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알림 기능을 구현하는 여러 가지 방법이 있지만, SSE(Server-Sent Events)를 사용하여 개발하게 되었습니다. 이와 관련해 이번 구현에서 사용된 기술 및 구조에 대해 회고하는 글을 작성하고자 합니다.
💡 SSE
SSE(Server-Sent Events)는 HTML5 표준에 정의된 프로토콜로, 서버에서 클라이언트로 실시간 데이터를 스트리밍하는 기술입니다. SSE는 서버에서 클라이언트로 단방향 통신을 지원하며, 클라이언트는 서버와의 연결이 유지되는 동안 지속적으로 이벤트를 수신할 수 있습니다.
위 그림에서 보듯, 서버와 클라이언트는 연결을 유지하며 서버는 새로운 이벤트가 발생할 때마다 이를 클라이언트에 전송합니다. 기존 방식에서는 클라이언트가 서버에 주기적으로 요청을 보내야 하지만, SSE를 활용하면 실시간으로 알림이나 이벤트를 자동으로 수신할 수 있습니다.
따라서, 이번 프로젝트에서 Spring의 SseEmitter 클래스를 사용하여 실시간 알림 기능을 구현했습니다.
SseEmitter
SseEmitter는 Spring MVC에서 SSE를 구현할 수 있도록 제공하는 클래스입니다. 이를 통해 클라이언트가 실시간으로 서버의 이벤트를 비동기적으로 수신할 수 있습니다.
주요 메서드
| 메서드 | 설명 |
|---|---|
send(Object data) | 서버에서 클라이언트로 데이터를 전송합니다. |
complete() | 모든 이벤트 전송이 완료된 후, 연결을 정상적으로 종료합니다. |
completeWithError(Throwable ex) | 에러가 발생했을 때 연결을 종료합니다. |
onTimeout(Runnable callback) | 타임아웃이 발생했을 때 실행할 콜백을 설정합니다. |
onCompletion(Runnable callback) | 모든 작업이 완료되었을 때 실행할 콜백을 설정합니다. |
이처럼 SseEmitter는 서버와 클라이언트 간 실시간 통신을 간편하게 구현할 수 있게 해줍니다.
💡 Redis Pub/Sub
SSE를 사용해 클라이언트에게 실시간 알림을 전송하기 위해서는 누구에게 알림을 보낼지를 결정해야 합니다. 이때 Redis의 Pub/Sub 기능이 사용됩니다. Redis Pub/Sub는 발행/구독 패턴을 사용하여 서버 간 메시지를 빠르게 전달할 수 있습니다.
Pub/Sub 동작 과정
- 구독: 사용자는 특정 Redis 채널을 구독(
subscribe)합니다. - 발행: 서버는 특정 Redis 채널에 메시지를 발행(
publish)합니다. - 전달: 구독 중인 사용자에게 SseEmitter를 통해 메시지가 실시간으로 전달됩니다.
Pub/Sub을 사용한 이유
처음에는 Java 내부의 Map 자료구조를 사용하여 구현하려 했으나, 다음과 같은 문제들이 있었습니다
- 동시성 문제: 여러 스레드에서 동일한 Map을 사용하는 경우 동기화 문제가 발생할 수 있습니다.
- 다중 서버 환경에서 문제: Map은 서버 간에 공유되지 않으므로, 다중 서버에서 메시지를 처리할 수 없습니다.
- Stateless하지 않은 서버: 서버가 상태를 유지하므로 확장성과 유지보수성이 떨어집니다.
위 문제를 해결하기 위해 Redis를 도입하여, 서버 간 데이터 공유와 다중 서버 환경에서의 확장성을 확보할 수 있었습니다.
참고 영상
Redis Pub/Sub을 사용한 실시간 알림 시스템은 대규모 사용자에게 빠르게 메시지를 전달하는 데 적합합니다. 라인(LINE)과 같은 대규모 시스템에서도 이 기술을 사용하여 수많은 사용자에게 실시간 스트리밍 서비스를 제공하고 있습니다. 기술 관련 영상을 보던 중 참고한 영상입니다.
💻 구현 로직
알림 Controller
@RestController
@RequiredArgsConstructor
@RequestMapping("/api/v1/admin")
public class NotificationController {
private final NotificationService notificationService;
@PostMapping("/notices")
public ResponseEntity<String> sendNoticeToAll(@RequestBody NoticeCreateRequest request) {
notificationService.sendNoticeToAll(request);
return ResponseEntity.ok("전체 유저에게 메세지 전송 완료.");
}
}NotificationController는 관리자 권한으로 모든 사용자에게 메시지를 전송하는 API를 제공합니다.
알림 Service
@RequiredArgsConstructor
@Service
public class NotificationService {
private final RedisPublisher redisPublisher;
public void sendNoticeToAll(NoticeCreateRequest request) {
redisPublisher.publish(request);
}
}NotificationService는 메시지를 Redis 채널에 발행(publish)하여 전체 사용자에게 알림을 보냅니다.
RedisPublisher
@RequiredArgsConstructor
@Service
public class RedisPublisher {
private final RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
private final ObjectMapper objectMapper;
public void publish(NoticeCreateRequest request) {
try {
String message = objectMapper.writeValueAsString(request); // 직렬화
redisTemplate.convertAndSend("notification-channel", message); // 발행
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}RedisPublisher는 Redis 채널에 메시지를 발행(publish)합니다. 여기서NoticeCreateRequest객체를 JSON 형식으로 직렬화하여 Redis에서 처리할 수 있도록 합니다.
RedisConfig
@Bean
public RedisMessageListenerContainer redisContainer(RedisConnectionFactory connectionFactory, MessageListenerAdapter listenerAdapter) {
RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();
container.setConnectionFactory(connectionFactory);
container.addMessageListener(listenerAdapter, new PatternTopic("notification-channel"));
return container;
}
@Bean
public MessageListenerAdapter listenerAdapter(RedisSubscriber redisSubscriber) {
return new MessageListenerAdapter(redisSubscriber, "handleMessage");
}RedisMessageListenerContainer는 Redis 채널을 구독하고, 새로운 메시지가 도착하면 이를 처리할 리스너를 등록합니다.
RedisSubscriber
@RequiredArgsConstructor
@Service
public class RedisSubscriber {
private final ObjectMapper objectMapper;
private final RedisEmitterRepository redisEmitterRepository;
public void handleMessage(String message) {
try {
Notification notification = objectMapper.readValue(message, Notification.class);
for (Long userId : redisEmitterRepository.getAllEmitter()) {
SseEmitter emitter = redisEmitterRepository.getEmitter(userId);
if (emitter != null) {
emitter.send(SseEmitter.event().name("notification").data(notification));
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}handleMessage메서드는 Redis에서 수신한 메시지를 처리합니다.redisEmitterRepository.getAllEmitter()를 통해 등록된 모든 사용자에게 실시간으로 알림을 전송합니다.- 각 사용자의 Emitter를 조회한 후
emitter.send()메서드를 통해 SSE를 이용해 클라이언트에 메시지를 전달합니다.
전체 유저 알림 전송 테스트
- 다음과 같이 서버에서 알림을 보내면
notificaiton-channel을 구독한 유저들에게 모든 알림이 전송됩니다.
💁 개선할 점
현재의 Redis 설정은 단일 노드 환경에서 동작하고 있기에 여러 문제가 존재합니다.
- Redis 인스턴스가 다운될 경우, 알림 시스템 전체가 중단됨
- 단일 노드이기에 트래픽이 증가함에 따라 성능 저하가 발생
따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 다음 프로젝트에서는 Redis Clster 를 시도할 예정이고, 이를 통해 시스템의 확장성과 고가용성을 보장하고 장애 상황에서도 안정적인 알림 시스템이 동작하도록 개선할 것입니다.
