자원의 동시접근제어 관련 메모

대부분 데이터와 자원 설계시 자원 접근에 대해 서로 영향을 최소화 하게 하여 문제를 회피할 수 있지만 불가피하게 동시접근이 필요한 경우가 있다. 이럴 때 별다른 처리를 해주지 않으면 데이터의 무결성을 보장할 수 없게 되므로 별도의 처리가 필요해진다.

이럴때 사용하는 자원 접근은 다양한 방식이 있는데 잘 정리된 포스트가 있어 정리하여 남긴다. 원본보기

Dummy Table

pk 하나만 존재하는 더미 테이블을 생성하며 auto_increment를 이용하여 값을 획득 한다. 이후 LAST_INSERT_ID() 를 통해 커넥션별로 고유한 값을 얻어 올 수 있다.

mybatis를 사용한다면 아래와 같이 사용한다.

<insert id="insertDummyTable">
    INSERT INTO dummy_table values (default)
    <selectKey keyProperty="id" resultType="int" order="AFTER">
        SELECT LAST_INSERT_ID()
    </selectKey>
</insert>

UUID

application에서 고유값을 얻는 방법이다. UUID는 Universally Unique IDentifier의 약자이며 네트워크 상에서 고유 id를 보장하기 위한 규약이다. 128비트의 숫자이며 8-4-4-4-12 글자마다 하이픈을 집어넣어 5개의 그룹으로 표현한다. 생성 규칙에 따라 4가지 버전이 존재하며 MAC주소를 이용하기에 해쉬 충돌이 발생한 가능성은 겨우 10억분의 1(버전4 기준) 이다.

var uuid = UUID.randomUUID().toString(); // 4717170d-8a5e-4310-bfcc-609649fdc666
BigInteger bigInteger = 
  new BigInteger(uuid.replace("-", ""), 16); //4717170d8a5e4310bfcc609649fdc666
System.out.println(bigInteger); // 94495078096685211775394821825447708262
spring을 사용한다면 혹시 모를 상황(10억분의 1…)을 대비하여 spring-retry를 적용해보는 것도 좋다.

public interface MyService{
  @Retryable(value = DuplicatekeyException.class)
  void addUniqueValue(Model model)
}

Redis

In-Memory DB인 redis를 이용하는 방식이다. 2가지 정도의 방식이 있다.

INCR Key

redis는 싱글쓰레드 기반이며 모든 명령어는 queue에 담겨 순차적으로 진행된다. INCR 명령어 사용시 atomic value 여부를 고민할 필요가 없다. 자세한 사용법은 레디스 공식 문서를 참고한다.

127.0.0.1:6379> set unique_key 0
OK
127.0.0.1:6379> get unique_key
"0"
127.0.0.1:6379> incr unique_key
(integer) 1
127.0.0.1:6379> incr unique_key
(integer) 2

spring에서 redisTemplate를 사용한다면 아래와 같이 작성한다.

long uniqueKey = redisTemplate.opsForValue().increment("unique_key");

Redisson

간단하게 key를 얻는것이 아니라 lock 자체를 획득해야 한다면 redssion을 고려해보는 것도 좋은 방법이다. redisson은 java 기반의 구현체이며 transaction, lock 등을 제공한다. 추가적으로 pub/sub 방식으로 lock을 획득하기에 성능상의 이점 또한 가져올 수 있다.

RedissonClient redissonClient = new RedissonClient();
String key = "unique_key";
RLock rLock = redissonClient.getLock(key);
try {
  if (rLock.tryLock(1000, 2000, TimeUnit.SECONDS)) { // ... (1)
      RTransaction rTransaction =
          redissonClient.createTransaction(TransactionOptions.defaults().timeout(1000, SECONDS));
      // doSomething()       // ... (2)
      rTransaction.commit(); // ... (3)
  }
} finally {
    rLock.unlock(); // ... (4)
}

(1): timeout을 지정하지 않으면 무한루프 발생할 수 있음
(2): 비즈니스 로직을 작성
(3): commit을 해야 해당 내용을 반영할 수 있음
(4): lock을 반납하지 않으면 dead-lock 발생 할 수 있음

lock 획득시 주의사항을 반드시 지켜야 하며 혹시라도 redis서버가 다운됐을시의 전략 또한 중요한다.

MySQL

redis를 사용한다면 위와 같은 방식으로 간편하게 처리 할 수 있지만, 비용상의 문제등으로 새롭게 서버를 추가할 수 없다면 MySQL의 user level lock을 활용하는 것도 하나의 방법이다. user_level_lock을 사용하면 keyword을 사용하여 락의 획득이 가능한다.

Class.forName("com.mysql.cj.jdbc.Driver");
Connection connection = DriverManager.getConnection(url, id, passwd);
Statement statement = connection.createStatement();

ResultSet resultSet = statement.executeQuery("SELECT GET_LOCK('unique', 3)");
//doSomenthing()
statement.execute("SELECT RELEASE_LOCK('unique')");

주의 할 점은 반드시 RELEASE_LOCK 을 호출해야 한다는 점 이다. 만약 호출하지 않고 connection을 끊거나 thread 종료시 kill 명령어등을 사용하여 해당 락을 직접 제거 해야 한다. 따라서 spring이나 dbcp 등 에서 사용할 경우 exception 발생시에 해당 connection에서 RELEASE_LOCK 을 호출하도록 작성한다.

version 컬럼을 이용한 낙관적 잠금 및 그냥 for update lock을 활용한 비관적 잠금 방식도 있다

JdbcLockRegistry

spring을 사용한다면 JdbcLockRegistry사용도 고려해봄직 한다. spring-integration의 하위 모듈로 간편하게 lock을 획득할 수 있으며 기존의 선언적 트랜잭션(@Transactional) 또한 지원 한다.

사용하는 datasource에 맞춰 table을 생성한다.

dependencies {
  ...
  implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-integration'
  implementation 'org.springframework.integration:spring-integration-jdbc'
  implementation 'org.springframework.integration:spring-integration-core'
  ...
}

관련 라이브러를 추가한다.

@Bean
public LockRepository lockRepository(DataSource datasource) {
    return new DefaultLockRepository(datasource);
}

@Bean
public JdbcLockRegistry jdbcLockRegistry(LockRepository repository) {
    return new JdbcLockRegistry(repository);
}

bean을 등록한다.

@Autowired
private JdbcLockRegistry lockRegistry;

@Transactional
public void uniqueJob() throws InterruptedException {
    String key = "unique";
    Lock lock = lockRegistry.obtain(key);
    try {
        if (lock.tryLock(5, TimeUnit.SECONDS)) { // ... (1)
          // doSomething() ... (2)
        }
    } finally {
        lock.unlock(); // ... (3)
    }
}

(1): 해당 시간동안 대기 후 lock 미 획득시 InterruptedException 발생
(2): 비즈니스 로직 수행
(3): lock 해제

출처
관련참조1
관련참조2
관련참조3
관련참조4
관련참조5

각각 상황에 알맞는 방식을 적용하면 좋을 것 같다.

기타 메모

Redis event notification

redis key 관련 이벤트를 수신할 수 있다. 링크