이 글에 대해서

자바에서 동시성 문제를 다루는 n가지 방법을 소개합니다. 동시성 이슈가 많이 발생하면서도 중요하기도 한 주식 거래 시스템을 예로 들어, 매수와 매도 상황에서 발생할 수 있는 동시성 문제를 정의하고, 이를 해결하는 다양한 해법들 및 테스트 결과를 소개합니다. 예제로 사용한 소스코드는 다음 링크에서 보실 수 있습니다.

https://github.com/renechoi/study/tree/main/java-concurrency-problem/src

전제

기술적 범위

먼저, 본 글에서 다루는 기술적 범위의 한계는 다음과 같다.

• 서버 인스턴스는 한 대로 가정한다. 분산 환경의 동시성 문제는 더 포괄적인 주제로 분리된 지면을 통해 소개하고자 한다.
• 해결 아이디어에서 데이터베이스를 이용한 해결 방법은 제외한다. 따라서 본 글에서 제시하는 동시성 문제의 대안은 어플리케이션 접근법에 한정된다. 마찬가지로 데이터베이스 주제만으로도 방대한 주제가 될 수 있으며, 접근이 다를 수 있기 때문에 분리했다.

주제의 범위

동시성 이슈를 의도적으로 발생시켜 해결하는 방식을 탐구하는 데 목적이 있다. 이를 위해 간소화된 아키텍처와 어플리케이션 구조, 스타일을 사용하였다.

• Database는 h2 DB와 JPA를 이용하였다.
• 포트폴리오 엔티티에서는 애플 주식만을 담는 것으로 가정하여 애플주식 수량 변수(long aaplStockAmount)를 사용하였다.

문제 상황 정의

동시성 문제란, 여러 사용자가 동시에 하나의 대상에 요청을 할 때, 시스템이 어떤 순서로 이를 처리할지 결정해야 하는 상황을 말한다. 예를 들어, 두 개의 동일한 매수 요청이 동시에 하나의 포트폴리오에 요청된다면, 시스템은 한 번에 한 요청만 성공시켜야 하며, 나머지 요청은 대기하게 만들어야 한다.

현 문제에서 중복 요청에 대한 정의

중복 요청이 무엇이냐에 대한 문제 정의가 필요하다. 문제의 단순화를 위하여 현재 프로젝트에서는 동일한 포트폴리오에 동일한 주식 수량에 대한 입금 요청이 1000ms 미만으로 발생했을 때 중복 요청이 발생했다고 정의한다.

해결하고자 하는 목표

이 문제에서 달성하고자 하는 목표는 다음과 같다.

\- 동시 매수 요청의 순차적 처리: 동시에 여러 매수 요청이 발생할 경우, 이를 순차적으로 처리하여 한 번에 하나의 요청만 성공시키고, 나머지는 실패 처리하여야 한다.

동시성 문제가 발생하는 코드