MDC.get("traceId")}]")  // abc123 (xyz789가 아님!)
}Code language: JavaScript (javascript)

왜 이런 일이 발생할까요?

MDCContext()는 생성 시점의 MDC 값을 캡처합니다. suspension 후 재개될 때, 캡처해둔 값을 ThreadLocal에 복원합니다. Coroutine 내부에서 변경한 값은 캡처본에 반영되지 않습니다.

sequenceDiagram
    participant Code as Coroutine 코드
    participant MDCCtx as MDCContext
    participant MDC as MDC (ThreadLocal)
    
    Note over MDCCtx: 생성 시 {traceId: abc123} 캡처
    
    Code->>MDC: MDC.put("traceId", "xyz789")
    Note over MDC: 현재 값: xyz789
    
    Code->>Code: delay(100) - suspend
    
    Note over MDCCtx: resume 시 캡처본 복원
    MDCCtx->>MDC: MDC.put("traceId", "abc123")
    Note over MDC: 현재 값: abc123 (변경 유실!)

해결: withContext(MDCContext())로 새 캡처본 생성

변경된 MDC 값을 유지하려면 withContext(MDCContext())로 새로운 캡처본을 만들어야 합니다.

MDC.put("traceId", "abc123")

launch(MDCContext()) {
    log.info("[${MDC.get("traceId")}]")  // abc123
    
    MDC.put("traceId", "xyz789")
    
    // 새 MDCContext 생성 → 현재 MDC 값(xyz789) 캡처
    withContext(MDCContext()) {
        delay(100)
        log.info("[${MDC.get("traceId")}]")  // ✅ xyz789
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

💡 실무 팁

일반적인 tracing에서는 요청 시작 시 설정된 traceId를 그대로 사용합니다. Coroutine 내부에서 MDC를 변경할 일은 거의 없으므로, 이 문제를 겪을 일은 많지 않습니다. 하지만 baggage 같은 동적 값을 다룬다면 주의가 필요합니다.

Reactor Context ↔ Coroutine 통합

WebFlux + Coroutine 조합의 복잡성

Spring WebFlux에서 Kotlin Coroutine을 사용하면, 두 가지 Context 시스템이 만납니다:

  • Reactor Context: WebFlux의 Subscriber 체인에 바인딩
  • CoroutineContext: Kotlin Coroutine에 바인딩
@RestController
class OrderController {
    
    @GetMapping("/orders/{id}")
    suspend fun getOrder(@PathVariable id: String): Order {
        // 여기는 Coroutine 세계
        // Reactor Context에 있는 traceId를 어떻게 가져올까?
        
        delay(100)
        return orderService.findById(id)
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

ReactorContext: 두 세계의 브릿지

kotlinx-coroutines-reactor 라이브러리가 ReactorContext라는 브릿지를 제공합니다.

dependencies {
    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-reactor:1.8.0")
}Code language: JavaScript (javascript)
import kotlinx.coroutines.reactor.ReactorContext

// Reactor → Coroutine: Reactor Context를 CoroutineContext에 주입
mono {
    // Coroutine 안에서 Reactor Context 접근
    val reactorCtx = coroutineContext[ReactorContext]?.context
    val traceId = reactorCtx?.get<String>("traceId")
}

// Coroutine → Reactor: CoroutineContext에서 Reactor Context 추출
val mono = mono(ReactorContext(Context.of("traceId", "abc123"))) {
    // ...
}Code language: JavaScript (javascript)

Spring WebFlux의 자동 통합

좋은 소식은, Spring WebFlux가 이 통합을 자동으로 처리한다는 것입니다. suspend 함수로 선언된 Controller 메서드는 내부적으로 Reactor의 mono { } 빌더로 감싸지고, Reactor Context가 자동으로 CoroutineContext에 주입됩니다.

// Spring이 내부적으로 이렇게 처리함 (간략화)
fun invokeSuspendingFunction(method: Method, ...): Mono<*> {
    return mono(Dispatchers.Unconfined) {
        // ReactorContext가 CoroutineContext에 자동 주입됨
        method.callSuspend(...)
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

🤔 위에서 mono는 Coroutine → Reactor 방향 아닌가요?

맞습니다! Spring은 suspend 함수의 결과를 Mono로 변환해서 Reactor 파이프라인에 연결합니다. 이 과정에서 mono 빌더가 자동으로 현재 Reactor Context를 CoroutineContext에 주입합니다. 결과적으로 suspend 함수 내부에서 Reactor Context에 접근할 수 있게 됩니다.

flowchart TB
    subgraph "HTTP 요청 처리 흐름"
        A["HTTP 요청"] --> B["WebFilter<br/>(Observation 생성)"]
        B --> C["Reactor Context에<br/>traceId 저장"]
        C --> D["Controller 호출"]
    end
    
    subgraph "Spring 내부 변환"
        D --> E["suspend fun을<br/>mono { }로 감싸기"]
        E --> F["ReactorContext를<br/>CoroutineContext에 주입"]
    end
    
    subgraph "Coroutine 실행"
        F --> G["suspend 함수 실행"]
        G --> H["coroutineContext[ReactorContext]로<br/>Reactor Context 접근 가능"]
    end

Spring Boot 3 실전 설정

의존성 구성

// build.gradle.kts
dependencies {
    // Spring Boot WebFlux
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-webflux")
    
    // Kotlin Coroutines
    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-core")
    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-reactor")
    implementation("org.jetbrains.kotlinx:kotlinx-coroutines-slf4j")
    
    // Micrometer Tracing + Context Propagation
    implementation("io.micrometer:micrometer-tracing-bridge-otel")
    implementation("io.opentelemetry:opentelemetry-exporter-otlp")
    implementation("io.micrometer:context-propagation")
}Code language: JavaScript (javascript)

application.yml 설정

spring:
  application:
    name: order-service
  reactor:
    context-propagation: auto  # 핵심 설정!

management:
  tracing:
    sampling:
      probability: 1.0
  otlp:
    tracing:
      endpoint: http://localhost:4318/v1/traces

logging:
  pattern:
    level: "%5p [${spring.application.name:},%X{traceId:-},%X{spanId:-}]"Code language: PHP (php)

spring.reactor.context-propagation=auto가 핵심입니다. 이 설정이 Reactor Context와 ThreadLocal 사이의 자동 전파를 활성화합니다.

Logback 설정

<!-- logback-spring.xml -->
<configuration>
    <appender name="CONSOLE" class="ch.qos.logback.core.ConsoleAppender">
        <encoder>
            <pattern>%d{HH:mm:ss.SSS} [%X{traceId:-},%X{spanId:-}] %-5level %logger{36} - %msg%n</pattern>
        </encoder>
    </appender>
    
    <root level="INFO">
        <appender-ref ref="CONSOLE"/>
    </root>
</configuration>Code language: HTML, XML (xml)

Controller 예시

@RestController
class OrderController(
    private val orderService: OrderService
) {
    private val log = LoggerFactory.getLogger(javaClass)
    
    @GetMapping("/orders/{id}")
    suspend fun getOrder(@PathVariable id: String): Order {
        log.info("주문 조회 시작: $id")  // ✅ traceId 자동 포함
        
        delay(100)  // 스레드 전환 발생!
        
        log.info("DB 조회 전")  // ✅ traceId 유지
        val order = orderService.findById(id)
        
        log.info("주문 조회 완료")  // ✅ traceId 유지
        return order
    }
    
    @GetMapping("/orders")
    fun getAllOrders(): Flow<Order> = flow {  // suspend 아님!
        log.info("전체 주문 조회 시작")  // ✅ traceId 자동 포함
        
        orderService.findAll().collect { order ->
            log.info("주문 emit: ${order.id}")  // ✅ traceId 유지
            emit(order)
        }
    }
}Code language: HTML, XML (xml)

🤔 왜 getAllOrders()는 suspend가 아닌가요?

Flow를 반환하는 함수는 suspend가 아닙니다. Flow는 Coroutine 세계의 Flux라고 생각하면 됩니다:

ReactorCoroutine
Mono (0~1개)suspend fun 반환값
Flux (0~N개)Flow

Flow는 cold stream이라서, 함수 호출 시점에는 아무것도 실행되지 않습니다. 실제 실행은 누군가 collect()를 호출할 때 시작됩니다.

fun getAllOrders(): Flow<Order> = flow { ... }  // Flow "정의"만 함

// 실제 실행은 collect 시점
getAllOrders().collect { order -> ... }Code language: JavaScript (javascript)

Spring WebFlux는 Flow를 Flux로 변환해서 처리하며, 이 과정에서 Context가 자동으로 전파됩니다.

실행 결과 (getOrder):

14:23:45.123 [abc123,111aaa] INFO  OrderController - 주문 조회 시작: 123
14:23:45.230 [abc123,111aaa] INFO  OrderController - DB 조회 전
14:23:45.456 [abc123,111aaa] INFO  OrderController - 주문 조회 완료Code language: CSS (css)

실행 결과 (getAllOrders – Flow):

14:24:01.100 [def456,222bbb] INFO  OrderController - 전체 주문 조회 시작
14:24:01.150 [def456,222bbb] INFO  OrderController - 주문 emit: order-1
14:24:01.160 [def456,222bbb] INFO  OrderController - 주문 emit: order-2
14:24:01.170 [def456,222bbb] INFO  OrderController - 주문 emit: order-3Code language: CSS (css)

🤔 왜 MDCContext()를 직접 설정하지 않아도 되나요?

Spring Boot 3.2+에서 spring.reactor.context-propagation=auto를 설정하면 다음 과정이 자동으로 이루어집니다:

  1. 요청 시작 시 Micrometer Observation이 traceId/spanId 생성
  2. 이 값들이 Reactor Context에 저장됨
  3. Spring이 suspend 함수를 호출할 때 ReactorContext(Element)가 CoroutineContext에 주입됨
  4. Coroutine이 실행/재개될 때, Context Propagation 라이브러리가 Reactor Context의 값을 읽어서 ThreadLocal(MDC)에 복원
  5. Coroutine이 suspend될 때, ThreadLocal 값 정리

핵심은 4번입니다. Context Propagation 라이브러리가 Reactor Context → ThreadLocal 방향의 복원을 자동으로 처리합니다. CoroutineContext에 ReactorContext가 주입되어 있기 때문에, Coroutine 세계에서도 이 메커니즘이 동작하는 것입니다.

즉, MDCContext는 Coroutine 자체 메커니즘이고, Context Propagation은 Reactor Context ↔ ThreadLocal 자동 연결입니다. Spring Boot 3에서는 후자가 기본으로 활성화되어 있어서 별도 설정이 필요 없습니다.

이 과정이 모두 자동화되어 있어서, 개발자는 그냥 suspend 함수를 작성하면 됩니다.

전체 Context 전파 흐름 정리

HTTP 요청부터 Coroutine 내부까지 Context가 어떻게 전파되는지 전체 흐름을 정리해보겠습니다.

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Filter as WebFilter
    participant RC as Reactor Context
    participant Spring as Spring Framework
    participant CC as CoroutineContext
    participant CP as Context Propagation
    participant TL as ThreadLocal (MDC)
    participant Code as suspend 함수
    
    Client->>Filter: HTTP 요청 (Thread-1)
    Filter->>RC: Observation 생성, traceId 저장
    
    RC->>Spring: Controller 호출
    Spring->>CC: ReactorContext(Element) 주입
    Note over Spring,CC: mono(Dispatchers.Unconfined) { ... }
    
    Note over CC: CoroutineContext에<br/>ReactorContext 포함됨
    CC->>CP: Coroutine 실행 시작
    CP->>TL: Reactor Context → ThreadLocal 복원
    TL->>Code: suspend 함수 실행 (Thread-1)
    Note over Code: MDC.get("traceId") ✅
    
    Code->>Code: delay() - suspend
    CP->>TL: ThreadLocal 정리
    Note over Code: Thread-1 반납
    
    rect rgb(255, 245, 238)
        Note over RC: Reactor 스케줄러가<br/>Thread-2 할당
        Note over CC: CoroutineContext는<br/>그대로 유지됨<br/>(ReactorContext 포함)
    end
    
    CC->>CP: Coroutine resume (Thread-2)
    CP->>TL: Reactor Context → ThreadLocal 복원
    Note over CP: ReactorContext에서<br/>Reactor Context 읽어서<br/>ThreadLocal에 설정
    TL->>Code: 계속 실행 (Thread-2)
    Note over Code: MDC.get("traceId") ✅
    
    Code->>Client: 응답

핵심 포인트: 스레드가 바뀌어도 CoroutineContext는 그대로 유지됩니다. CoroutineContext 안에 ReactorContext(Element)가 있고, 그 안에 Reactor Context(저장소)가 있습니다. Coroutine이 새 스레드에서 resume될 때, Context Propagation 라이브러리가 Reactor Context의 값을 읽어서 ThreadLocal에 복원합니다.

컴포넌트별 역할

컴포넌트역할설명
Micrometer ObservationtraceId/spanId 생성 및 관리값을 Reactor Context에 저장
Reactor ContextWebFlux의 Context 저장소Subscriber 체인에 바인딩
Context PropagationReactor Context ↔ ThreadLocal 자동 복원spring.reactor.context-propagation=auto로 활성화
ReactorContextReactor Context를 감싸는 CoroutineContext.ElementCoroutine에서 Reactor Context 접근 가능하게 함
CoroutineContextCoroutine의 Context 저장소Coroutine 생명주기 동안 유지
ThreadLocal (MDC)로깅 프레임워크에서 사용현재 스레드에 바인딩

💡 용어 정리

  • Reactor Context: Reactor 라이브러리의 Context 저장소 (reactor.util.context.Context)
  • ReactorContext: kotlinx-coroutines-reactor가 제공하는 CoroutineContext.Element (kotlinx.coroutines.reactor.ReactorContext)

이름이 비슷해서 헷갈릴 수 있습니다:

  • Reactor Context = 저장소 (traceId 등의 값이 들어있음)
  • ReactorContext = 그 저장소를 CoroutineContext에 담아서 전달하는 Element(래퍼)

Spring이 suspend 함수를 호출할 때, ReactorContext(Element)를 CoroutineContext에 주입합니다. 그 안에 Reactor Context(저장소)가 들어있어서, Coroutine 세계에서도 Reactor Context에 접근할 수 있습니다.

주의사항과 트러블슈팅

1. GlobalScope.launch는 Context를 상속하지 않습니다

GlobalScope는 빈 Context를 가지므로, 부모의 Context가 전파되지 않습니다.

@GetMapping("/orders/{id}")
suspend fun getOrder(@PathVariable id: String): Order {
    log.info("시작")  // ✅ traceId 있음
    
    // ❌ 잘못된 사용!
    GlobalScope.launch {
        log.info("비동기 작업")  // ❌ traceId 없음!
    }
    
    return orderService.findById(id)
}Code language: JavaScript (javascript)

해결: coroutineScope 또는 주입받은 CoroutineScope를 사용하세요.

@GetMapping("/orders/{id}")
suspend fun getOrder(@PathVariable id: String): Order {
    coroutineScope {
        launch {
            log.info("비동기 작업")  // ✅ traceId 상속됨
        }
    }
    return orderService.findById(id)
}Code language: JavaScript (javascript)

2. runBlocking 사용 시 Context 전달

runBlocking으로 Coroutine을 시작할 때는 Context를 명시적으로 전달해야 합니다.

// ❌ Context 전달 안 됨
runBlocking {
    log.info("작업")  // traceId 없음
}

// ✅ MDCContext 전달
runBlocking(MDCContext()) {
    log.info("작업")  // traceId 있음
}Code language: JavaScript (javascript)

3. async로 병렬 처리 시에도 Context 유지

async로 병렬 작업을 할 때도 부모 Context가 자동 상속됩니다.

suspend fun getOrderWithDetails(orderId: String): OrderWithDetails = coroutineScope {
    log.info("병렬 조회 시작")  // ✅ traceId
    
    val orderDeferred = async {
        log.info("주문 조회")  // ✅ traceId 상속
        orderService.findById(orderId)
    }
    
    val itemsDeferred = async {
        log.info("상품 조회")  // ✅ traceId 상속
        itemService.findByOrderId(orderId)
    }
    
    OrderWithDetails(
        order = orderDeferred.await(),
        items = itemsDeferred.await()
    )
}Code language: JavaScript (javascript)

4. Flow 수집 시 Context

Flow를 collect할 때 Context가 제대로 전파되는지 확인하세요.

@GetMapping("/orders/stream")
fun streamOrders(): Flow<Order> = flow {
    log.info("스트림 시작")  // ✅ traceId
    
    orderService.findAllAsFlow().collect { order ->
        log.info("주문 처리: ${order.id}")  // ✅ traceId
        emit(order)
    }
}.flowOn(Dispatchers.IO)  // Dispatcher 변경해도 Context 유지Code language: JavaScript (javascript)

5. 테스트 작성 시 Context 설정

테스트에서는 Context를 직접 설정해야 합니다.

@Test
fun `주문 조회 시 traceId가 유지되어야 한다`() = runTest {
    // MDC 설정
    MDC.put("traceId", "test-trace-id")
    
    // MDCContext와 함께 테스트 실행
    withContext(MDCContext()) {
        val result = orderController.getOrder("123")
        
        // 로그에 traceId가 포함되었는지 검증
        // ...
    }
}Code language: JavaScript (javascript)

결론

Kotlin Coroutine을 Spring WebFlux와 함께 사용할 때, 세 가지 Context 시스템이 협력해야 traceId가 제대로 전파됩니다.

핵심 포인트를 정리하면:

  1. CoroutineContext는 Coroutine에 바인딩: 스레드가 바뀌어도 Context Element들이 유지됩니다.
  2. ThreadContextElement로 ThreadLocal 전파: asContextElement()나 MDCContext를 사용하면 suspend/resume 시에도 ThreadLocal 값이 복원됩니다.
  3. ReactorContext로 두 세계 연결: Spring WebFlux가 자동으로 Reactor Context를 CoroutineContext에 주입합니다.
  4. Spring Boot 3.2+ 자동 설정: spring.reactor.context-propagation=auto 한 줄로 대부분의 상황에서 자동 전파가 됩니다.
  5. GlobalScope 사용 금지: Context가 상속되지 않으므로, coroutineScope나 structured concurrency를 사용하세요.
flowchart LR
    subgraph "Context 전파 체인"
        TL["ThreadLocal<br/>(MDC)"]
        RC["Reactor<br/>Context"]
        CC["Coroutine<br/>Context"]
    end
    
    TL <-->|"Context<br/>Propagation"| RC
    RC <-->|"Reactor<br/>Context"| CC
    TL <-->|"Thread<br/>ContextElement"| CC
    
    style TL fill:#e1f5fe
    style RC fill:#fff3e0
    style CC fill:#f3e5f5

다음 글에서는 Java Agent vs Library Instrumentation을 다룹니다. 3편에서 언급한 “라이브러리 내부 로깅에서 traceId 유실” 문제를 Java Agent가 어떻게 해결하는지, 그리고 두 접근 방식의 장단점을 비교해보겠습니다.

참고 자료

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