Jo JaeYoung

일단 한번 해보기.

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낙관적 잠금(Optimistic Lock) 이란?

  • 비선점 잠금이라고 불리기도 함
  • 현실적으로 대부분의 트랜잭션이 충돌이 발생하지 않는다고 낙관적으로 가정하고 잠금
  • 트랜잭션을 커밋하기 전까지는 트랜잭션의 충돌을 알 수 없음
  • Application Level에서의 잠금
  • JPA가 제공하는 버전 관리 기능 사용

참고

  • Repository 참고
    • java-practice
    • Human domain 참고
    • inmemory db는 h2사용 (쿼리는 schema.sql, data.sql 참고)
    • db console은 http://localhost:8080/h2 로 접속

Lock 걸지 않고 시도해보기

  • Human (Entity) 
    @Entity
@Data
@NoArgsConstructor
public class Human {

  @Id
  @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
  private Long idx;
  private String name;
  private Integer money;
  private LocalDate birth;

  public Human(String name, Integer money, LocalDate birth) {
      this.name = name;
      this.money = money;
      this.birth = birth;
  }

  public int decreaseMoney(int money) {
      if (this.money - money < 0) {
          throw new IllegalArgumentException("돈이 부족해");
      }
      return this.money -= money;
  }
}
  • HumanService.class 
    @Service
@RequiredArgsConstructor
public class HumanService {
  private final HumanRepository humanRepository;

  public int currentMoney(String name) {
      Human human = humanRepository.findByName(name);
      return human.getMoney();
  }

  @Transactional
  public int decreaseMoney(String name, int money) {
      Human human = humanRepository.findByName(name);
      human.decreaseMoney(money);
      return human.getMoney();
  }
}

    이름과 돈을 입력하면 해당하는 사람의 돈을 차감하는 기능을 만들어주자.

  • HumanController.class 
    @RestController
@RequestMapping("/human")
@RequiredArgsConstructor
@Slf4j
public class HumanController {
  private final HumanService humanService;

  @GetMapping("/decrease")
  public String decreaseMoney(@RequestParam(value = "name") String name, @RequestParam(value = "money") int money) {
      String result;
      try{
          humanService.decreaseMoney(name, money);
          result =  "현재 남은돈 : " + humanService.currentMoney(name);
      } catch (Exception e) {
          log.info(e.toString());
          result = "에러났어";
      }
      log.info(result);
      return result;
  }
}

    여러번 call을 해보기위한 컨트롤러도 만들어주자.

  • 실행, 테스트 해보기
    ‘조재영’이라는 유저에서 1000원을 동시에! 여러번! 차감 테스트해보자.

    해당 어플리케이션을 실행하고 터미널에 curl을 이용해서 동시에 여러번 호출을 해보자.
    터미널 창을 열고
    curl url & curl url & curl url & .... 이런식으로 입력해주면 간단하게 테스트가 가능하다.

    curl 'http://localhost:8080/human/decrease?name=%EC%A1%B0%EC%9E%AC%EC%98%81&money=1000' & curl 'http://localhost:8080/human/decrease?name=%EC%A1%B0%EC%9E%AC%EC%98%81&money=1000' & curl 'http://localhost:8080/human/decrease?name=%EC%A1%B0%EC%9E%AC%EC%98%81&money=1000' & curl 'http://localhost:8080/human/decrease?name=%EC%A1%B0%EC%9E%AC%EC%98%81&money=1000' & curl 'http://localhost:8080/human/decrease?name=%EC%A1%B0%EC%9E%AC%EC%98%81&money=1000'

    터미널에서 호출해보기

  • 실행 결과 콘솔 로그 보기
    디비 보기
    처음 조재영 의 값은 10000원을 가지고 있었다.
    다섯번을 호출했으니 5천원이 남아있어야 되지만 남은돈은 9000원이다.
    모든 트랜잭션이 동시에 10000원을 읽어서 1000을 뺐기때문에,
    다 9000원으로 업데이트 된것이다.

낙관적 락 구현해보기

이제 위의 소스를 수정해서 낙관적 락을 구현해보자.

  • Entity에 @Version 사용 
    @Entity
@Getter
@NoArgsConstructor
public class Human {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.AUTO)
    private Long idx;
    private String name;
    private Integer money;
    private LocalDate birth;

    @Version
    private Integer version; //여기 추가

    public Human(String name, Integer money, LocalDate birth) {
        this.name = name;
        this.money = money;
        this.birth = birth;
    }
}

    낙관적 잠금을 사용하기위해서는 @Version 어노테이션을 이용해야하니 추가.
    해당 테이블에 version 필드를 생성해주자

@Version을 사용하면 수정이 될 때 자동으로 버전을 상승시키며,
조회시점과 버전이 다른경우 OptimisticLockException 예외를 발생시킨다.
어찌보면 Lock을 건다기보다는 충돌감지에 가깝다

  • 위에 했던 curl테스트 다시 진행 후의 콘솔로그 콘솔 로그 보기
    결과를 보면 5번을 시도하였지만 한번만 성공하고 나머지는 ObjectOptimisticLockingFailureException을 발생켰다.

  • 하나만 성공한 이유
    위에 설명했다시피 version으로 인해서 변경사항이 생길 때마다 해당 version값을 증가시키고 version 값을 이용해 변경감지를 한다.
    그러므로 최초의 커밋만 성공하고 나머지는 실패된 것이다. 
    Hibernate:
  update
      human
  set
      birth=?,
      money=?,
      name=?,
      version=?
  where
      idx=?
      and version=?

    위 쿼리는 실행될 때 찍어본 쿼리인데, where절에서 version 체크를 하여 select할때의 version값과 같은지 체크 하는 행위를 확인할 수 있다.

  • 재시도 
    @GetMapping("/decrease")
 public String decreaseMoney(@RequestParam(value = "name") String name, @RequestParam(value = "money") int money) {
   String result;
   try {
       humanService.decreaseMoney(name, money);
       result = "현재 남은돈 : " + humanService.currentMoney(name);
   } catch (ObjectOptimisticLockingFailureException oe) {
       log.info("재시도");
       return decreaseMoney(name, money);
   } catch (Exception e) {
       result = e.getMessage();
   }
   log.info(result);
   return result;
 }

    이렇게 ObjectOptimisticLockingFailureException 예외를 잡아서
    재시도를 하게 해주면 요청건들 모두 결국에는 성공하게 되겠지만
    동시요청이 많을 경우 예외처리에 주의해야할 듯 하다.
    (이름그대로 대부분 트랜잭션이 충돌이 발생하지 않는다는 낙관적인 경우에만 사용하자)

LockMode 종류

  • 적용 
    public interface HumanRepository extends JpaRepository<Human, Integer> {

    Human findByName(String name);

    @Lock(LockModeType.OPTIMISTIC) //여기
    @Query("select h from Human h where h.name = :name")
    Human findWithNameForUpdate(@Param("name") String name);
}

  • LockModeType.NONE
    기본, @Version 이 적용되어있으면 낙관적 락 적용 됨

  • LockModeType.OPTIMISTIC
    Entity를 조회만 해도 버전을 체크함

  • LockModeType.OPTIMISTIC_FORCEJNCREMENT
    Entity를 수정하지 않아도 버전을 강제로 증가시킴. 연관관계에 있는 다른곳이 수정되었어도 해당 Entity가 버전업 되어야 한다면 사용.

테스트 코드 작성

  • HumanServiceTest 
    @SpringBootTest
class HumanServiceTest {
  @Autowired
  HumanService humanService;
    
  @Autowired
  HumanRepository humanRepository;
    
  @Autowired
  HomeRepository homeRepository;
    
  @BeforeEach
  void beforeEach() {
      Home home = Home.builder()
              .name("home")
              .address("address")
              .price(1000)
              .build();

      homeRepository.save(home);

      Human human = Human.builder()
              .home(home)
              .name("조재영")
              .money(10000)
              .birth(LocalDate.of(1991, 2, 26))
              .build();
      humanRepository.save(human);
  }

  @Test
  @DisplayName("돈 줄여보기(멀티 스레드) 테스트")
  void decreaseMoneyForMultiThreadTest() throws InterruptedException {
      AtomicInteger successCount = new AtomicInteger();
      int numberOfExcute = 100;
      ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);
      CountDownLatch latch = new CountDownLatch(numberOfExcute);

      for (int i = 0; i < numberOfExcute; i++) {
          service.execute(() -> {
              try {
                  humanService.decreaseMoney("조재영", 1000);
                  successCount.getAndIncrement();
                  System.out.println("성공");
              } catch (ObjectOptimisticLockingFailureException oe) {
                  System.out.println("충돌감지");
              } catch (Exception e) {
                  System.out.println(e.getMessage());
              }
              latch.countDown();
          });
      }
      latch.await();

      assertThat(successCount.get()).isEqualTo(10);
  }
}

    이렇게 스레드풀을 생성하고 비동기적으로 여러번 실행시켜보는것으로 테스트가 가능할것 같다.
    10000원에서 1000원씩 열번만 성공하고,
    충돌감지된것은 ‘충돌감지’를 출력하고 실패처리되며,
    이미 10번 성공한 후의 시도에서는 남은돈이 없다고 출력된다.
    이렇게해서 성공 카운트는 딱 10번이 되게된다.

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