Redis를 이용한 트랜잭션 처리와 분산 락 구현

Redis는 뛰어난 성능과 간단한 사용법으로 많이 사랑받는 인메모리 데이터 구조 저장소입니다. Redis의 다양한 기능 중에서도 트랜잭션과 분산 락은 분산 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 이번 포스트에서는 SETNX 명령어를 중심으로 Redis에서 트랜잭션을 처리하고 분산 락을 구현하는 방법을 설명하겠습니다.

Redis 트랜잭션 처리

Redis에서 트랜잭션을 처리하기 위해 MULTI, EXEC, DISCARD, WATCH와 같은 명령어들을 사용할 수 있습니다. 하지만 간단한 경우에는 SETNX 명령어를 사용하여 트랜잭션 없이도 원자적으로 값을 설정할 수 있습니다.

SETNX 명령어

SETNX는 "SET if Not Exists"의 약자로, 주어진 키가 존재하지 않을 때만 값을 설정합니다. 이는 경쟁 상태를 방지하는 데 유용합니다.

TypeScript로 Redis 트랜잭션 처리

TypeScript에서 ioredis 라이브러리를 사용하여 Redis의 트랜잭션을 처리할 수 있습니다. 아래는 SETNX를 사용하여 원자적으로 값을 설정하는 예제입니다.

import Redis from 'ioredis';

const redis = new Redis();

async function setIfNotExists(key: string, value: string): Promise<boolean> {
  try {
    const result = await redis.setnx(key, value);
    return result === 1;  // 1이면 설정 성공, 0이면 설정 실패 (이미 키가 존재)
  } catch (error) {
    console.error('Error:', error);
    return false;
  }
}

async function runSetNxExample() {
  const key = 'unique_key';
  const value = 'some_value';

  const success = await setIfNotExists(key, value);

  if (success) {
    console.log(`Key ${key} was set to ${value}`);
  } else {
    console.log(`Key ${key} already exists`);
  }
}

runSetNxExample().catch(console.error);

이 코드는 주어진 키가 존재하지 않을 때만 값을 설정합니다. 설정이 성공하면 true를 반환하고, 실패하면 false를 반환합니다.

분산 락 구현

분산 시스템에서 락을 구현하는 것은 어려운 일입니다. Redis의 SETNX 명령어를 사용하면 간단하게 분산 락을 구현할 수 있습니다. 여기서 SETNX와 EXPIRE 명령어를 조합하여 특정 키에 대한 락을 설정하고 해제하는 방법을 소개합니다.

분산 락의 기본 개념

• 락 획득: SETNX 명령어로 락 키가 존재하지 않을 때만 락을 설정합니다.
• 락 해제: 락을 해제할 때는 설정한 클라이언트만이 락을 해제할 수 있도록 해야 합니다. 이를 위해 Lua 스크립트를 사용하여 원자적으로 락을 해제합니다.

TypeScript로 분산 락 구현

import Redis from 'ioredis';

const redis = new Redis();

async function acquireLock(lockKey: string, lockValue: string, expireTime: number): Promise<boolean> {
  const result = await redis.set(lockKey, lockValue, 'NX', 'EX', expireTime);
  return result === 'OK';  // 'OK'면 락 획득 성공
}

async function releaseLock(lockKey: string, lockValue: string): Promise<boolean> {
  const script = `
    if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
      return redis.call("del", KEYS[1])
    else
      return 0
    end
  `;
  const result = await redis.eval(script, 1, lockKey, lockValue);
  return result === 1;  // 1이면 락 해제 성공, 0이면 해제 실패
}

async function runLockExample() {
  const lockKey = 'resource_lock';
  const lockValue = 'unique_lock_value';
  const expireTime = 10;  // 10 seconds

  const lockAcquired = await acquireLock(lockKey, lockValue, expireTime);

  if (lockAcquired) {
    console.log('Lock acquired');

    // 작업 수행
    await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 5000));  // 5초 대기

    const lockReleased = await releaseLock(lockKey, lockValue);
    if (lockReleased) {
      console.log('Lock released');
    } else {
      console.log('Failed to release lock');
    }
  } else {
    console.log('Failed to acquire lock');
  }
}

runLockExample().catch(console.error);

결론

Redis의 SETNX 명령어를 사용하면 트랜잭션 없이도 원자적으로 값을 설정할 수 있습니다. 또한, 이를 활용하여 간단하게 분산 락을 구현할 수 있습니다. ioredis 라이브러리를 사용하면 TypeScript에서도 쉽게 Redis 기능을 사용할 수 있으므로, 다양한 시나리오에서 Redis를 활용해 보세요.

Redis의 강력한 기능을 잘 활용하면, 복잡한 분산 시스템에서도 높은 성능과 안정성을 유지할 수 있습니다. 앞으로도 Redis의 다양한 기능들을 탐구하며 시스템의 성능을 최적화해 보시기 바랍니다.