Redis를 이용한 분산락 적용 방법

분산락 개념

분산 시스템에서 여러 개의 프로세스가 동일한 자원에 접근할 때 데이터 정합성을 보장하기 위해 락(Lock)이 필요합니다. 분산락(Distributed Lock)은 여러 개의 노드 또는 프로세스가 공유 자원에 동시에 접근하는 것을 방지하는 메커니즘입니다.

 

분산락이 필요한 이유

• 여러 프로세스가 동일한 데이터에 접근하여 변경할 경우, 데이터 불일치 문제를 방지하기 위해 필요합니다.
• 분산 환경에서 특정 리소스를 하나의 프로세스만 수정할 수 있도록 제어할 필요가 있습니다.
• 중복 실행 방지: 동일한 작업이 여러 번 수행되지 않도록 제한할 수 있습니다.

 

 

 

Redis 분산락의 문제점과 해결책

락 해제 실패 문제

프로세스가 비정상 종료되거나 Redis 장애가 발생할 경우 락이 해제되지 않을 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 TTL을 설정하여 자동 해제되도록 해야 합니다.

 

Redlock 알고리즘을 이용한 락 구현

Redis 단일 노드에서 락을 사용할 경우 장애 발생 시 락이 유실될 수 있습니다. Redlock 알고리즘은 다중 Redis 노드에서 락을 설정하고 과반수 이상에서 락을 획득한 경우에만 유효한 락으로 간주합니다.

public boolean acquireLock(Jedis jedis, String lockKey, String uniqueId, int ttl) {
    String result = jedis.set(lockKey, uniqueId, "NX", "PX", ttl);
    return "OK".equals(result);
}
    

 

위의 코드를 사용하면 다중 Redis 노드에서 안전한 락을 획득할 수 있습니다.

 

 

 

Redisson을 이용한 분산락 적용

Redisson은 Redis 기반의 분산락을 쉽게 구현할 수 있도록 지원하는 라이브러리입니다.

RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");
try {
    if (lock.tryLock(10, 5, TimeUnit.SECONDS)) {
        // 락을 획득한 경우 수행할 작업
    }
} finally {
    lock.unlock();
}
    

Redisson을 활용하면 TTL 자동 연장 기능을 제공하여 보다 안정적인 분산락을 구현할 수 있습니다.

 

 

 

분산락의 최적화

락 경쟁 최소화

불필요한 락 획득을 줄이기 위해 가능한 한 짧은 시간 동안 락을 유지해야 합니다. 장시간 유지되는 락은 시스템 성능 저하를 초래할 수 있습니다.

 

락 만료 시간 동적 조정

일정 시간이 지나면 락이 자동 해제되도록 TTL을 설정하고, 필요한 경우 주기적으로 TTL을 갱신하는 로직을 추가하는 것이 좋습니다.

 

락 재시도 및 백오프 전략

락을 획득하지 못한 경우, 즉시 재시도를 하는 대신 지수 백오프(Exponential Backoff) 전략을 적용하여 점진적으로 대기 시간을 늘리는 것이 효율적입니다.

 

분산락의 모니터링

Redis에 저장된 락의 상태를 지속적으로 모니터링하여 예상치 못한 문제를 사전에 감지하는 것이 중요합니다. Grafana, Prometheus 등의 모니터링 도구를 사용할 수 있습니다.

 

 

 

분산락을 활용한 실제 예제

public void processWithLock(RedissonClient redissonClient) {
    RLock lock = redissonClient.getLock("orderLock");
    try {
        if (lock.tryLock(10, 5, TimeUnit.SECONDS)) {
            try {
                // 중요한 비즈니스 로직 수행
            } finally {
                lock.unlock();
            }
        }
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
    }
}
    

위의 예제는 Redis 기반의 분산락을 활용하여 중요한 프로세스를 보호하는 방법을 보여줍니다.

 

 

 

결론

Redis를 활용한 분산락은 성능과 확장성이 뛰어나지만, 장애 발생 시 락 해제 문제를 고려해야 합니다. Redlock 알고리즘이나 Redisson과 같은 라이브러리를 활용하면 보다 안전한 분산락을 구축할 수 있습니다. 또한, 락 획득과 해제의 안정성을 높이기 위해 TTL 설정, 백오프 전략, 모니터링 등의 기법을 적용하는 것이 중요합니다.