📊 Redis를 활용한 실시간 인기 검색어 기능 구현

✅ 개요

사용자의 검색 활동을 바탕으로 실시간으로 인기 검색어를 수집하고 분석하여, 트렌디한 키워드를 사용자에게 제공하는 기능입니다.
ElasticSearch 기반 검색 기능과 Redis, 스케줄링을 조합해 성능과 실시간성을 모두 고려한 구조입니다.

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⚙️ 시스템 구성

1. 검색 키워드 기록 (AOP 기반)

• 클래스: KeywordAspect

• 동작 시점: 사용자가 게시물을 검색할 때 ElasticSearchService.searchPosts(...) 메서드 실행 후

• 기능:

  • 현재 시각 기준 5분 단위 키 (search_keywords:HHmm)에 대해 키워드의 조회수를 1 증가

  • 1시간 동안 유효한 TTL 설정 (expire)

  • 누적 키워드 집계 (search_keywords:total)도 함께 증가시켜 전체 검색량 유지

  • 마지막 사용 시각을 해시 구조로 기록

    • Redis Hash Key: search_keywords_last_used
    • field: 키워드 / value: ISO 형식의 마지막 검색 시각 (2025-05-15T14:25:00 등)

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2. 트렌드 계산 스케줄러

• 클래스: RankKeywordScheduler

• 스케줄링: 5분마다 실행 (@Scheduled(cron = "0 */5 * * * *"))

• 기능:

  • 최근 10분 간(현재 -5분, -10분) 검색된 키워드들을 집계

  • 각 키워드에 대해 다음과 같은 점수 계산 수행:

    점수 = (직전 5분 대비 증가량 * 가중치 2.0) + (누적 검색량 로그값 * 가중치 1.2)

  • 계산된 점수는 Redis ZSet search_scores:computed에 저장

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3. 미사용 키워드 정리 스케줄러

• 클래스: RankKeywordScheduler

• 스케줄링: 매일 자정 실행 (@Scheduled(cron = "0 0 0 * * *"))

• 기능:

  • 해시(search_keywords_last_used)에 기록된 마지막 사용 시각을 기준으로

  • 하루 이상 사용되지 않은 키워드 제거:

    • search_keywords:total 에서 제거
    • search_scores:computed 에서 제거
    • search_keywords_last_used 에서도 제거

  • 불필요한 메모리 점유 방지 및 트렌드 정확성 향상

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4. Top N 인기 검색어 노출

• Redis ZSet search_scores:computed에서 점수 순으로 정렬된 키워드 조회
• 프론트엔드에서 인기 키워드를 슬라이딩 UI 등으로 실시간 시각화

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설계 포인트

항목	설명
성능	Redis 기반 ZSet/Hash 사용으로 빠른 읽기/쓰기 및 정렬 가능
실시간성	5분 단위 시간 키 처리 및 주기적 트렌드 갱신으로 최신 데이터 반영
AOP 도입	핵심 비즈니스 로직과 분리되어 관심사 분리가 잘 되어 있음
효율적인 정리	검색되지 않는 키워드를 자동 정리하여 메모리 낭비 방지 및 성능 유지
확장성	점수 산정 방식 및 제거 주기 유연하게 조절 가능 (가중치 조정, 기간 설정 등)

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Redis 키 구조 예시

키 이름	설명
search_keywords:1425	14시 25분 기준 검색 키워드 ZSet
search_keywords:total	전체 누적 검색 키워드 ZSet
search_keywords_last_used	각 키워드별 마지막 검색 시각 저장용 Hash (field=keyword, value=ISO timestamp)
search_scores:computed	계산된 인기 점수 키워드 ZSet (UI에서 인기 키워드로 노출)

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코드 정리

RedisConfig.java

• DB index 4번을 전용으로 할당하여 다른 Redis 데이터와 충돌을 방지합니다.

@Configuration
@RequiredArgsConstructor
public class RedisConfig {

	@Value("${spring.data.redis.host}")
	private String hostname;

	@Value("${spring.data.redis.password}")
	private String password;



	@Bean("keywordRedisConnectionFactory")
	public RedisConnectionFactory keywordRedisConnectionFactory() {
		RedisStandaloneConfiguration redisStandaloneConfiguration = new RedisStandaloneConfiguration();
		redisStandaloneConfiguration.setPort(6379);
		redisStandaloneConfiguration.setHostName(hostname);
		redisStandaloneConfiguration.setPassword(password);
		redisStandaloneConfiguration.setDatabase(4);
		return new LettuceConnectionFactory(redisStandaloneConfiguration);
	}

	@Bean("keywordRedisTemplate")
	public RedisTemplate<String, Object> keywordRedisTemplate(
		@Qualifier("keywordRedisConnectionFactory") RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
		RedisTemplate<String, Object> sessionRedisTemplate = new RedisTemplate<>();
		sessionRedisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
		sessionRedisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
		sessionRedisTemplate.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
		sessionRedisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
		sessionRedisTemplate.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());
		return sessionRedisTemplate;
	}

}

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KeywordAspect.java

@Aspect
@Component
@RequiredArgsConstructor
public class KeywordAspect {
	private final RedisTemplate<String, Object> keywordRedisTemplate;

	@AfterReturning("execution(* com.eventorback.search.service.ElasticSearchService.searchPosts(..))")
	public void recordKeyword(JoinPoint joinPoint) {

		Object[] args = joinPoint.getArgs();
		if (args.length > 0 && args[1] instanceof String keyword) {
			if (keyword.isEmpty()) {
				return;
			}

			String timeKey = getCurrentTimeKey(); // 예: search_keywords:1425
			keywordRedisTemplate.opsForZSet().incrementScore(timeKey, keyword, 1);
			keywordRedisTemplate.expire(timeKey, Duration.ofHours(1));

			// 누적 키도 증가
			keywordRedisTemplate.opsForZSet().incrementScore("search_keywords:total", keyword, 1);

			// 마지막 사용 시각 업데이트
			String now = LocalDateTime.now().toString();
			keywordRedisTemplate.opsForHash().put("search_keywords:last_used", keyword, now);
		}
	}

	private String getCurrentTimeKey() {
		LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

		// 5분 단위로 라운딩
		int minuteBlock = (now.getMinute() / 5) * 5;
		now = now.withMinute(minuteBlock).withSecond(0).withNano(0);

		// HHmm 형식으로 변환 (예: 1425)
		DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("HHmm");
		return "search_keywords:" + now.format(formatter);
	}

}

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TopKeywordScheduler.java

@Component
@RequiredArgsConstructor
public class TopKeywordScheduler {
	private final RedisTemplate<String, Object> keywordRedisTemplate;
	private static final long UNUSED_DAYS_THRESHOLD = 1; // 1일 동안 검색 안 된 키워드 제거

	@Scheduled(cron = "0 0 0 * * *")    // 매일 자정 마다 실행
	public void cleanUpOldTopKeywords() {

		Set<Object> keywords = keywordRedisTemplate.opsForZSet().range("search_keywords:total", 0, -1);

		if (keywords == null) {
			return;
		}

		LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
		for (Object obj : keywords) {
			String keyword = String.valueOf(obj);
			String lastUsedStr = (String)keywordRedisTemplate.opsForHash()
				.get("search_keywords:last_used", keyword);

			if (lastUsedStr == null) {
				continue;
			}

			LocalDateTime lastUsed = LocalDateTime.parse(lastUsedStr);

			if (Duration.between(lastUsed, now).toDays() >= UNUSED_DAYS_THRESHOLD) {
				keywordRedisTemplate.opsForZSet().remove("search_keywords:total", keyword);
				keywordRedisTemplate.opsForZSet().remove("search_keywords:score", keyword);
				keywordRedisTemplate.opsForHash().delete("search_keywords:last_used", keyword);
			}
		}
	}

	@Scheduled(cron = "0 */5 * * * *") // 매 5분마다
	public void updateTopKeywords() {

		String currentKey = getTimeKey(-1);   // 직전 5분 구간
		String previousKey = getTimeKey(-2); // 직전전 5분 구간

		Set<Object> keywords = keywordRedisTemplate.opsForZSet()
			.union(currentKey, previousKey); // 두 키에 있는 모든 키워드 가져오기

		if (keywords == null) {
			return;
		}

		for (Object object : keywords) {
			String keyword = String.valueOf(object);
			double current = getScore(currentKey, keyword);
			double previous = getScore(previousKey, keyword);
			double total = getScore("search_keywords:total", keyword);

			double delta = current - previous;
			double score = delta * 2.0 + Math.log(total + 1) * 1.2;

			keywordRedisTemplate.opsForZSet().add("search_keywords:score", keyword, score);
		}

	}

	private String getTimeKey(int offset) {
		// 현재 시각
		LocalDateTime now = LocalDateTime.now();

		// 5분 단위 정규화
		int minuteBlock = (now.getMinute() / 5) * 5;
		now = now.withMinute(minuteBlock).withSecond(0).withNano(0);

		// offset 적용 (예: -1 → 이전 블록, +1 → 다음 블록)
		now = now.plusMinutes(offset * 5L);

		// 키 포맷: search_keywords:HHmm (예: search_keywords:1415)
		DateTimeFormatter formatter = DateTimeFormatter.ofPattern("HHmm");
		return "search_keywords:" + now.format(formatter);
	}

	private double getScore(String key, String keyword) {
		Double score = keywordRedisTemplate.opsForZSet().score(key, keyword);
		return score != null ? score : 0.0;
	}
}

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KeywordServiceImpl.java

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class KeywordServiceImpl implements KeywordService {
	private final RedisTemplate<String, Object> keywordRedisTemplate;

	public List<String> getTopKeywords() {
		return keywordRedisTemplate.opsForZSet()
			.reverseRange("search_keywords:score", 0, 9)
			.stream()
			.map(String::valueOf)
			.toList();
	}
}