동시성 직접 쿼리

Junyoung·2024년 12월 15일

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이전에 공유 자원에 대한 동시성을 처리하며, 기존의 값을 조회해온뒤 + 5 해서 Update 플로우를 진행했었다.

최근 한 블로그를 보면서 내가 생각하지 못했던 로직에 대해서 직접 다뤄보려고 한다.
조회수 기능 구현 (동시성 이슈)

공유자원의 문제를 생각하기 이전에

"기존 값 + 5" 라는 "Update" 종이를 들고 위 사진과 같이 사람들이 줄서있다고 생각해보자.

이전의 select 이후 update는 "Select" 종이를 먼저 제출하고 다시 맨 뒤에 줄을서 "Update" 종이를 들고 줄을 서있었기 때문에 매표소에서는 해당 자원의 무결성을 보장할수 없었다.

매표소에서 "Update" 종이만 허가한다면 공유 자원의 문제점이 없을 뿐 더러, 줄을 더 빠르게 소진시킬수 있다.

또한, 이는 "Update", "Select" 종이를 들고있는 사람은 중복될수 없음을 보장하기도 한다.(다른 트랜잭션에서 실행되기 때문)

따라서 해당 로직을 작성해보려고 한다.

기존 프로젝트에 board 도메인을 추가한다.

Controller

import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PathVariable;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController()
@RequestMapping("board")
@RequiredArgsConstructor
public class BoardController {
    private final BoardService boardService;

    @GetMapping()
    public Integer plusViews() {
        return boardService.plusViews(1L);
    }

    @GetMapping("/{id}")
    public Integer getViews(@PathVariable Long id) {
        return boardService.getViews(id);
    }
}

Service

import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.stereotype.Service;
import org.springframework.transaction.annotation.Transactional;

@Service
@RequiredArgsConstructor
@Transactional
public class BoardService {
    private final BoardRepository boardRepository;

    public Integer plusViews(Long id) {
        return boardRepository.plusBoardView(id);
    }

    public Integer getViews(Long id) {
        return boardRepository.findBoardById(id).getViews();
    }
}

Repository

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.data.jpa.repository.Modifying;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;

public interface BoardRepository extends JpaRepository<Board, Long> {

    @Modifying
    @Query("update Board b set b.views = b.views + 5 where b.id = :id")
    Integer plusBoardView(Long id);

    Board findBoardById (Long id);
}

테스트를 위해 Controller 에서 임시로 만들어져 있는 컬럼 id=1 을 이용해서 사용한다.

이후 Jmeter를 활용하여 한번에 1000개의 request를 보내보겠다.

"Update(n + 5)" 종이 5000장을 보낸 셈이다.

일전의 분산락이나 비관 낙관 락을 사용할때 보다 훨신 더 빠른 효율을 확인할 수 있다.

또한 해당 방법은 DB로 request를 여러 서버에서 보내도 하나의 DB에서 처리 되기 때문에 서버 증설의 문제점도 없다. (메모리에 부하만 일어나지 않는다면...)

DB의 트랜잭션 시스템을 통해서 request들이 관리되며 순차적으로 요청을 처리한다.

Redis write

그렇다면 위와 비슷한 방법으로 wirte 로직을 DB에 직접 쓰는게 아닌 인메모리 단계에 존재하는 Redis를 활용한다면 ?

client -> Server : wirte (Update) 로직을 Redis에서 관리하고

특정 시간이나 trigger에 실제 DB와 동기화 하도록 설계한다면 ?

client는 Read 로직에서 DB를 바라보도록 설정하여 value 조회가 가능하다.

Controller 는 위와 같다.

Service

@Service
@RequiredArgsConstructor
@Transactional
public class BoardService {
    private final BoardRepository boardRepository;
    private final RedisTemplate<String, Long> redisTemplate;

//    public Integer plusViews(Long id, Long views) { return boardRepository.plusBoardViews(id); }

    public Integer plusViews(Long id) {
        String redisKey = FEED_VIEW_COUNT_PREFIX + id;
        Long increment = redisTemplate.opsForValue().increment(redisKey, 5L);
        if(increment == null) return 0;
        return increment.intValue();
    }
    public Integer getViews(Long id) {
        return boardRepository.findBoardById(id).getViews();
    }


}

위 코드에서 write 발생시 Redis 저장소에 value를 증가시킨다.

스케줄러

import com.example.threadsafetest.board.BoardRepository;
import jakarta.transaction.Transactional;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.scheduling.annotation.Scheduled;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.Optional;
import java.util.Set;

import static com.example.threadsafetest.config.redis.RedissonConfig.FEED_VIEW_COUNT_PREFIX;

@Service
@RequiredArgsConstructor
public class ScheduleService {
    private final BoardRepository boardRepository;
    private final RedisTemplate<String, Long> redisTemplate;

    // every 1 minute
    @Scheduled(cron = "0 * * * * *")
    @Transactional
    public void applyViewsToDb() {
        Set<String> keys = redisTemplate.keys(FEED_VIEW_COUNT_PREFIX + "*");
        if (keys.isEmpty()) { // redis에 존재하는 모든 조회수를 가져온다.
            return;
        }

        // 가져온 조회수를 DB에 반영 ( redis to DB )
        keys.forEach(redisKey -> {
            Long boardId = Long.parseLong(redisKey.replace(FEED_VIEW_COUNT_PREFIX, ""));
            long ViewsCount = Optional.ofNullable(redisTemplate.opsForValue().get(redisKey))
                    .orElse(0L);
            if (ViewsCount > 0) { // 0 이상의 조회수가 쌓인 경우 동기화
                syncViewCount(redisKey, boardId, ViewsCount);
            }
        });
    }

    // DB 접근
    private void syncViewCount(String redisKey, Long boardId, long ViewsCount) {
        Integer i = boardRepository.plusBoardViews(boardId, ViewsCount);// DB 호출
        redisTemplate.opsForValue().set(redisKey, 0L);
    }
}

매분 cron을 통한 스케줄러로 Redis에 있는 value를 DB에 Update 해준다.

Repository

import org.springframework.data.jpa.repository.JpaRepository;
import org.springframework.data.jpa.repository.Modifying;
import org.springframework.data.jpa.repository.Query;

public interface BoardRepository extends JpaRepository<Board, Long> {

    @Modifying
    @Query("update Board b set b.views = b.views + :views where b.id = :id")
    Integer plusBoardViews(Long id, Long views);

    Board findBoardById(Long id);
}